Αρχές απεικόνισης (γεωμετρική απεικόνιση) οπτικών μικροσκοπίων
Μόνο όταν η γωνία ανοίγματος ενός αντικειμένου προς το ανθρώπινο μάτι δεν είναι μικρότερη από μια ορισμένη τιμή, το γυμνό μάτι μπορεί να διακρίνει τις λεπτομέρειες του. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται οπτική ανάλυση ε. Υπό βέλτιστες συνθήκες, όταν δηλαδή ο φωτισμός του αντικειμένου είναι 50~70lx και η αντίθεση είναι μεγάλη, μπορεί να φτάσει το 1'. Για ευκολότερη παρατήρηση, αυτή η ποσότητα γενικά αυξάνεται σε 2', και αυτή λαμβάνεται ως η μέση ανάλυση του προσοφθάλμιου φακού.
Το μέγεθος της γωνίας θέασης του αντικειμένου σχετίζεται με το μήκος του αντικειμένου και την απόσταση από το αντικείμενο στο μάτι. Υπάρχει ένας τύπος y=Ε
Η απόσταση L δεν μπορεί να γίνει πολύ μικρή γιατί η ικανότητα προσαρμογής των ματιών έχει ένα ορισμένο όριο. Ειδικά όταν τα μάτια λειτουργούν κοντά στο όριο της ικανότητας προσαρμογής, η όραση θα είναι εξαιρετικά κουρασμένη. Για τυπική (προβολή προσώπου), η βέλτιστη απόσταση θέασης είναι 250mm (απόσταση καθαρής όρασης). Αυτό σημαίνει ότι χωρίς όργανα, τα μάτια με οπτική ανάλυση ε=2' μπορούν να διακρίνουν ξεκάθαρα τις λεπτομέρειες αντικειμένων με μέγεθος 0,15 mm.
Κατά την παρατήρηση αντικειμένων με γωνία θέασης μικρότερη από 1', πρέπει να χρησιμοποιείται μεγεθυντικό όργανο. Οι μεγεθυντικοί φακοί και τα μικροσκόπια χρησιμοποιούνται για την παρατήρηση αντικειμένων που είναι τοποθετημένα κοντά στον παρατηρητή και πρέπει να μεγεθύνονται.
(1) Η αρχή απεικόνισης του μεγεθυντικού φακού
Ένας οπτικός φακός από γυαλί ή άλλα διαφανή υλικά με καμπύλη επιφάνεια μπορεί να μεγεθύνει αντικείμενα σε εικόνες. Το διάγραμμα οπτικής διαδρομής φαίνεται στο Σχήμα 1. Το αντικείμενο AB που βρίσκεται εντός της εστίας F από την πλευρά του αντικειμένου έχει μέγεθος y και μεγεθύνεται σε μια εικονική εικόνα A'B' μεγέθους y'.
Μεγέθυνση μεγεθυντικού φακού
Γ=250/f'
Όπου 250--απόσταση καθαρής όρασης, η μονάδα είναι mm
f'--εστιακή απόσταση του μεγεθυντικού φακού, η μονάδα είναι mm
Ο λόγος μεγέθυνσης αναφέρεται στον λόγο της γωνίας θέασης μιας εικόνας αντικειμένου που παρατηρείται με μεγεθυντικό φακό σε απόσταση 250 mm προς τη γωνία θέασης ενός αντικειμένου που παρατηρείται χωρίς μεγεθυντικό φακό.
(2) Αρχή απεικόνισης του μικροσκοπίου
Τα μικροσκόπια και οι μεγεθυντικοί φακοί παίζουν τον ίδιο ρόλο, ο οποίος είναι να μεγεθύνουν κοντινά μικρά αντικείμενα σε μια μεγεθυμένη εικόνα για να τα παρατηρήσουν τα ανθρώπινα μάτια. Απλώς ένα μικροσκόπιο μπορεί να έχει μεγαλύτερη μεγέθυνση από έναν μεγεθυντικό φακό.
Σχηματικό διάγραμμα αντικειμένου που απεικονίζεται με μικροσκόπιο. Για ευκολία, το σχήμα δείχνει τον αντικειμενικό φακό L1 και τον προσοφθάλμιο φακό L2 ως μεμονωμένο φακό. Το αντικείμενο AB βρίσκεται μπροστά από τον αντικειμενικό φακό και η απόστασή του από τον αντικειμενικό φακό είναι μεγαλύτερη από την εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού, αλλά μικρότερη από το διπλάσιο της εστιακής απόστασης του αντικειμενικού φακού. Επομένως, αφού περάσει από τον αντικειμενικό φακό, θα σχηματίσει αναπόφευκτα μια ανεστραμμένη μεγεθυμένη πραγματική εικόνα Α'Β'. Το A'B' βρίσκεται στην εστία του αντικειμένου F2 του προσοφθάλμιου φακού ή πολύ κοντά στο F2. Στη συνέχεια μεγεθύνεται σε μια εικονική εικόνα A''B'' μέσω του προσοφθάλμιου φακού για παρατήρηση από τα μάτια. Η θέση της εικονικής εικόνας A''B'' εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ F2 και A'B', η οποία μπορεί να είναι στο άπειρο (όταν το A'B' βρίσκεται στο F2) ή στη φαινόμενη απόσταση του παρατηρητή (Όταν A' Το B' βρίσκεται στα δεξιά της εστίασης F2 στο σχήμα). Τα προσοφθάλμια λειτουργούν σαν μεγεθυντικός φακός. Η μόνη διαφορά είναι ότι αυτό που βλέπει το μάτι μέσω του προσοφθάλμιου φακού δεν είναι το ίδιο το αντικείμενο, αλλά η εικόνα του αντικειμένου που έχει μεγεθυνθεί μία φορά από τον αντικειμενικό φακό.
