Οι βασικές οπτικές αρχές των μικροσκοπίων
(1) Διάθλαση και δείκτης διάθλασης
Το φως διαδίδεται σε ευθεία γραμμή μεταξύ δύο σημείων σε ένα ομοιογενές ισότροπο μέσο. Όταν διέρχεται από διαφανή αντικείμενα διαφορετικής πυκνότητας, η διάθλαση συμβαίνει λόγω των διαφορετικών ταχυτήτων διάδοσης του φωτός σε διαφορετικά μέσα. Όταν οι ακτίνες φωτός που δεν είναι κάθετες στην επιφάνεια ενός διαφανούς αντικειμένου (όπως το γυαλί) εκπέμπονται από τον αέρα, η κατεύθυνση των ακτίνων φωτός αλλάζει στη διεπιφάνειά του και σχηματίζει μια γωνία διάθλασης με την κανονική.
(2) Απόδοση φακών
Οι φακοί είναι τα πιο βασικά οπτικά εξαρτήματα που συνθέτουν το οπτικό σύστημα των μικροσκοπίων και στοιχεία όπως οι αντικειμενικοί φακοί, οι προσοφθάλμιοι φακοί και οι φακοί συμπυκνωτή αποτελούνται από έναν ή πολλαπλούς φακούς. Σύμφωνα με τα διαφορετικά σχήματά τους, μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: κυρτούς φακούς (θετικοί φακοί) και κοίλους φακούς (αρνητικούς φακούς).
Όταν μια δέσμη φωτός παράλληλη προς τον οπτικό άξονα τέμνεται σε ένα σημείο μέσω ενός κυρτού φακού, αυτό το σημείο ονομάζεται εστιακό επίπεδο και το επίπεδο που διέρχεται από την τομή και είναι κάθετο στον οπτικό άξονα ονομάζεται εστιακό επίπεδο. Υπάρχουν δύο εστιακά σημεία, το εστιακό σημείο στο χώρο του αντικειμένου ονομάζεται "εστιακό σημείο αντικειμένου" και το εστιακό επίπεδο σε αυτό το σημείο ονομάζεται "εστιακό επίπεδο αντικειμένου". Αντίθετα, το εστιακό σημείο στον τετράγωνο χώρο ονομάζεται «τετράγωνο εστιακό σημείο», και το εστιακό επίπεδο σε αυτό το σημείο ονομάζεται «τετράγωνο εστιακό επίπεδο».
Αφού περάσει μέσα από έναν κοίλο φακό, το φως σχηματίζει μια όρθια εικονική εικόνα, ενώ ένας κυρτός φακός μια όρθια πραγματική εικόνα. Οι πραγματικές εικόνες μπορούν να εμφανιστούν στην οθόνη, ενώ οι εικονικές εικόνες όχι.
(3) Πέντε νόμοι απεικόνισης των κυρτών φακών
Όταν το αντικείμενο βρίσκεται εκτός της εστιακής απόστασης του φακού, σχηματίζεται μια μειωμένη ανεστραμμένη πραγματική εικόνα εντός της εστιακής απόστασης της εικόνας και εκτός του εστιακού σημείου.
2. Όταν το αντικείμενο βρίσκεται σε διπλή εστιακή απόσταση στην πλευρά του φακού, σχηματίζεται μια ανεστραμμένη πραγματική εικόνα του ίδιου μεγέθους σε διπλή εστιακή απόσταση στην πλευρά της εικόνας.
3. Όταν το αντικείμενο βρίσκεται εντός δύο φορές της εστιακής απόστασης του φακού, αλλά εκτός του εστιακού σημείου, σχηματίζεται μια μεγεθυμένη ανεστραμμένη πραγματική εικόνα έξω από το διπλάσιο της εστιακής απόστασης της εικόνας.
Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται στο εστιακό σημείο του φακού, η εικόνα δεν μπορεί να σχηματιστεί.
Όταν το αντικείμενο βρίσκεται εντός του εστιακού σημείου του αντικειμένου του φακού, η εικόνα σχηματίζεται επίσης χωρίς εικόνα και μια μεγεθυμένη όρθια εικονική εικόνα σχηματίζεται στην ίδια πλευρά του αντικειμένου του φακού πιο μακριά από το αντικείμενο.
