Numai atunci când unghiul de deschidere al obiectului față de ochiul uman nu este mai mic decât o anumită valoare, ochiul liber poate distinge diferitele sale detalii, ceea ce se numește rezoluție vizuală ε. În cele mai bune condiții, adică atunci când iluminarea obiectului este de 50~70lx și contrastul său este mare, poate ajunge la 1'. Pentru o observare ușoară, această sumă este în general crescută la 2', iar aceasta este considerată rezoluția medie a ocularului.
Dimensiunea unghiului de vizualizare al unui obiect este legată de lungimea obiectului și de distanța de la obiect la ochi. Există formula y=Lε
Distanța L nu poate fi făcută foarte mică, deoarece capacitatea de acomodare a ochilor are o anumită limită, mai ales când ochii lucrează aproape de intervalul limită al capacității de acomodare, vederea va fi extrem de obosită. Pentru standard (vedere frontală), distanța optimă de vizualizare este specificată ca 250mm (distanță fotopică). Aceasta înseamnă că, în condițiile lipsei instrumentului, ochiul cu rezoluție vizuală ε=2' poate distinge clar detaliile obiectelor cu o dimensiune de 0,15 mm.
Când observați obiecte cu un unghi de vizualizare mai mic de 1', trebuie utilizat un instrument de mărire. Lupele și microscoapele sunt folosite pentru a observa obiectele plasate lângă observator care ar trebui mărite.
(1) Principiul imagistic al lupei
O lentilă optică din sticlă sau alte materiale transparente cu o suprafață curbată poate mări și imagine obiecte. Diagrama traseului optic este prezentată în Figura 1. Obiectul AB situat în punctul focal F al laturii obiectului, iar dimensiunea acestuia este y, este transformat într-o imagine virtuală A'B' de dimensiunea y' de către lupă.
mărirea lupei
Γ=250/f'
În formula, 250--distanța fotopică, unitatea este mm
f'-- distanța focală a lupei, în mm
Mărirea se referă la raportul dintre unghiul de vizualizare al imaginii obiectului observat cu o lupă și unghiul de vizualizare al obiectului observat fără lupă pe o distanță de 250 mm.
(2) Principiul imagistic al microscopului
Un microscop și o lupă au aceeași funcție, adică de a transforma un obiect mic din apropiere într-o imagine mărită pe care ochiul uman să o observe. Doar că un microscop poate avea o mărire mai mare decât o lupă.
Figura 2 este o diagramă schematică a unui obiect care este fotografiat de un microscop. În figură, pentru comoditate, atât obiectivul L1, cât și ocularul L2 sunt reprezentate de o singură lentilă. Obiectul AB este situat în fața obiectivului la o distanță mai mare decât distanța focală a obiectivului, dar mai mică de două ori distanța focală a obiectivului. Prin urmare, după ce trece prin lentila obiectivului, va forma inevitabil o imagine reală mărită inversată A'B'. A'B' este situat la punctul focal al obiectului F2 al ocularului, sau foarte aproape de F2. Apoi măriți-o într-o imagine virtuală A''B'' prin ocular pentru observarea ochilor. Poziția imaginii virtuale A''B'' depinde de distanța dintre F2 și A'B', care poate fi la infinit (când A'B' este pe F2) sau la distanța fotopică a observatorului (când A'B ' este în dreapta focalizării F2 din figură). Ocularul acționează ca o lupă. Diferența este că ceea ce ochiul vede prin ocular nu este obiectul în sine, ci imaginea obiectului care a fost mărită o dată de lentila obiectiv.
