Az optikai mikroszkópok képalkotásának (geometriai képalkotásának) elvei
Csak ha egy tárgy emberi szemhez viszonyított nyitási szöge nem kisebb egy bizonyos értéknél, szabad szemmel lehet megkülönböztetni a részleteket. Ezt a mennyiséget ε vizuális felbontásnak nevezzük. Optimális körülmények között, azaz amikor a tárgy megvilágítása 50-70lx és a kontraszt nagy, elérheti az 1'-t. A könnyebb megfigyelés érdekében ezt a mennyiséget általában 2'-re növelik, és ezt veszik a szemlencse átlagos felbontásának.
A tárgy látószögének mérete a tárgy hosszával és a tárgy és a szem távolságával függ össze. Van egy y=Lε képlet
Az L távolságot nem lehet nagyon kicsire tenni, mert a szemek alkalmazkodóképességének van egy határa. Különösen akkor, ha a szem a beállítási képesség határtartományához közel dolgozik, a látás rendkívül fáradt lesz. Normál (arcnézet) esetén az optimális látótávolság 250mm (tiszta látási távolság). Ez azt jelenti, hogy műszerek nélkül az ε=2' vizuális felbontású szemek egyértelműen megkülönböztetik a 0,15 mm-es objektumok részleteit.
1'-nél kisebb látószögű tárgyak megfigyelésekor nagyítót kell használni. Nagyítót és mikroszkópot használnak a megfigyelő közelében elhelyezett tárgyak megfigyelésére, amelyeket fel kell nagyítani.
(1) A nagyító képalkotási elve
Az üvegből vagy más átlátszó anyagból készült, ívelt felületű optikai lencse képes nagyítani a tárgyakat képpé. Az optikai út diagramja az 1. ábrán látható. Az F objektumoldali fókuszban található AB objektum y méretű, és egy y' méretű A'B' virtuális képpé van nagyítva.
Nagyító nagyítása
Γ=250/f'
Ahol a 250--tiszta látási távolság mértékegysége mm
f'--nagyító gyújtótávolsága, mértékegysége mm
A nagyítási arány egy nagyítóval 250 mm távolságban megfigyelt tárgykép látószögének és a nagyító nélkül megfigyelt tárgy látószögének arányát jelenti.
(2) A mikroszkóp képalkotási elve
A mikroszkópok és a nagyítók ugyanazt a szerepet töltik be, vagyis a közeli kis tárgyakat nagyított képpé nagyítják, hogy az emberi szem megfigyelhesse. Csak arról van szó, hogy egy mikroszkópnak nagyobb lehet a nagyítása, mint a nagyítónak.
Egy mikroszkóppal leképezett tárgy sematikus diagramja. A kényelem kedvéért az ábrán az L1 objektív és az L2 szemlencse egyetlen lencseként látható. Az AB objektum az objektív előtt található, és távolsága az objektívtől nagyobb, mint az objektív gyújtótávolsága, de kisebb, mint az objektív gyújtótávolságának kétszerese. Ezért, miután áthalad az objektívlencsén, elkerülhetetlenül egy fordított, nagyított valós A'B' képet alkot. Az A'B' az okulár F2 tárgyfókuszában található, vagy nagyon közel az F2-hez. Ezután az okuláron keresztül A''B'' virtuális képpé nagyítja, hogy a szem megfigyelhesse. Az A''B'' virtuális kép helyzete az F2 és A'B' közötti távolságtól függ, amely lehet a végtelenben (ha A'B' az F2-n található) vagy a megfigyelő látszólagos távolságában (A' amikor A' B' az ábrán az F2 fókusz jobb oldalán található). A szemlencsék nagyítóként működnek. Az egyetlen különbség az, hogy amit a szem az okuláron keresztül lát, az nem maga a tárgy, hanem a tárgy képe, amelyet egyszer felnagyított az objektív.
