Het beeldvormingsprincipe (geometrische beeldvorming) van optische microscopie
Alleen wanneer de hoek van het object ten opzichte van het menselijk oog niet kleiner is dan een bepaalde waarde, kan het blote oog de verschillende details ervan onderscheiden, en deze hoeveelheid wordt visuele resolutie ε genoemd. Onder optimale omstandigheden, waarbij de verlichting van een object 50-70lx is en het contrast hoog is, kan deze 1 ' bereiken. Voor het gemak van observatie wordt deze hoeveelheid doorgaans verhoogd tot 2 'en wordt aangenomen als de gemiddelde oculairresolutie.
De grootte van het perspectief van een object hangt samen met de lengte en de afstand van het object tot het oog. Er is een formule
y=Lε
De afstand L kan niet erg klein zijn omdat het aanpassingsvermogen van het oog een bepaalde limiet heeft. Vooral wanneer dichtbij de limiet van zijn vermogen wordt gewerkt, kan dit extreme vermoeidheid van het gezichtsvermogen veroorzaken. Voor standaard (vooraanzicht) wordt de optimale visuele afstand gedefinieerd als 250 mm (vrije zichtafstand). Dit betekent dat ogen met een visuele resolutie van ε=2 zonder instrumenten zonder instrumenten details van objecten met een grootte van 0,15 mm duidelijk kunnen onderscheiden.
Bij het observeren van objecten met een kijkhoek kleiner dan 1 ' moeten vergrootinstrumenten worden gebruikt. Vergrootglazen en microscopen worden gebruikt om objecten waar te nemen die vergroot moeten worden als ze dicht bij de waarnemer worden geplaatst.
(1) Het beeldprincipe van vergrootglazen
Optische lenzen gemaakt van glas of andere transparante materialen met gebogen oppervlakken kunnen objecten vergroten en in beeld brengen. Het optische paddiagram wordt getoond in figuur 1. Object AB, gelegen binnen het brandpunt F van het object, heeft een grootte van y en wordt vergroot tot een virtueel beeld A'B' van grootte y.
De vergroting van het vergrootglas
Γ=250/f'
In de formule is 250- zichtbare afstand, in millimeters
F '- Brandpuntsafstand van vergrootglas, in mm
De vergroting heeft betrekking op de verhouding tussen de kijkhoek van een objectbeeld waargenomen met een vergrootglas op een afstand van 250 mm en de kijkhoek van een object dat niet wordt waargenomen met een vergrootglas.
(2) Het beeldvormingsprincipe van een microscoop
Microscopen en vergrootglazen spelen dezelfde rol, namelijk het vergroten van kleine objecten in de directe nabijheid voor menselijke observatie. Het is alleen zo dat een microscoop een hogere vergroting kan hebben dan een vergrootglas.
Het schematische diagram van een object dat door een microscoop wordt afgebeeld. Voor het gemak van de berekening zijn zowel objectieflens L1 als oculairlens L2 in de figuur weergegeven als afzonderlijke lenzen. Object AB bevindt zich vóór de objectieflens en de afstand tot de objectieflens is groter dan de brandpuntsafstand van de objectieflens, maar minder dan tweemaal de brandpuntsafstand van de objectieflens. Dus nadat het door de objectieflens is gegaan, zal het onvermijdelijk een omgekeerd vergroot reëel beeld A'B ' vormen. A'B 'bevindt zich in het brandpunt F2 van het oculair of heel dichtbij F2. Nadat het door een oculair is vergroot, wordt het een virtueel beeld A''B' voor observatie door de ogen. De positie van het virtuele beeld A'B 'hangt af van de afstand tussen F2 en A'B', die zich op een oneindige afstand kan bevinden (wanneer A'B 'op F2 staat) of op de heldere afstand van de waarnemer (wanneer A'B ' staat rechts van het brandpunt F2 in de figuur). De functie van een oculair is dezelfde als die van een vergrootglas. Het enige verschil is dat wat de ogen door het oculair zien niet het object zelf is, maar het vergrote beeld van het object gevormd door de objectieflens.
(3) Belangrijke optische technische parameters van microscopen
Tijdens microscopie hopen mensen altijd een duidelijk en helder ideaalbeeld te hebben, waarvoor de optische technische parameters van de microscoop aan bepaalde normen moeten voldoen, en het is vereist dat de relatie tussen de parameters moet worden gecoördineerd op basis van het doel en de werkelijke situatie van de microscoop. microscopie tijdens gebruik. Alleen op deze manier kunnen de prestaties van de microscoop volledig worden benut en bevredigende microscopieresultaten worden bereikt.
De optische technische parameters van een microscoop omvatten numerieke apertuur, resolutie, vergroting, scherptediepte, gezichtsveldbreedte, dekkingsverschil, werkafstand, enzovoort. Deze parameters zijn niet altijd beter, omdat ze met elkaar samenhangen en elkaar beperken. Bij gebruik ervan moet de relatie tussen parameters worden gecoördineerd op basis van het doel van de microscopie en de feitelijke situatie, maar de resolutie moet standaard worden gegarandeerd.
