Kun når åbningsvinklen for objektet til det menneskelige øje ikke er mindre end en vis værdi, kan det blotte øje skelne dets forskellige detaljer, som kaldes den visuelle opløsning ε. Under de bedste forhold, det vil sige, når belysningen af objektet er 50~70lx og dets kontrast er stor, kan det nå 1'. For let observation øges denne mængde generelt til 2', og dette tages som den gennemsnitlige okularopløsning.
Størrelsen af synsvinklen på et objekt er relateret til længden af objektet og afstanden fra objektet til øjet. Der er formlen y=Lε
Afstanden L kan ikke gøres særlig lille, fordi øjnenes akkommodationsevne har en vis grænse, især når øjnene arbejder tæt på grænseområdet for akkommodationsevnen, vil synet være ekstremt træt. For standarden (set forfra) er den optimale synsafstand angivet som 250mm (fotopisk afstand). Dette betyder, at hvis der ikke er noget instrument, kan øjet med visuel opløsning ε=2' tydeligt skelne detaljerne i objekter med en størrelse på 0,15 mm.
Ved observation af objekter med en synsvinkel mindre end 1' skal der anvendes et forstørrelsesinstrument. Forstørrelsesglas og mikroskoper bruges til at observere genstande placeret i nærheden af observatøren, som skal forstørres.
(1) Billeddannelsesprincip for forstørrelsesglas
En optisk linse lavet af glas eller andre gennemsigtige materialer med en buet overflade kan forstørre og afbilde objekter. Det optiske vejdiagram er vist i figur 1. Objektet AB, der er placeret i brændpunktet F på objektsiden, og dets størrelse er y, transformeres til et virtuelt billede A'B' af størrelsen y' af forstørrelsesglasset.
forstørrelse af forstørrelsesglas
Γ=250/f'
I formlen, 250--fotopisk afstand, er enheden mm
f'-- forstørrelsesglassens brændvidde i mm
Forstørrelsen refererer til forholdet mellem synsvinklen for objektbilledet observeret med et forstørrelsesglas og betragtningsvinklen for objektet observeret uden forstørrelsesglas inden for en afstand på 250 mm.
(2) Mikroskopets billeddannelsesprincip
Et mikroskop og et forstørrelsesglas har samme funktion, det vil sige at forvandle en lille genstand i nærheden til et forstørret billede, som det menneskelige øje kan observere. Det er bare det, at et mikroskop kan have en højere forstørrelse end et forstørrelsesglas.
Figur 2 er et skematisk diagram af et objekt, der afbildes med et mikroskop. På figuren er både objektivlinsen L1 og okularet L2 for nemheds skyld repræsenteret af en enkelt linse. Objekt AB er placeret foran objektivlinsen i en afstand, der er større end objektivets brændvidde, men mindre end det dobbelte af objektivets brændvidde. Derfor vil den, efter at den er passeret gennem objektivlinsen, uundgåeligt danne et omvendt forstørret virkeligt billede A'B'. A'B' er placeret ved objektets fokuspunkt F2 på okularet eller meget tæt på F2. Forstør det derefter til et virtuelt billede A''B'' gennem okularet til øjenobservation. Placeringen af det virtuelle billede A''B'' afhænger af afstanden mellem F2 og A'B', som kan være uendeligt (når A'B' er på F2) eller på observatørens fotopiske afstand (Når A'B ' er til højre for fokus F2 i figuren). Okularet fungerer som et forstørrelsesglas. Forskellen er, at det, øjet ser gennem okularet, ikke er selve objektet, men billedet af objektet, der er blevet forstørret én gang af objektivlinsen.
