Nguyên lý tạo ảnh (hình học) dùng trong kính hiển vi quang học
Chỉ khi góc của vật đối với mắt người không nhỏ hơn một giá trị nhất định thì mắt thường mới có thể phân biệt được các chi tiết khác nhau của vật đó và đại lượng này gọi là độ phân giải thị giác ε. Trong điều kiện tối ưu, khi độ chiếu sáng của vật thể là 50-70lx và độ tương phản cao, vật thể đó có thể đạt tới 1 '. Để dễ quan sát, lượng này thường được tăng lên 2' và lấy làm độ phân giải trung bình của thị kính.
Kích thước phối cảnh của một vật thể có liên quan đến chiều dài và khoảng cách của nó từ vật đó đến mắt. Có một công thức
y=Lε
Khoảng cách L không thể nhỏ lắm vì khả năng điều chỉnh của mắt có giới hạn nhất định, đặc biệt khi làm việc gần đến giới hạn khả năng của nó có thể gây mỏi mắt cực độ. Đối với tiêu chuẩn (nhìn từ phía trước), khoảng cách hình ảnh tối ưu được xác định là 250mm (khoảng cách nhìn rõ). Điều này có nghĩa là không cần dụng cụ, mắt có độ phân giải thị giác ε=2' có thể phân biệt rõ ràng các chi tiết của vật thể có kích thước 0,15mm.
Khi quan sát vật thể có góc nhìn nhỏ hơn 1' phải sử dụng dụng cụ phóng đại. Kính lúp và kính hiển vi dùng để quan sát những vật cần phóng đại khi đặt gần người quan sát.
(1) Nguyên lý chụp ảnh của kính lúp
Thấu kính quang học làm bằng thủy tinh hoặc các vật liệu trong suốt khác có bề mặt cong có thể phóng to và chụp ảnh các vật thể. Sơ đồ đường quang như hình 1. Vật AB nằm trong tiêu điểm F của vật, có kích thước y và được phóng đại thành ảnh ảo A'B' có kích thước y.
Độ phóng đại của kính lúp
Γ=250/f'
Trong công thức, 250- khoảng cách nhìn thấy được, tính bằng milimét
F'- Tiêu cự của kính lúp, tính bằng mm
Độ phóng đại đề cập đến tỷ lệ góc nhìn của hình ảnh vật thể được quan sát bằng kính lúp ở khoảng cách 250mm so với góc nhìn của vật thể không được quan sát bằng kính lúp.
(2) Nguyên lý tạo ảnh của kính hiển vi
Kính hiển vi và kính lúp đều có vai trò giống nhau đó là phóng to những vật nhỏ ở gần để con người quan sát. Chỉ là kính hiển vi có thể có độ phóng đại cao hơn kính lúp.
Sơ đồ nguyên lý của một vật thể được chụp ảnh bằng kính hiển vi. Để thuận tiện cho việc tính toán, cả vật kính L1 và thấu kính thị kính L2 đều được biểu diễn dưới dạng thấu kính đơn trong hình. Vật AB nằm phía trước vật kính, khoảng cách đến vật kính lớn hơn tiêu cự của vật kính nhưng nhỏ hơn hai lần tiêu cự của vật kính. Vì vậy, sau khi đi qua thấu kính vật kính chắc chắn sẽ tạo thành ảnh thật phóng đại ngược A'B'. A'B' nằm ở tiêu điểm F2 của thị kính hoặc rất gần F2. Sau khi được thị kính phóng đại, nó trở thành ảnh ảo A''B' để mắt quan sát. Vị trí của ảnh ảo A'B' phụ thuộc vào khoảng cách giữa F2 và A'B', có thể ở khoảng cách vô hạn (khi A'B' nằm trên F2) hoặc ở khoảng cách sáng của người quan sát (khi A'B ' nằm ở bên phải tiêu điểm F2 trong hình). Chức năng của thị kính cũng giống như kính lúp. Sự khác biệt duy nhất là những gì mắt nhìn thấy qua thị kính không phải là vật thể mà là ảnh phóng đại của vật thể được tạo bởi thấu kính vật kính.
