Il principio dell'imaging (imaging geometrico) utilizzato nella microscopia ottica
Solo quando l'angolo dell'oggetto rispetto all'occhio umano non è inferiore ad un certo valore, l'occhio nudo può distinguere i suoi vari dettagli, e questa quantità è chiamata risoluzione visiva ε. In condizioni ottimali, dove l'illuminazione di un oggetto è 50-70lx e il suo contrasto è elevato, può raggiungere 1 '. Per facilitare l'osservazione, questa quantità viene generalmente aumentata a 2 'e presa come risoluzione media dell'oculare.
La dimensione della prospettiva di un oggetto è correlata alla sua lunghezza e alla distanza dall'oggetto all'occhio. C'è una formula
y=Lε
La distanza L non può essere molto piccola perché la capacità di adattamento dell'occhio ha un certo limite, soprattutto quando si lavora vicino al limite della sua capacità, può causare un estremo affaticamento della vista. Per lo standard (vista frontale), la distanza visiva ottimale è definita come 250mm (distanza di visione chiara). Ciò significa che senza strumenti gli occhi con una risoluzione visiva di ε=2 'possono 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 strumenti di ingrandimento. Lenti d'ingrandimento e microscopi vengono utilizzati per osservare oggetti che dovrebbero essere ingranditi se posizionati vicino all'osservatore.
(1) Il principio di imaging delle lenti d'ingrandimento
Lenti ottiche in vetro o altri materiali trasparenti con superfici curve possono ingrandire e visualizzare gli oggetti. Il diagramma del percorso ottico è mostrato nella Figura 1. L'oggetto AB, situato all'interno del punto focale F dell'oggetto, ha una dimensione y ed è ingrandito in un'immagine virtuale A'B 'di dimensione y.
L'ingrandimento della lente d'ingrandimento
Γ=250/f'
Nella formula, 250- distanza visibile, in millimetri
F' - Lunghezza focale della lente d'ingrandimento, in mm
L'ingrandimento si riferisce al rapporto tra l'angolo di visione dell'immagine di un oggetto osservato con una lente di ingrandimento a una distanza di 250 mm e l'angolo di visione di un oggetto non osservato con una lente di ingrandimento.
(2) Il principio di imaging di un microscopio
Microscopi e lenti d'ingrandimento svolgono lo stesso ruolo, ovvero ingrandire piccoli oggetti nelle immediate vicinanze per l'osservazione umana. È solo che un microscopio può avere un ingrandimento maggiore di una lente d'ingrandimento.
Il diagramma schematico di un oggetto ripreso da un microscopio. Per comodità di calcolo, sia la lente dell'obiettivo L1 che la lente dell'oculare L2 sono rappresentate come lenti singole nella figura. L'oggetto AB si trova davanti alla lente dell'obiettivo e la distanza dalla lente dell'obiettivo è maggiore della lunghezza focale della lente dell'obiettivo, ma inferiore al doppio della lunghezza focale della lente dell'obiettivo. Quindi, dopo essere passato attraverso la lente dell'obiettivo, formerà inevitabilmente un'immagine reale ingrandita A'B' invertita. A'B' si trova nel punto focale F2 dell'oculare o molto vicino a F2. Dopo essere stato ingrandito da un oculare, diventa un'immagine virtuale A''B'' per l'osservazione con gli occhi. La posizione dell'immagine virtuale A'B' dipende dalla distanza tra F2 e A'B', che può essere a distanza infinita (quando A'B' è su F2) oppure alla distanza luminosa dell'osservatore (quando A'B' è su F2) ' è a destra del punto focale F2 nella figura). La funzione di un oculare è la stessa di una lente d'ingrandimento. L'unica differenza è che ciò che gli occhi vedono attraverso l'oculare non è l'oggetto stesso, ma l'immagine ingrandita dell'oggetto formata dalla lente dell'obiettivo.
