Úhlová velikost určuje velikost obrazu vytvořeného na sítnici. Jak je znázorněno na obrázku výše, čím menší je objekt, tím menší je úhlová velikost a tím menší je obraz vytvořený na sítnici. Malá velikost obrazu na sítnici je důvodem, proč má oko potíže s jasným viděním malých objektů, a to i při pohledu z běžného blízkého bodu nebo ze vzdálenosti 25 cm.
Lupa má omezenou schopnost zvětšovat úhlové rozměry, takže pokud je velikost objektu velmi malá, takže je obtížné jej vidět pomocí lupy, je zapotřebí optický přístroj, který má lepší schopnost zvětšovat úhlové rozměry. Tímto optickým přístrojem je optický mikroskop . Optický mikroskop se skládá ze dvou konvexních čoček, kde každá konvexní čočka se nazývá objektiv a okulár. Objektiv slouží ke zvětšení obrazu a jeho přiblížení k okuláru, čímž se zvětší úhlová velikost. Naopak okulár slouží ke zvětšení úhlové velikosti, čímž se zvětší velikost obrazu vytvořeného na sítnici oka .
1. Úplné zvětšení mikroskopu při minimální akomodaci oka
1.1 Lineární zvětšení objektivu při minimální akomodaci oka
Objektiv je konvexní čočka Vzorec pro lineární zvětšení objektivu je tedy stejný jako vzorec pro lineární zvětšení konvexní čočky.
Reálný obraz vytvořený objektivem je vnímán okulárem jako objekt. Oko akomoduje minimálně, když je ciliární sval oka v nejvíce uvolněném stavu, a toho je dosaženo, pokud je výsledný obraz vytvořený okulárem nekonečně vzdálený. Aby byl výsledný obraz vytvořený okulárem nekonečně vzdálený, musí se skutečný obraz vytvořený objektivem nacházet v ohnisku okuláru. Vzdálenost skutečného obrazu od objektivu (s) je tedyob') = vzdálenost mezi objektivem a okulárem (l) – ohnisková vzdálenost okuláru (fok).
Popis: mob = lineární zvětšení objektivu, l = vzdálenost mezi objektivem a okulárem, fok = ohnisková vzdálenost čočky okuláru, sob = vzdálenost objektu od objektivu
Znaménko záporné se vynechává, protože znaménko záporné označuje pouze invertovaný obraz.
1.2 Úhlové zvětšení okuláru při minimální akomodaci oka
Okulár je konvexní čočka, proto je vzorec pro úhlové zvětšení okuláru stejný jako vzorec pro úhlové zvětšení konvexní čočky lupy, když je oko v minimální akomodaci.
Vzorec pro úhlové zvětšení konvexní lupy, když je oko v minimální akomodaci:
M = N / f
Ohnisková vzdálenost (f) se přepočítá na ohniskovou vzdálenost čočky okuláru (fok).
Mok = N / fok
Popis: M = úhlové zvětšení, N = bodová vzdálenost blízkého záběru normálního oka, fok = ohnisková vzdálenost čočky okuláru.
1.3 Celkové úhlové zvětšení při minimální akomodaci oka
Celkové úhlové zvětšení (M) je součin lineárního zvětšení objektivu (mob) s úhlovým zvětšením okuláru (Mok):
Vzdálenost mezi oběma čočkami (l) – ohnisková vzdálenost okuláru ( fok ) = vzdálenost obrazu od objektivu (s ob '). Předmět je umístěn velmi blízko ohniska objektivu, proto je vzdálenost předmětu od objektivu (s ob ) téměř stejná jako ohnisková vzdálenost objektivu (f ob ).
Výsledný obraz je virtuální, převrácený a velmi vzdálený, tedy nekonečný 😉. Nekonečná vzdálenost výsledného obrazu neznamená, že jeho velikost je nekonečná.
2. Celkové zvětšení mikroskopu při maximální akomodaci oka
2.1 Lineární zvětšení objektivu při maximální akomodaci oka
Okulár je konvexní čočka, proto je vzorec pro lineární zvětšení okuláru stejný jako vzorec pro lineární zvětšení konvexní čočky.
Reálný obraz vytvořený objektivem je okulárem považován za objekt. Oko se maximálně akomoduje, když je ciliární sval oka v nejvíce napjatém stavu, a toho je dosaženo, pokud je výsledný obraz vytvořený okulárem vzdálen 25 cm od okuláru, kde 25 cm je blízký bod normálního oka. Pokud je vzdálenost výsledného obrazu vytvořeného okulárem (sok ' ) stejná jako blízký bod normálního oka (N), pak vzdálenost skutečného obrazu od okuláru (sok ) :
Konečný obraz vytvořený čočkou okuláru je virtuální, takže má záporné znaménko.
s ok je vzdálenost skutečného obrazu (předmětu) od čočky okuláru. s ob ' je vzdálenost skutečného obrazu od objektivu. s ob ' + s ok = vzdálenost mezi oběma čočkami (l). Takže s ob ' = l – s ok
Popis: mob = lineární zvětšení objektivu, l = vzdálenost mezi objektivem a okulárem, sok = vzdálenost reálného obrazu od čočky okuláru, sob = vzdálenost objektu od objektivu
Znaménko záporné se vynechává, protože znaménko záporné označuje pouze invertovaný obraz.
2.2 Úhlové zvětšení okuláru při maximální akomodaci oka
Okulár je konvexní čočka, proto je vzorec pro úhlové zvětšení okuláru stejný jako vzorec pro úhlové zvětšení konvexní čočky lupy, když je oko v maximální akomodaci.
Vzorec pro úhlové zvětšení konvexní lupy při maximální akomodaci oka:
Popis: M = úhlové zvětšení, N = blízký bod zvětšení normálního oka, f = ohnisková vzdálenost okuláru.
2.3 Celkové úhlové zvětšení při maximální akomodaci oka
Celkové úhlové zvětšení (M) je součin lineárního zvětšení objektivu (mob) s úhlovým zvětšením okuláru (Mok).
Vzdálenost mezi objektivem a okulárem (l) – vzdálenost skutečného obrazu od okuláru ( sok ) = vzdálenost skutečného obrazu od objektivu ( s ob '). Objekt je umístěn velmi blízko ohniska objektivu, proto je vzdálenost objektu od objektivu (s ob ) téměř stejná jako ohnisková vzdálenost objektivu (f ob ). Výše uvedený vzorec lze tedy změnit na:
