Πώς λειτουργούν τα μικροσκόπια
Ένα οπτικό μικροσκόπιο αποτελείται από δύο σετ φακών (προσοφθάλμιο και αντικειμενικό φακό), κάθε σετ φακών ισοδυναμεί με έναν κυρτό φακό. Η εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού είναι μικρή και η εστιακή απόσταση του προσοφθάλμιου φακού είναι μεγάλη. Αρχή λειτουργίας: Το αντικείμενο διέρχεται πρώτα από τον αντικειμενικό φακό για να σχηματίσει μια μεγεθυμένη πραγματική εικόνα και στη συνέχεια διέρχεται από τον προσοφθάλμιο φακό για να σχηματίσει μια μεγεθυμένη εικονική εικόνα. Μετά τη δεύτερη μεγέθυνση, μικροσκοπικά αντικείμενα φαίνονται καθαρά.
(1) Διάθλαση και δείκτης διάθλασης
Το φως ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή μεταξύ δύο σημείων σε ένα ομοιογενές ισότροπο μέσο. Όταν περνά μέσα από διαφανή αντικείμενα με διαφορετικές πυκνότητες, συμβαίνει διάθλαση, η οποία προκαλείται από τις διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης του φωτός σε διαφορετικά μέσα. Όταν το φως που δεν είναι κάθετο στην επιφάνεια του διαφανούς αντικειμένου εισέρχεται στο διαφανές αντικείμενο (όπως το γυαλί) από τον αέρα, το φως αλλάζει κατεύθυνση στη διεπιφάνειά του και σχηματίζει μια γωνία διάθλασης με την κανονική.
(2) Η απόδοση του φακού
Οι φακοί είναι τα πιο βασικά οπτικά στοιχεία που συνθέτουν το οπτικό σύστημα μικροσκοπίου. Εξαρτήματα όπως αντικειμενικοί φακοί, προσοφθάλμιοι φακοί και συμπυκνωτές αποτελούνται από απλούς ή πολλαπλούς φακούς. Ανάλογα με το σχήμα 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 διέρχεται από έναν κυρτό φακό και τέμνεται σε ένα σημείο, αυτό το σημείο ονομάζεται "σημείο εστίασης" και το επίπεδο που διέρχεται από το σημείο τομής και είναι κάθετο στον οπτικό άξονα ονομάζεται "εστιακό επίπεδο". Υπάρχουν δύο εστιακά σημεία, η εστίαση στο χώρο του αντικειμένου ονομάζεται "εστίαση αντικειμένου" και το εστιακό επίπεδο εκεί ονομάζεται "επίπεδο εστίασης αντικειμένου". Αντίθετα, η εστίαση στο χώρο της εικόνας ονομάζεται "εστίαση εικόνας". Το εστιακό επίπεδο στο ονομάζεται "τετράγωνο εστιακό επίπεδο εικόνας".
Αφού το φως περάσει μέσα από έναν κοίλο φακό, σχηματίζει μια ανορθωμένη εικονική εικόνα, ενώ ένας κυρτός φακός σχηματίζει μια ορθή πραγματική εικόνα. Οι πραγματικές εικόνες μπορούν να εμφανιστούν στην οθόνη, ενώ οι εικονικές εικόνες όχι
(3) Πέντε κανόνες απεικόνισης κυρτού φακού
1. Όταν η απόσταση του αντικειμένου υπερβαίνει το διπλό εστιακό μήκος της πλευράς του αντικειμένου του φακού, θα σχηματιστεί μια μειωμένη ανεστραμμένη πραγματική εικόνα εντός του διπλού εστιακού μήκους της πλευράς της εικόνας και εκτός του εστιακού σημείου.
2. Όταν η απόσταση του αντικειμένου είναι διπλάσια από την εστιακή απόσταση στην πλευρά του αντικειμένου του φακού, μια ανεστραμμένη πραγματική εικόνα του ίδιου μεγέθους θα σχηματιστεί στην πλευρά της εικόνας διπλάσια από την εστιακή απόσταση.
3. Όταν η απόσταση του αντικειμένου είναι διπλάσια από την εστιακή απόσταση της πλευράς του αντικειμένου του φακού και έξω από το εστιακό σημείο, θα σχηματιστεί μια μεγεθυμένη ανεστραμμένη πραγματική εικόνα έξω από τη διπλή εστιακή απόσταση της πλευράς της εικόνας.
4. Όταν η απόσταση του αντικειμένου βρίσκεται στο εστιακό σημείο του αντικειμένου του φακού, η εικόνα δεν μπορεί να απεικονιστεί.
5. Όταν η απόσταση του αντικειμένου βρίσκεται εντός του εστιακού σημείου της πλευράς του αντικειμένου του φακού, δεν θα σχηματιστεί εικόνα στην πλευρά της εικόνας και μια μεγεθυμένη όρθια εικονική εικόνα θα σχηματιστεί στην ίδια πλευρά της πλευράς του αντικειμένου φακού που βρίσκεται πιο μακριά από το αντικείμενο.
