Eine Lupe ist einfach eine konvexe Linse, die an ein Objekt gehalten wird, um es vergrößert zu sehen. Es ist eine sehr einfache Form des Mikroskops, und seine Erfindung ermöglichte viele spätere Durchbrüche in der Optik. Die Lupe ist vor allem in Mystery-Fiktionen zu sehen und wird ikonisch mit der fiktiven Figur Sherlock Holmes in Verbindung gebracht, die damit den Tatort untersuchte, um Hinweise zu finden.
Die früheste aufgezeichnete Lupe wurde 1021 von dem Meisterwissenschaftler Alhazen geschaffen. Er veröffentlichte ein umfassendes Werk, The Book of Optics, das viele Prinzipien der Optik und viele interessante Geräte darlegte. Eine davon wurde als „Vergrößerungsgerät, eine konvexe Linse, die ein vergrößertes Bild erzeugt“ beschrieben. Diese grundlegende Erfindung inspirierte viele andere, darunter das Mikroskop, das die Bereiche Biologie und Chemie revolutionierte.
Die Vergrößerung eines Glases wird durch die Brechkraft der Linse und den Abstand zum betrachteten Objekt und zum Auge bestimmt. Eine typische Lupe wird als 2X-Lupe bezeichnet, was bedeutet, dass die Größe der betrachteten Objekte verdoppelt wird, obwohl dies wahrscheinlich besser ist, als die meisten durchschnittlichen Benutzer erreichen würden. Andererseits könnte jemand mit relativ schlechter Sehkraft ein solches Werkzeug verwenden, um eine noch höhere relative Vergrößerung zu erzielen.
Obwohl einige Leute denken, dass eine Lupe den betrachteten Bereich abschneidet, ist in Wirklichkeit der von dem Glas abgedeckte Bereich der angezeigte Bereich. Im Gegensatz zu einer direkten Betrachtung sind einige Bereiche jedoch viel größer als mit bloßem Auge, während andere viel kleiner sind. Jeder unter der Linse betrachtete Punkt hat seine eigene ideale Brennweite, weshalb die meisten Menschen das Glas näher und weiter vom betrachteten Objekt entfernen, um die ideale Entfernung zu finden.
Der beste Weg, um darüber nachzudenken, wie eine Lupe funktioniert, besteht darin, sie sich zunächst in einer zweidimensionalen Situation vorzustellen. Wenn sich eine Person etwas unter dem Glas vorstellt, wie einen Marienkäfer, kann sie sich zwei Linien vorstellen, die von beiden Seiten des Insekts in die Luft steigen. Unter einem normalen Stück Glas würden diese Linien einfach geradeaus verlaufen und sich nie treffen, und der Betrachter würde beide Punkte des Marienkäfers relativ zu ihrem tatsächlichen Standort sehen. Mit einer Lupe wird das Licht jedoch so gebogen, dass sich die beiden unsichtbaren Linien schließlich in der Luft treffen. Eine ideale Entfernung hat diesen Punkt direkt am Auge.
Nachdem sich diese beiden imaginären Linien treffen, werden sie sich kreuzen und in die entgegengesetzte Richtung passieren. Aus diesem Grund kann ein Objekt unter der Linse in extrem kurzer Entfernung erscheinen, als ob es auf dem Kopf steht. Das Licht hat sich einfach weiterbewegt, aber seine Ausrichtung vertauscht, während es betrachtet wird.