Billeddannelsesprincippet (geometrisk billeddannelse) brugt i optisk mikroskopi
Kun når genstandens vinkel til det menneskelige øje ikke er mindre end en vis værdi, kan det blotte øje skelne dets forskellige detaljer, og denne størrelse kaldes visuel opløsning ε. Under optimale forhold, hvor belysningen af et objekt er 50-70lx, og dets kontrast er høj, kan det nå 1 '. For at lette observationen øges denne mængde generelt til 2 'og tages som den gennemsnitlige okularopløsning.
Størrelsen af et objekts perspektiv er relateret til dets længde og afstand fra objektet til øjet. Der er en formel
y=Lε
Afstanden L kan ikke være særlig lille, fordi øjets tilpasningsevne har en vis grænse, især når man arbejder tæt på grænsen for dets evne, kan det forårsage ekstrem træthed i synet. For standard (set forfra) er den optimale synsafstand defineret som 250mm (frit udsynsafstand). Det betyder, at øjne med en visuel opløsning på ε=2 uden instrumenter tydeligt kan skelne detaljer fra objekter med en størrelse på 0,15 mm.
Ved observation af objekter med en synsvinkel mindre end 1 ', skal der anvendes forstørrelsesinstrumenter. Forstørrelsesglas og mikroskoper bruges til at observere genstande, der bør forstørres, når de placeres tæt på observatøren.
(1) Billedprincippet om forstørrelsesglas
Optiske linser lavet af glas eller andre gennemsigtige materialer med buede overflader kan forstørre og afbilde objekter. Det optiske vejdiagram er vist i figur 1. Objekt AB, der er placeret inden for objektets brændpunkt F, har størrelsen y og forstørres til et virtuelt billede A'B 'i størrelsen y.
Forstørrelsen af forstørrelsesglasset
Γ=250/f'
I formlen 250- synlig afstand i millimeter
F '- Forstørrelsesglas brændvidde, i mm
Forstørrelsen refererer til forholdet mellem synsvinklen for et objektbillede observeret med et forstørrelsesglas i en afstand på 250 mm og synsvinklen for et objekt, der ikke er observeret med et forstørrelsesglas.
(2) Et mikroskops billeddannelsesprincip
Mikroskoper og forstørrelsesglas spiller den samme rolle, som er at forstørre små genstande i umiddelbar nærhed til menneskelig observation. Det er bare det, at et mikroskop kan have en højere forstørrelse end et forstørrelsesglas.
Det skematiske diagram af et objekt, der afbildes med et mikroskop. For at lette beregningen er både objektivlinsen L1 og okularlinsen L2 repræsenteret som enkeltlinser i figuren. Objekt AB er placeret foran objektivlinsen, og afstanden fra objektivlinsen er større end objektivets brændvidde, men mindre end det dobbelte af objektivets brændvidde. Så efter at have passeret gennem objektivlinsen, vil den uundgåeligt danne et omvendt forstørret virkeligt billede A'B '. A'B 'er placeret i fokuspunktet F2 på okularet eller meget tæt på F2. Efter at være blevet forstørret af et okular bliver det til et virtuelt billede A''B '' til observation af øjnene. Placeringen af det virtuelle billede A'B 'afhænger af afstanden mellem F2 og A'B', som kan være på en uendelig afstand (når A'B 'er på F2) eller på observatørens lyse afstand (når A'B ' er til højre for fokuspunktet F2 i figuren). Funktionen af et okular er den samme som et forstørrelsesglas. Den eneste forskel er, at det, øjnene ser gennem okularet, ikke er selve objektet, men det forstørrede billede af objektet dannet af objektivlinsen.
