Principiul imaginii (imagini geometrice) utilizat în microscopia optică
Numai atunci când unghiul obiectului față de ochiul uman nu este mai mic decât o anumită valoare, ochiul liber poate distinge diferitele sale detalii, iar această cantitate se numește rezoluție vizuală ε. În condiții optime, unde iluminarea unui obiect este de 50-70lx și contrastul său este ridicat, acesta poate ajunge la 1'. Pentru ușurința observării, această sumă este în general crescută la 2' și luată ca rezoluție medie a ocularului.
Dimensiunea perspectivei unui obiect este legată de lungimea și distanța de la obiect la ochi. Există o formulă
y=Lε
Distanța L nu poate fi foarte mică deoarece capacitatea de reglare a ochiului are o anumită limită, mai ales când se lucrează aproape de limita capacității sale, poate provoca oboseală extremă a vederii. Pentru standard (vedere frontală), distanța vizuală optimă este definită ca 250mm (distanță de vedere clară). Aceasta înseamnă că, fără instrumente, ochii cu o rezoluție vizuală de ε=2 pot distinge clar detaliile obiectelor cu o dimensiune de 0,15 mm.
La observarea obiectelor cu un unghi de vizualizare mai mic de 1', trebuie folosite instrumente de mărire. Lupele și microscoapele sunt folosite pentru a observa obiecte care ar trebui să fie mărite atunci când sunt plasate aproape de observator.
(1) Principiul imagistic al lupelor
Lentilele optice din sticlă sau alte materiale transparente cu suprafețe curbate pot mări și imagine obiecte. Diagrama traseului optic este prezentată în Figura 1. Obiectul AB, situat în punctul focal F al obiectului, are dimensiunea y și este mărit într-o imagine virtuală A'B' de dimensiunea y.
Mărirea lupei
Γ=250/f'
În formulă, 250- distanță vizibilă, în milimetri
F '- Distanța focală lupă, în mm
Mărirea se referă la raportul dintre unghiul de vizualizare al unei imagini de obiect observat cu o lupă la o distanță de 250 mm și unghiul de vizualizare al unui obiect neobservat cu o lupă.
(2) Principiul imagistic al unui microscop
Microscoapele și lupele joacă același rol, care este de a mări obiectele mici aflate în imediata apropiere pentru observarea umană. Doar că un microscop poate avea o mărire mai mare decât o lupă.
Diagrama schematică a unui obiect care este fotografiat de un microscop. Pentru confortul calculului, atât lentila obiectiv L1, cât și lentila ocular L2 sunt reprezentate ca lentile unice în figură. Obiectul AB este situat în fața obiectivului, iar distanța față de obiectivul este mai mare decât distanța focală a obiectivului, dar mai mică de două ori distanța focală a obiectivului. Deci, după trecerea prin lentila obiectivului, va forma inevitabil o imagine reală mărită inversată A'B'. A'B 'este situat la punctul focal F2 al ocularului sau foarte aproape de F2. După ce a fost mărită de un ocular, devine o imagine virtuală A''B'' pentru observare de către ochi. Poziția imaginii virtuale A'B 'depinde de distanța dintre F2 și A'B', care poate fi la o distanță infinită (când A'B 'este pe F2) sau la distanța luminoasă a observatorului (când A'B ' este în dreapta punctului focal F2 din figură). Funcția unui ocular este aceeași cu cea a unei lupe. Singura diferență este că ceea ce văd ochii prin ocular nu este obiectul în sine, ci imaginea mărită a obiectului formată de lentila obiectiv.
