Μόνο όταν η γωνία ανοίγματος του αντικειμένου προς το ανθρώπινο μάτι δεν είναι μικρότερη από μια ορισμένη τιμή, το γυμνό μάτι μπορεί να διακρίνει τις διάφορες λεπτομέρειες του, που ονομάζεται οπτική ανάλυση ε. Υπό τις καλύτερες συνθήκες, όταν δηλαδή ο φωτισμός του αντικειμένου είναι 50~70lx και η αντίθεση του είναι μεγάλη, μπορεί να φτάσει το 1'. Για εύκολη παρατήρηση, αυτή η ποσότητα γενικά αυξάνεται σε 2' και λαμβάνεται ως η μέση ανάλυση του προσοφθάλμιου φακού.
Το μέγεθος της γωνίας θέασης ενός αντικειμένου σχετίζεται με το μήκος του αντικειμένου και την απόσταση από το αντικείμενο στο μάτι. Υπάρχει ο τύπος y=Λε
Η απόσταση L δεν μπορεί να γίνει πολύ μικρή, επειδή 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 την τυπική (μπροστινή όψη), η βέλτιστη απόσταση θέασης καθορίζεται ως 250mm (φωτογραφική απόσταση). Αυτό σημαίνει ότι υπό την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει όργανο, το μάτι με οπτική ανάλυση ε=2' μπορεί να διακρίνει καθαρά 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 βρίσκονται κοντά στον παρατηρητή που πρέπει να μεγεθυνθούν.
(1) Αρχή απεικόνισης του μεγεθυντικού φακού
Ένας οπτικός φακός από γυαλί ή άλλα διαφανή υλικά με καμπύλη επιφάνεια μπορεί να μεγεθύνει και να απεικονίσει αντικείμενα. Το διάγραμμα οπτικής διαδρομής φαίνεται στο Σχήμα 1. Το αντικείμενο AB που βρίσκεται εντός του εστιακού σημείου F της πλευράς του αντικειμένου και το μέγεθός του είναι y, μετατρέπεται σε εικονική εικόνα Α'Β' μεγέθους y' από τον μεγεθυντικό φακό.
μεγέθυνση του μεγεθυντικού φακού
Γ=250/f'
Στον τύπο, 250--φωτογραφική απόσταση, η μονάδα είναι mm
f'-- την εστιακή απόσταση του μεγεθυντικού φακού, σε mm
Η μεγέθυνση αναφέρεται στην αναλογία της γωνίας θέασης της εικόνας του αντικειμένου που παρατηρείται με ένα μεγεθυντικό φακό προς τη γωνία θέασης του αντικειμένου που παρατηρείται χωρίς μεγεθυντικό φακό σε απόσταση 250 mm.
(2) Η αρχή απεικόνισης του μικροσκοπίου
Ένα μικροσκόπιο και ένας μεγεθυντικός φακός έχουν την ίδια λειτουργία, δηλαδή να μετατρέπουν ένα μικρό αντικείμενο που βρίσκεται στη γύρω περιοχή σε μια μεγεθυμένη εικόνα για να το παρατηρήσει το ανθρώπινο μάτι. Απλώς ένα μικροσκόπιο μπορεί να έχει μεγαλύτερη μεγέθυνση από έναν μεγεθυντικό φακό.
Το σχήμα 2 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα ενός αντικειμένου που απεικονίζεται με μικροσκόπιο. Στο σχήμα, για λόγους ευκολίας, τόσο ο αντικειμενικός φακός L1 όσο και ο προσοφθάλμιος φακός L2 αντιπροσωπεύονται από έναν μόνο φακό. Το αντικείμενο AB βρίσκεται μπροστά από τον αντικειμενικό φακό σε απόσταση 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 στο εστιακό σημείο του αντικειμένου F2 του προσοφθάλμιου φακού ή πολύ κοντά στο F2. Στη συνέχεια, μεγεθύντε το σε μια εικονική εικόνα A''B'' μέσω του προσοφθάλμιου φακού για παρατήρηση των ματιών. 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 φωτοπική απόσταση του παρατηρητή (Όταν A'B ' βρίσκεται στα δεξιά της εστίασης F2 στο σχήμα). Ο προσοφθάλμιος φακός λειτουργεί σαν μεγεθυντικός φακός. Η 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.
