Principis d'imatge (imatge geomètrica) dels microscopis òptics
Només quan l'angle d'obertura d'un objecte respecte a l'ull humà no és inferior a un determinat valor, l'ull nu pot distingir els seus detalls. Aquesta magnitud s'anomena resolució visual ε. En condicions òptimes, és a dir, quan la il·luminació de l'objecte és de 50 ~ 70lx i el contrast és gran, pot arribar a 1'. Per a una observació més fàcil, aquesta quantitat s'incrementa generalment a 2', i es pren com a resolució mitjana de l'ocular.
La mida de l'angle de visió de l'objecte està relacionada amb la longitud de l'objecte i la distància de l'objecte a l'ull. Hi ha una fórmula y=Lε
La distància L no es pot fer molt petita perquè la capacitat d'ajust dels ulls té un cert límit. Especialment quan els ulls treballen a prop del rang límit de la capacitat d'ajust, la visió estarà extremadament fatigada. Per a estàndard (vista de cara), la distància de visualització òptima és de 250mm (distància de visió clara). Això vol dir que sense instruments, els ulls amb una resolució visual de ε=2' poden distingir clarament els detalls d'objectes amb una mida de 0,15 mm.
Quan s'observen objectes amb un angle de visió inferior a 1', s'ha d'utilitzar una lupa. Les lupes i els microscopis s'utilitzen per observar objectes que es col·loquen a prop de l'observador i s'han d'ampliar.
(1) El principi d'imatge de la lupa
Una lent òptica feta de vidre o altres materials transparents amb una superfície corbada pot augmentar els objectes en imatges. El diagrama del camí òptic es mostra a la figura 1. L'objecte AB situat dins del focus lateral de l'objecte F té una mida de y, i s'amplia en una imatge virtual A'B' d'una mida de y'.
Ampliació de la lupa
Γ=250/f'
On 250--distància de visió clara, la unitat és mm
f'--distància focal de la lupa, la unitat és mm
La relació d'ampliació fa referència a la relació entre l'angle de visió d'una imatge d'objecte observada amb una lupa a una distància de 250 mm i l'angle de visió d'un objecte observat sense lupa.
(2) Principi d'imatge del microscopi
Els microscopis i les lupes tenen el mateix paper, que és ampliar els objectes petits propers en una imatge ampliada perquè els ulls humans puguin observar. És que un microscopi pot tenir un augment més gran que una lupa.
Diagrama esquemàtic d'un objecte que s'imatge amb un microscopi. Per comoditat, la figura mostra la lent objectiu L1 i l'ocular L2 com una lent única. L'objecte AB es troba davant de la lent de l'objectiu i la seva distància de la lent de l'objectiu és més gran que la distància focal de la lent de l'objectiu, però menys del doble de la distància focal de la lent de l'objectiu. Per tant, després de passar per la lent de l'objectiu, formarà inevitablement una imatge real ampliada invertida A'B'. A'B' es troba al focus d'objecte F2 de l'ocular, o molt a prop de F2. A continuació, s'amplia en una imatge virtual A''B'' a través de l'ocular per a l'observació dels ulls. La posició de la imatge virtual A''B'' depèn de la distància entre F2 i A'B', que pot estar a l'infinit (quan A'B' es troba a F2) o a la distància aparent de l'observador (Quan A' B' està a la dreta del focus F2 a la figura). Els oculars funcionen com una lupa. L'única diferència és que el que l'ull veu a través de l'ocular no és l'objecte en si, sinó la imatge de l'objecte que ha estat magnificada una vegada per la lent de l'objectiu.
