Princípios de imagem (imagem geométrica) de microscópios ópticos
Somente quando o ângulo de abertura de um objeto ao olho humano não for inferior a um determinado valor, o olho nu poderá distinguir seus detalhes. Essa quantidade é chamada de resolução visual ε. Em condições ideais, ou seja, quando a iluminação do objeto é de 50~70lx e o contraste é grande, pode chegar a 1'. Para facilitar a observação, esse valor geralmente é aumentado para 2' e é considerado a resolução média da ocular.
O tamanho do ângulo de visão do objeto está relacionado ao comprimento do objeto e à distância do objeto ao olho. Existe uma fórmula y=Lε
A distância L não pode ser muito pequena porque a capacidade de ajuste dos olhos tem um certo limite. Especialmente quando os olhos trabalham perto da faixa limite da capacidade de ajuste, a visão fica extremamente cansada. Para padrão (visão facial), a distância de visualização ideal é 250mm (distância de visão clara). Isso significa que sem instrumentos, olhos com resolução visual de ε=2' podem distinguir claramente os detalhes de objetos com tamanho de 0,15 mm.
Ao observar objetos com um ângulo de visão inferior a 1', deve ser utilizado um instrumento de ampliação. Lupas e microscópios são usados para observar objetos que são colocados próximos ao observador e devem ser ampliados.
(1) O princípio de imagem da lupa
Uma lente óptica feita de vidro ou outro material transparente com superfície curva pode ampliar objetos em imagens. O diagrama do caminho óptico é mostrado na Figura 1. O objeto AB localizado dentro do foco do lado do objeto F tem tamanho y e é ampliado em uma imagem virtual A'B' de tamanho y'.
Ampliação de lupa
Γ=250/f'
Onde 250--distância de visão clara, a unidade é mm
f'--distância focal da lupa, unidade é mm
A taxa de ampliação refere-se à relação entre o ângulo de visão de uma imagem de objeto observada com uma lupa a uma distância de 250 mm e o ângulo de visão de um objeto observado sem lupa.
(2) Princípio de imagem do microscópio
Microscópios e lupas desempenham o mesmo papel, que é ampliar pequenos objetos próximos em uma imagem ampliada para os olhos humanos observarem. Acontece que um microscópio pode ter uma ampliação maior do que uma lupa.
Diagrama esquemático de um objeto sendo fotografado por um microscópio. Por conveniência, a figura mostra a lente objetiva L1 e a ocular L2 como uma única lente. O objeto AB está localizado na frente da lente objetiva e sua distância da lente objetiva é maior que a distância focal da lente objetiva, mas menor que o dobro da distância focal da lente objetiva. Portanto, depois de passar pela lente objetiva, inevitavelmente formará uma imagem real ampliada invertida A'B'. A'B' está localizado no foco do objeto F2 da ocular, ou muito próximo de F2. Em seguida, é ampliado em uma imagem virtual A''B'' através da ocular para observação pelos olhos. A posição da imagem virtual A''B'' depende da distância entre F2 e A'B', que pode ser no infinito (quando A'B' está localizado em F2) ou na distância aparente do observador (Quando A' B' está à direita do foco F2 na figura). As oculares funcionam como uma lupa. A única diferença é que o que o olho vê através da ocular não é o objeto em si, mas a imagem do objeto que foi ampliada uma vez pela lente objetiva.
