Только при угле раскрытия объекта человеческому глазу не менее определенного значения невооруженным глазом можно различить различные его детали, что называется визуальным разрешением ε. В лучших условиях, т. е. при освещенности объекта 50—70 лк и большой его контрастности, она может достигать 1'. Для облегчения наблюдения это значение обычно увеличивают до 2 футов и принимают за среднее разрешение окуляра.
Размер угла обзора объекта связан с длиной объекта и расстоянием от объекта до глаза. Существует формула y=Lε
Расстояние L нельзя сделать очень маленьким, потому что аккомодационная способность глаз имеет определенный предел, особенно когда глаза работают близко к предельному диапазону аккомодационной способности, зрение будет сильно утомляться. Для стандартного (вид спереди) оптимальное расстояние просмотра указано как 250мм (фотопическое расстояние). Это означает, что при отсутствии инструмента глаз с визуальным разрешением ε=2' может четко различать детали объектов размером 0,15 мм.
При наблюдении объектов с углом обзора менее 1' необходимо пользоваться увеличительным прибором. Увеличительные стекла и микроскопы используются для наблюдения за предметами, расположенными рядом с наблюдателем, которые необходимо увеличить.
(1) Принцип изображения увеличительного стекла
Оптическая линза из стекла или других прозрачных материалов с изогнутой поверхностью может увеличивать и отображать объекты. Схема оптического пути показана на рисунке 1. Объект AB, расположенный в фокусе F со стороны объекта и имеющий размер y, преобразуется с помощью увеличительного стекла в мнимое изображение A'B' размера y'.
увеличение увеличительного стекла
Γ=250/f'
В формуле 250--фотопическое расстояние единицей измерения является мм.
f'-- фокусное расстояние увеличительного стекла в мм
Под увеличением понимается отношение угла обзора изображения объекта, наблюдаемого с помощью увеличительного стекла, к углу обзора объекта, наблюдаемого без увеличительного стекла на расстоянии 250 мм.
(2) Принцип визуализации микроскопа
Микроскоп и увеличительное стекло выполняют одну и ту же функцию, а именно превращают небольшой объект поблизости в увеличенное изображение, которое может наблюдать человеческий глаз. Просто микроскоп может иметь большее увеличение, чем увеличительное стекло.
Рисунок 2 представляет собой схематическое изображение объекта, отображаемого под микроскопом. На рисунке для удобства и объектив L1, и окуляр L2 представлены одной линзой. Предмет АВ находится перед объективом на расстоянии, большем фокусного расстояния объектива, но менее удвоенного фокусного расстояния объектива. Следовательно, после того как он пройдет через линзу объектива, он неизбежно сформирует перевернутое увеличенное реальное изображение A'B'. A'B' находится в фокусе объекта F2 окуляра или очень близко к F2. Затем увеличьте его до виртуального изображения A''B'' через окуляр для наблюдения глазами. Положение виртуального изображения A''B'' зависит от расстояния между F2 и A'B', которое может быть в бесконечности (когда A'B' находится на F2) или на фотопическом расстоянии наблюдателя (когда A'B ' находится справа от фокуса F2 на рисунке). Окуляр действует как увеличительное стекло. Отличие состоит в том, что то, что глаз видит через окуляр, является не самим объектом, а изображением объекта, увеличенным один раз объективом.
