Die grundlegenden optischen Prinzipien von Mikroskopen
(1) Brechung und Brechungsindex
Licht breitet sich geradlinig zwischen zwei Punkten in einem homogenen isotropen Medium aus. Beim Durchgang durch transparente Objekte unterschiedlicher Dichte kommt es aufgrund der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Lichts in verschiedenen Medien zu Brechungen. Wenn Lichtstrahlen, die nicht senkrecht zur Oberfläche eines transparenten Objekts (z. B. Glas) stehen, von Luft emittiert werden, ändert sich die Richtung der Lichtstrahlen an ihrer Grenzfläche und bildet mit der Normalen einen Brechungswinkel.
(2) Leistung von Linsen
Linsen sind die grundlegendsten optischen Komponenten, aus denen das optische System von Mikroskopen besteht. Komponenten wie Objektive, Okulare und Kondensorlinsen bestehen aus einer einzelnen oder mehreren Linsen. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Form lassen sie sich in zwei Kategorien einteilen: Konvexlinsen (Positivlinsen) und Konkavlinsen (Negativlinsen).
Wenn sich ein Lichtstrahl parallel zur optischen Achse in einem Punkt durch eine konvexe Linse schneidet, wird dieser Punkt Brennebene genannt, und die Ebene, die durch den Schnittpunkt verläuft und senkrecht zur optischen Achse verläuft, wird Brennebene genannt. Es gibt zwei Brennpunkte, der Brennpunkt im Objektraum wird „Objektbrennpunkt“ genannt und die Brennebene an diesem Punkt wird „Objektbrennebene“ genannt; Im Gegensatz dazu wird der Brennpunkt im quadratischen Raum als „quadratischer Brennpunkt“ bezeichnet, und die Brennebene an diesem Punkt wird als „quadratische Brennebene“ bezeichnet.
Nach dem Durchgang durch eine konkave Linse erzeugt das Licht ein aufrechtes virtuelles Bild, während eine konvexe Linse ein aufrechtes reales Bild erzeugt. Reale Bilder können auf dem Bildschirm angezeigt werden, virtuelle Bilder hingegen nicht.
(3) Fünf Abbildungsgesetze konvexer Linsen
Befindet sich das Objekt außerhalb der Brennweite des Objektivs, entsteht innerhalb der Brennweite des Bildes und außerhalb des Brennpunkts ein verkleinertes invertiertes reales Bild;
2. Wenn sich das Objekt auf der Objektivseite mit doppelter Brennweite befindet, entsteht auf der Bildseite ein umgekehrtes reales Bild gleicher Größe mit doppelter Brennweite;
3. Wenn sich das Objekt innerhalb der zweifachen Brennweite des Objektivs, aber außerhalb des Brennpunkts befindet, entsteht ein vergrößertes invertiertes reales Bild außerhalb der zweifachen Brennweite des Bildes;
Wenn sich ein Objekt im Brennpunkt des Objektivs befindet, kann kein Bild erzeugt werden;
Wenn sich das Objekt im Brennpunkt des Linsenobjekts befindet, wird das Bild ebenfalls ohne Bild erzeugt, und ein vergrößertes aufrechtes virtuelles Bild wird auf derselben Seite des Linsenobjekts weiter vom Objekt entfernt erzeugt.
