Принципи формування зображень (геометричного зображення) оптичних мікроскопів
Лише тоді, коли кут розкриття предмета для людського ока становить не менше певної величини, неозброєним оком можна розрізнити його деталі. Ця величина називається візуальною роздільною здатністю ε. За оптимальних умов, тобто коли освітленість об’єкта становить 50~70 люкс і великий контраст, вона може досягати 1'. Для полегшення спостереження цю величину зазвичай збільшують до 2', і це береться як середня роздільна здатність окуляра.
Розмір кута огляду об’єкта залежить від довжини об’єкта та відстані від об’єкта до ока. Існує формула y=Lε
Відстань L не можна зробити дуже маленькою, оскільки здатність очей до регулювання має певну межу. Особливо, коли очі працюють близько до граничного діапазону здатності налаштування, зір буде надзвичайно втомленим. Для стандарту (вид обличчя) оптимальна відстань перегляду становить 250 мм (відстань чіткого бачення). Це означає, що без інструментів очі з візуальною роздільною здатністю ε=2' можуть чітко розрізняти деталі об’єктів розміром 0,15 мм.
При спостереженні об'єктів з кутом огляду менше 1' необхідно використовувати збільшувальний прилад. За допомогою збільшувальних стекол і мікроскопів спостерігають за об’єктами, які розташовані близько від спостерігача і повинні бути збільшені.
(1) Принцип зображення збільшувального скла
Оптична лінза зі скла або іншого прозорого матеріалу з вигнутою поверхнею може збільшувати об’єкти в зображення. Діаграма оптичного шляху показана на малюнку 1. Об’єкт AB, розташований у фокусі сторони об’єкта F, має розмір y і збільшений до віртуального зображення A'B' розміром y'.
Збільшення лупи
Γ=250/f'
Де 250--відстань чіткого бачення одиницею є мм
f'--фокусна відстань лупи, одиниця вимірювання – мм
Коефіцієнт збільшення означає відношення кута зору зображення об’єкта, що спостерігається за допомогою збільшувального скла на відстані 250 мм, до кута зору об’єкта, спостережуваного без збільшувального скла.
(2) Принцип зображення мікроскопа
Мікроскопи та збільшувальні окуляри відіграють таку саму роль, тобто збільшують сусідні невеликі об’єкти до збільшеного зображення для спостереження людськими очима. Просто мікроскоп може мати більше збільшення, ніж лупа.
Принципова схема зображення об’єкта за допомогою мікроскопа. Для зручності на малюнку показані об’єктив L1 і окуляр L2 як одна лінза. Предмет АВ розташований перед лінзою об'єктива, і його відстань від лінзи об'єктива більше фокусної відстані лінзи об'єктива, але менше подвоєної фокусної відстані лінзи об'єктива. Тому, пройшовши крізь лінзу об’єктива, воно неминуче сформує перевернуте збільшене реальне зображення A'B'. A'B' знаходиться у фокусі об'єкта F2 окуляра або дуже близько до F2. Потім воно збільшується до віртуального зображення A''B'' через окуляр для спостереження очима. Положення віртуального зображення A''B'' залежить від відстані між F2 і A'B', яка може бути нескінченною (коли A'B' знаходиться на F2) або на видимій відстані спостерігача ( Коли A' B' знаходиться праворуч від фокуса F2 на малюнку). Окуляри функціонують як збільшувальне скло. Єдина відмінність полягає в тому, що око бачить через окуляр не сам предмет, а зображення предмета, яке було збільшене один раз за допомогою лінзи об’єктива.
