Как работят микроскопите
Оптичният микроскоп се състои от два комплекта лещи (окуляр и обектив), всеки комплект от лещи е еквивалентен на изпъкнала леща. Фокусното разстояние на лещата на обектива е късо, а фокусното разстояние на окуляра е дълго. Принцип на работа: Обектът първо преминава през лещата на обектива, за да образува увеличено реално изображение, а след това преминава през окуляра, за да образува увеличено виртуално изображение. След второто увеличение малките предмети могат да се видят ясно.
(1) Рефракция и индекс на пречупване
Светлината се движи по права линия между две точки в хомогенна изотропна среда. При преминаването й през прозрачни обекти с различна плътност възниква пречупване, което се дължи на различната скорост на разпространение на светлината в различните среди. Когато светлината, която не е перпендикулярна на повърхността на прозрачния обект, навлезе в прозрачния обект (като стъкло) от въздуха, светлината променя посоката на своя интерфейс и образува ъгъл на пречупване с нормалата.
(2) Ефективността на обектива
Лещите са най-основните оптични компоненти, които изграждат оптичната система на микроскопа. Компоненти като обективни лещи, окуляри и кондензатори са съставени от единични или множество лещи. Според формата си те могат да бъдат разделени на две категории: изпъкнали лещи (положителни лещи) и вдлъбнати лещи (отрицателни лещи).
Когато лъч светлина, успореден на оптичната ос, преминава през изпъкнала леща и се пресича в точка, тази точка се нарича "фокусна точка", а равнината, минаваща през пресечната точка и перпендикулярна на оптичната ос, се нарича "фокална самолет". Има две фокусни точки, фокусът в пространството на обекта се нарича "фокус на обекта", а фокалната равнина там се нарича "равнина на фокусиране на обекта"; напротив, фокусът в пространството на изображението се нарича "фокус на изображението". Фокалната равнина при се нарича "фокусна равнина на квадрат на изображението".
След като светлината премине през вдлъбната леща, тя образува изправено виртуално изображение, докато изпъкналата леща формира изправено реално изображение. Реалните изображения могат да се показват на екрана, докато виртуалните не могат
(3) Пет правила за изобразяване на изпъкнала леща
1. Когато разстоянието на обекта е извън двойното фокусно разстояние на страната на обекта на обектива, ще се формира намалено обърнато реално изображение в рамките на двойното фокусно разстояние на страната на изображението и извън фокусната точка;
2. Когато разстоянието на обекта е два пъти по-голямо от фокусното разстояние от страната на обекта на обектива, ще се формира обърнато реално изображение със същия размер от страната на изображението, два пъти по-голямо от фокусното разстояние;
3. Когато разстоянието на обекта е в рамките на двойното фокусно разстояние от страната на обекта на лещата и извън фокусната точка, ще се формира увеличено обърнато реално изображение извън двойното фокусно разстояние на страната на изображението;
4. Когато разстоянието на обекта е във фокусната точка на обекта на лещата, изображението не може да бъде изобразено;
5. Когато разстоянието на обекта е в рамките на фокусната точка от страната на обекта на лещата, няма да се формира изображение от страната на изображението и ще се формира увеличено изправено виртуално изображение от същата страна на страната на обекта на лещата, тъй като е по-далеч от предметът.
