Das bildgebende (geometrische Abbildungs-)Prinzip der optischen Mikroskopie
Nur wenn der Winkel des Objekts zum menschlichen Auge einen bestimmten Wert nicht unterschreitet, kann das bloße Auge seine verschiedenen Details unterscheiden. Diese Größe wird als visuelle Auflösung ε bezeichnet. Unter optimalen Bedingungen, bei denen die Beleuchtung eines Objekts 50-70lx beträgt und sein Kontrast hoch ist, kann es 1 ' erreichen. Zur Erleichterung der Beobachtung wird dieser Wert im Allgemeinen auf 2' erhöht und als durchschnittliche Okularauflösung angenommen.
Die Größe der Perspektive eines Objekts hängt von seiner Länge und Entfernung vom Objekt zum Auge ab. Es gibt eine Formel
y=Lε
Der Abstand L kann nicht sehr klein sein, da die Anpassungsfähigkeit des Auges an eine gewisse Grenze stößt und insbesondere beim Arbeiten nahe der Leistungsgrenze zu extremer Ermüdung des Sehvermögens führen kann. Für Standard (Vorderansicht) ist der optimale Sichtabstand als 250mm (freie Sichtweite) definiert. Das bedeutet, dass Augen mit einer visuellen Auflösung von ε=2‘ ohne Instrumente Details von Objekten mit einer Größe von 0,15 mm deutlich unterscheiden können.
Bei der Beobachtung von Objekten mit einem Blickwinkel von weniger als 1‘ müssen Vergrößerungsinstrumente verwendet werden. Lupen und Mikroskope werden zur Beobachtung von Objekten verwendet, die vergrößert werden sollen, wenn sie in der Nähe des Betrachters platziert werden.
(1) Das Abbildungsprinzip von Lupen
Optische Linsen aus Glas oder anderen transparenten Materialien mit gekrümmten Oberflächen können Objekte vergrößern und abbilden. Das optische Wegdiagramm ist in Abbildung 1 dargestellt. Das Objekt AB, das sich im Brennpunkt F des Objekts befindet, hat eine Größe von y und wird in ein virtuelles Bild A'B' der Größe y vergrößert.
Die Vergrößerung der Lupe
Γ=250/f'
In der Formel 250- sichtbarer Abstand in Millimetern
F '- Brennweite der Lupe, in mm
Die Vergrößerung bezieht sich auf das Verhältnis des Betrachtungswinkels eines Objektbildes, das mit einer Lupe in einem Abstand von 250 mm beobachtet wird, zum Betrachtungswinkel eines Objekts, das nicht mit einer Lupe beobachtet wird.
(2) Das Abbildungsprinzip eines Mikroskops
Mikroskope und Lupen spielen die gleiche Rolle: Sie vergrößern kleine Objekte in unmittelbarer Nähe für die menschliche Beobachtung. Es ist nur so, dass ein Mikroskop eine höhere Vergrößerung haben kann als eine Lupe.
Das schematische Diagramm eines Objekts, das von einem Mikroskop abgebildet wird. Zur Vereinfachung der Berechnung sind in der Abbildung sowohl die Objektivlinse L1 als auch die Okularlinse L2 als Einzellinsen dargestellt. Das Objekt AB befindet sich vor der Objektivlinse und der Abstand von der Objektivlinse ist größer als die Brennweite der Objektivlinse, aber kleiner als das Doppelte der Brennweite der Objektivlinse. Nach dem Durchgang durch die Objektivlinse entsteht also zwangsläufig ein umgekehrt vergrößertes reales Bild A'B'. A'B' liegt im Brennpunkt F2 des Okulars oder ganz in der Nähe von F2. Nach der Vergrößerung durch ein Okular wird daraus ein virtuelles Bild A''B'' zur Beobachtung durch die Augen. Die Position des virtuellen Bildes A'B' hängt vom Abstand zwischen F2 und A'B' ab, der im unendlichen Abstand (wenn A'B' auf F2 liegt) oder im hellen Abstand des Betrachters (wenn A'B liegt) liegen kann ' befindet sich in der Abbildung rechts vom Brennpunkt F2). Die Funktion eines Okulars ist die gleiche wie die einer Lupe. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Auge durch das Okular nicht das Objekt selbst sieht, sondern das durch die Objektivlinse vergrößerte Bild des Objekts.
(3) Wichtige optische technische Parameter von Mikroskopen
Bei der Mikroskopie hofft man immer auf ein klares und helles Idealbild. Dafür müssen die optischen technischen Parameter des Mikroskops bestimmte Standards erfüllen und die Beziehung zwischen den Parametern muss je nach Zweck und tatsächlicher Situation koordiniert werden Mikroskopie während des Gebrauchs. Nur so kann die Leistungsfähigkeit des Mikroskops voll ausgeschöpft und zufriedenstellende Mikroskopieergebnisse erzielt werden.
Zu den optischen technischen Parametern eines Mikroskops gehören numerische Apertur, Auflösung, Vergrößerung, Schärfentiefe, Sichtfeldbreite, Abdeckungsunterschied, Arbeitsabstand usw. Diese Parameter sind nicht immer besser, da sie miteinander verknüpft sind und sich gegenseitig einschränken. Bei ihrer Verwendung sollte die Beziehung zwischen den Parametern auf den Zweck der Mikroskopie und die tatsächliche Situation abgestimmt werden, die Auflösung sollte jedoch als Standard gewährleistet sein.
