Principios de obtención de imágenes (imágenes geométricas) de microscopios ópticos.
Sólo cuando el ángulo de apertura de un objeto al ojo humano no es inferior a un cierto valor, el ojo desnudo puede distinguir sus detalles. Esta cantidad se llama resolución visual ε. En condiciones óptimas, es decir, cuando la iluminación del objeto es de 50~70 lx y el contraste es grande, puede alcanzar 1'. Para una observación más fácil, esta cantidad generalmente se incrementa a 2', y esto se toma como la resolución promedio del ocular.
El tamaño del ángulo de visión del objeto está relacionado con la longitud del objeto y la distancia del objeto al ojo. Hay una fórmula y=Lε
La distancia L no puede hacerse muy pequeña porque la capacidad de ajuste de los ojos tiene un cierto límite. Especialmente cuando los ojos trabajan cerca del límite de la capacidad de ajuste, la visión se fatigará extremadamente. Para estándar (vista de cara), la distancia de visualización óptima es 250mm (distancia de visión clara). Esto significa que sin instrumentos, ojos con una resolución visual de ε=2' pueden distinguir claramente los detalles de objetos con un tamaño de 0,15 mm.
Al observar objetos con un ángulo de visión inferior a 1', se debe utilizar un instrumento de aumento. Las lupas y los microscopios se utilizan para observar objetos que se colocan cerca del observador y deben ampliarse.
(1) El principio de imagen de la lupa.
Una lente óptica hecha de vidrio u otros materiales transparentes con una superficie curva puede ampliar objetos y convertirlos en imágenes. El diagrama de trayectoria óptica se muestra en la Figura 1. El objeto AB ubicado dentro del foco F del lado del objeto tiene un tamaño de y y está ampliado en una imagen virtual A'B' de un tamaño de y'.
Ampliación de lupa
Γ=250/f'
Donde 250--distancia de visión clara, la unidad es mm
f'--longitud focal de la lupa, la unidad es mm
La relación de aumento se refiere a la relación entre el ángulo de visión de la imagen de un objeto observado con una lupa a una distancia de 250 mm y el ángulo de visión de un objeto observado sin lupa.
(2) Principio de imagen del microscopio.
Los microscopios y las lupas desempeñan la misma función, que es ampliar los objetos pequeños cercanos hasta convertirlos en una imagen ampliada para que los ojos humanos puedan observarla. Es solo que un microscopio puede tener mayor aumento que una lupa.
Diagrama esquemático de un objeto que está siendo fotografiado por un microscopio. Por conveniencia, la figura muestra la lente objetivo L1 y el ocular L2 como una sola lente. El objeto AB está ubicado frente a la lente del objetivo y su distancia desde la lente del objetivo es mayor que la distancia focal de la lente del objetivo, pero menos del doble de la longitud focal de la lente del objetivo. Por lo tanto, después de pasar a través de la lente del objetivo, inevitablemente formará una imagen real ampliada invertida A'B'. A'B' se encuentra en el foco del objeto F2 del ocular, o muy cerca de F2. Luego se amplía hasta obtener una imagen virtual A''B'' a través del ocular para que los ojos puedan observarla. La posición de la imagen virtual A''B'' depende de la distancia entre F2 y A'B', que puede ser al infinito (cuando A'B' se sitúa en F2) o a la distancia aparente del observador (cuando A' B' está a la derecha del foco F2 en la figura). Los oculares funcionan como una lupa. La única diferencia es que lo que el ojo ve a través del ocular no es el objeto en sí, sino la imagen del objeto que ha sido ampliada una vez por la lente del objetivo.
