El principi d'imatge (imatge geomètrica) de la microscòpia òptica
Només quan l'angle de l'objecte respecte a l'ull humà no és inferior a un cert valor, l'ull nu pot distingir els seus diversos detalls, i aquesta quantitat s'anomena resolució visual ε. En condicions òptimes, on la il·luminació d'un objecte és 50-70lx i el seu contrast és alt, pot arribar a 1'. Per facilitar l'observació, aquesta quantitat s'incrementa generalment a 2' i es pren com a resolució mitjana de l'ocular.
La mida de la perspectiva d'un objecte està relacionada amb la seva longitud i distància de l'objecte a l'ull. Hi ha una fórmula
y=Lε
La distància L no pot ser molt petita perquè la capacitat d'ajust de l'ull té un cert límit, sobretot quan es treballa prop del límit de la seva capacitat, pot provocar una fatiga extrema en la visió. Per a estàndard (vista frontal), la distància visual òptima es defineix com a 250mm (distància de vista 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'han d'utilitzar instruments d'augment. Les lupes i els microscopis s'utilitzen per observar objectes que s'han d'ampliar quan es col·loquen a prop de l'observador.
(1) El principi d'imatge de les lupes
Les lents òptiques de vidre o altres materials transparents amb superfícies corbes poden augmentar i imatge objectes. El diagrama del camí òptic es mostra a la figura 1. L'objecte AB, situat dins del punt focal F de l'objecte, té una mida de y i s'amplia en una imatge virtual A'B' de mida y.
L'ampliació de la lupa
Γ=250/f'
A la fórmula, 250- distància visible, en mil·límetres
F '- Distància focal de la lupa, en mm
L'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 no observat amb una lupa.
(2) El principi d'imatge d'un microscopi
Els microscopis i les lupes tenen el mateix paper, que consisteix en augmentar objectes petits situats a prop per a l'observació humana. 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 a la comoditat del càlcul, tant la lent objectiu L1 com la lent de l'ocular L2 es representen com a lents individuals a la figura. L'objecte AB es troba davant de la lent de l'objectiu i la 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. Així, després de passar per la lent de l'objectiu, formarà inevitablement una imatge real ampliada invertida A'B'. A'B' es troba al punt focal F2 de l'ocular o molt a prop de F2. Després de ser ampliada per un ocular, es converteix en una imatge virtual A''B'' 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 una distància infinita (quan A'B 'és a F2) o a la distància brillant de l'observador (quan A'B'). ' es troba a la dreta del punt focal F2 de la figura). La funció d'un ocular és la mateixa que la d'una lupa. L'única diferència és que el que veuen els ulls a través de l'ocular no és l'objecte en si, sinó la imatge ampliada de l'objecte formada per la lent de l'objectiu.
(3) Paràmetres tècnics òptics importants dels microscopis
Durant la microscòpia, la gent sempre espera tenir una imatge ideal clara i brillant, que requereix que els paràmetres tècnics òptics del microscopi compleixin certs estàndards, i es requereix que la relació entre els paràmetres s'ha de coordinar segons el propòsit i la situació real de microscòpia durant l'ús. Només d'aquesta manera es pot utilitzar plenament el rendiment del microscopi i aconseguir resultats de microscòpia satisfactoris.
Els paràmetres tècnics òptics d'un microscopi inclouen l'obertura numèrica, la resolució, l'ampliació, la profunditat d'enfocament, l'amplada del camp de visió, la diferència de cobertura, la distància de treball, etc. Aquests paràmetres no sempre són millors, ja que estan interrelacionats i es limiten mútuament. Quan s'utilitzen, la relació entre paràmetres s'ha de coordinar en funció del propòsit de la microscòpia i de la situació real, però s'ha de garantir la resolució com a estàndard.
