Una lupa generalmente montada es un soporte circular que, dependiendo de su diseño, y muy comúnmente, del uso específico en cierta área de trabajo o investigación, puede o no tener un mango para facilitar su manejo. El uso primordial de la lupa es el de ampliar pequeñas zonas para obtener una mejor visualización; por ejemplo, para leer textos muy pequeños, o para ver en detalle alguna particularidad de un determinado objeto.
La lupa es un instrumento que ha sido inventado y fabricado para hacer uso de principios de fÍsica referentes a la óptica.
Consta de una lente convergente de corta distancia focal, mismo que desvía la luz incidente de modo que se forma una imagen virtual ampliada del objeto por detrás de la misma. La imagen se llama virtual porque los rayos que parecen venir de ella no pasan realmente por la lupa. Una imagen virtual no se puede proyectar en una pantalla y es la misma que se observa
en una superficie pulida.
Las lupas pueden ser de distintos tamaños, y dependiendo, el lente puede tener cierto grado de magnificación. Generalmente, las lupas de mayor diámetro son más potentes. Mas no todos los lentes de lupa son de forma circular, sino que hay algunos lentes que han sido hechos en forma cuadrangular o rectangular.
Se dice que el inventor de las lupas es el árabe Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham (Alhazen).
LUPA. Microscopio Simple
Cuanto más acercamos un objeto al ojo, mayor es el ángulo aparente con que se le ve. Pero existe una distancia mínima llamada punto próximo (25 cm) por delante de la cual no se ven nítidamente. En ese punto la imagen alcanza su máximo tamaño en la retina y aún la percibimos con nitidez. 
Un objeto situado en el punto próximo del ojo, se ve del mayor tamaño que es posible verlo a simple vista y bajo el mayor ángulo.
Una lente convergente puede conseguir que la imagen de un objeto se vea ampliada, y, por lo tanto, verla bajo un ángulo aparente mayor.
Debemos poner el objeto entre la lente y el foco. La amplificación máxima se produce cuando está en el foco.
El sistema así formado se llama lupa o microscopio simple. Cuanto más convergente (más ancha en el centro) sea la lente, más aumento dará .
Una lente muy convergente tendrá una distancia focal pequeña. Para conocer la distancia focal de una lente convergente se coloca frente a un haz de luz y se mueve hasta que la luz que viene del infinito se concentre en un círculo mínimo. Cuando eso se logra, subiéndola y bajándola (enfocando y desenfocando), sólo tenemos que medir la distancia desde ese punto a la lente.
¿Utilizaste alguna vez una lupa para quemar un papel?
Recuerda que los rayos paralelos que llegan desde el infinito se concentran en el foco.
El máximo aumento de la lupa se produce cuando el objeto se sitúa en el foco. Entonces los rayos que atraviesan la lente salen paralelos al que pasa por el centro óptico. La imagen se formaría en el infinito pero el sistema óptico del ojo normal, sin esfuerzo de acomodación, concentra en la retina esos rayos que parecen venir del infinito.
 El ojo observa un objeto situado a una distancia x bajo un ángulo aparente Qi
Como para ángulos pequeños la tangente y el ángulo coinciden tg Qi = Qi= y / x
Par un ojo normal, un objeto situado a la distancia x = 0,25 m, el ojo lo ve bajo un ángulo aparente máximo.
Cuando situamos la lupa delante del ojo, y el objeto entre el punto focal y la lupa, la imagen se forma grande y hacia atrás y la vemos bajo un ángulo aparente mayor
Si el objeto se sitúa en el punto focal, la lente forma la imagen en el infinito, pero, para la córnea y el cristalino del ojo, esa imagen viene del infinito y concentran la luz en la retina sin esfuerzo de acomodación. El ángulo aparente con que se logra ver el objeto es: tg Qf = Qf = y / f 
Hemos logrado acercar el objeto hasta la distancia focal de la lupa y verlo nítido. Al ponerlo ahí lo vemos con un ángulo aparente mucho mayor.
Por lo tanto la Amplificación angular, la relación del ángulo visual bajo el que vemos el objeto ahora y lo veíamos cuando lo acercábamos al punto próximo, será el cociente de los dos
ángulos visuales:
Qf / Qi = x / f
Como la distancia del ojo al punto próximo es 0,25 m y el inverso de la distancia focal medida en metros es la potencia:
   
Cuanto más convergente (más ancha en el medio) sea una lente más
aumento dará.
Si el objeto se sitúa en el foco de la lente, el ojo situado en cualquier posición
detrás de la lupa ve la imagen sin acomodación. La imagen que produce la lupa
se forma en el infinito pero la imagen del sistema lupa + ojo se forma en la retina.
Los instrumentos ópticos causan en las imágenes ciertos defectos o aberraciones.
Las aberraciones no se deben a defectos de construcción, sino que son una consecuencia de las leyes de la refracción-reflexión de la luz.
En la óptica geométrica que hemos estudiado hasta ahora se introdujeron varias simplificaciones:
· las lentes son siempre delgadas
· los rayos son paraxiales
· la luz es monocromática. En la práctica no se cumplen estas condiciones por lo que la formación de las imágenes no se ajusta totalmente a la teoría estudiada. Muchas personas acercan el objeto demasiado a la lupa dentro de la distancia
focal, entonces la imagen no se forma en el infinito y el observador debe
acomodar el cristalino del ojo, con lo cual instintivamente modifica la posición
del objeto de tal manera que su imagen se forma en el punto próximo y la
nitidez es máxima. El aumento en este caso es: En estas condiciones el aumento es máximo pero no compensa el esfuerzo de acomodación. Se recomienda siempre poner el objeto en el foco.
En la práctica no suelen utilizarse lupas de más de 25 aumentos por la dificultad que supone corregir las aberraciones que producen. Para mayores aumentos se utiliza el microscopio compuesto. |