Solo quando l'angolo di apertura dell'oggetto rispetto all'occhio umano non è inferiore a un certo valore, l'occhio nudo può distinguere i suoi vari dettagli, che è chiamata risoluzione visiva ε. Nelle migliori condizioni, cioè quando l'illuminazione dell'oggetto è 50~70lx e il suo contrasto è grande, può raggiungere 1'. Per facilitare l'osservazione, questa quantità è generalmente aumentata a 2', e questa è considerata la risoluzione media dell'oculare.
La dimensione dell'angolo di visione di un oggetto è correlata alla lunghezza dell'oggetto e alla distanza dall'oggetto all'occhio. C'è la formula y=Lε
La distanza L non può essere resa molto piccola, perché la capacità di accomodamento degli occhi ha un certo limite, specialmente quando gli occhi lavorano vicino al campo limite della capacità di accomodamento, la vista sarà estremamente affaticata. Per lo standard (vista frontale), la distanza di visione ottimale è specificata in 250mm (distanza fotopica). Ciò significa che in assenza di strumenti, l'occhio con risoluzione visiva ε=2' può distinguere chiaramente i dettagli di oggetti con una dimensione di 0,15 mm.
Quando si osservano oggetti con un angolo di visione inferiore a 1', è necessario utilizzare uno strumento di ingrandimento. Lenti d'ingrandimento e microscopi vengono utilizzati per osservare oggetti posti vicino all'osservatore che devono essere ingranditi.
(1) Principio di imaging della lente d'ingrandimento
Una lente ottica in vetro o altri materiali trasparenti con una superficie curva può ingrandire e visualizzare oggetti. Il diagramma del percorso ottico è mostrato in Figura 1. L'oggetto AB situato all'interno del punto focale F del lato dell'oggetto, e la sua dimensione è y, viene trasformato in un'immagine virtuale A'B' di dimensione y' dalla lente d'ingrandimento.
ingrandimento della lente di ingrandimento
Γ=250/f'
Nella formula, 250--distanza fotopica, l'unità è mm
f'-- la lunghezza focale della lente d'ingrandimento, in mm
L'ingrandimento si riferisce al rapporto tra l'angolo di visione dell'immagine dell'oggetto osservato con una lente d'ingrandimento e l'angolo di visione dell'oggetto osservato senza lente d'ingrandimento entro una distanza di 250 mm.
(2) Il principio di imaging del microscopio
Un microscopio e una lente d'ingrandimento hanno la stessa funzione, cioè trasformare un piccolo oggetto nelle vicinanze in un'immagine ingrandita che l'occhio umano può osservare. È solo che un microscopio può avere un ingrandimento maggiore di una lente d'ingrandimento.
La Figura 2 è un diagramma schematico di un oggetto ripreso da un microscopio. Nella figura, per comodità, sia la lente obiettivo L1 che l'oculare L2 sono rappresentati da un'unica lente. L'oggetto AB si trova davanti alla lente dell'obiettivo a una distanza maggiore della lunghezza focale della lente dell'obiettivo, ma inferiore al doppio della lunghezza focale della lente dell'obiettivo. Pertanto, dopo aver attraversato la lente dell'obiettivo, formerà inevitabilmente un'immagine reale ingrandita capovolta A'B'. A'B' si trova nel punto focale dell'oggetto F2 dell'oculare, o molto vicino a F2. Quindi ingrandiscilo in un'immagine virtuale A''B'' attraverso l'oculare per l'osservazione degli occhi. La posizione dell'immagine virtuale A''B'' dipende dalla distanza tra F2 e A'B', che può essere all'infinito (quando A'B' è su F2) o alla distanza fotopica dell'osservatore (Quando A'B' è su F2) o alla distanza fotopica dell'osservatore (Quando A'B' ' è a destra del fuoco F2 nella figura). L'oculare agisce come una lente d'ingrandimento. La differenza è che ciò che l'occhio vede attraverso l'oculare non è l'oggetto stesso, ma l'immagine dell'oggetto che è stata ingrandita una volta dalla lente dell'obiettivo.
