Vinkelstørrelsen bestemmer størrelsen af det billede, der dannes på nethinden. Som vist på billedet ovenfor, jo mindre objektet er, desto mindre er vinkelstørrelsen og derfor desto mindre er billedet, der dannes på nethinden. Den lille billedstørrelse på nethinden er årsagen til, at øjet har svært ved at se små objekter tydeligt, selv når det ses fra et normalt nærpunkt eller fra en afstand på 25 cm.
Et forstørrelsesglas eller en lup har begrænset evne til at forstørre vinkelstørrelse. Hvis objektets størrelse er meget lille, så det er vanskeligt at se med en lup, er der behov for et optisk instrument, der har bedre evne til at forstørre vinkelstørrelsen. Det pågældende optiske instrument er et optisk mikroskop . Et optisk mikroskop består af to konvekse linser, hvor hver konveks linse kaldes objektivlinsen og okularlinsen. Objektivlinsen fungerer ved at forstørre billedstørrelsen og bringe billedet tættere på okularlinsen, så vinkelstørrelsen er større. Omvendt fungerer okularlinsen ved at forstørre vinkelstørrelsen, så billedstørrelsen, der dannes på øjets nethinde, er større.
1. Total forstørrelse af mikroskopet, når øjet er ved minimal akkommodation
1.1 Lineær forstørrelse af objektivlinsen, når øjet er i minimal akkommodation
Objektivlinsen er konveks linse Derfor er den lineære forstørrelsesformel for objektivlinsen den samme som den lineære forstørrelsesformel for den konvekse linse.
Det reelle billede, der produceres af objektivlinsen, opfattes som et objekt af okularlinsen. Øjet akkommoderer minimalt, når øjets ciliarmuskel er i sin mest afslappede tilstand, og dette opnås, hvis det endelige billede, der produceres af okularlinsen, er uendeligt langt væk. For at det endelige billede, der produceres af okularlinsen, kan være uendeligt langt væk, skal det reelle billede, der produceres af objektivlinsen, være i okularlinsens fokuspunkt. Således er afstanden mellem det reelle billede og objektivlinsen (sob') = afstand mellem objektivlinsen og okularlinsen (l) – okularlinsens brændvidde (fok).
Beskrivelse: mob = lineær forstørrelse af objektivlinsen, l = afstand mellem objektivlinsen og okularet, fok = brændvidden af okularlinsen, sob = objektets afstand fra objektivlinsen
Minustegnet udelades, fordi minustegnet kun angiver et inverteret billede.
1.2 Vinkelforstørrelse af okularlinsen, når øjet er i minimal akkommodation
Okularlinsen er en konveks linse, derfor er formlen for okularlinsens vinkelforstørrelse den samme som formlen for forstørrelsen af forstørrelsesglassets konvekse linse, når øjet er ved minimal akkommodation.
Formlen for den vinkelformede forstørrelse af en konveks forstørrelsesglaslinse, når øjet er ved minimal akkommodation:
M = N / f
Brændvidden (f) omregnes til okularlinsens brændvidde (fok).
Mok = N / fok
Beskrivelse: M = vinkelforstørrelse, N = nærpunktsafstand for normalt øje, fok = brændvidde for okularlinsen.
1.3 Total vinkelforstørrelse når øjet er ved minimal akkommodation
Den samlede vinkelforstørrelse (M) er produktet af den lineære forstørrelse af objektivlinsen (m)ob) med okularlinsens vinkelforstørrelse (Mok):
Afstanden mellem de to linser (l) – okularlinsens brændvidde (f ok ) = billedets afstand fra objektivlinsen (s ob '). Objektet er placeret meget tæt på objektivlinsens brændpunkt, derfor er objektets afstand fra objektivlinsen (s ob ) næsten den samme som objektivlinsens brændvidde (f ob ).
Det endelige billede er virtuelt, inverteret og meget langt væk, også kendt som uendeligt 😉. Den uendelige afstand til det endelige billede betyder ikke, at størrelsen af det endelige billede er uendelig.
2. Total forstørrelse af mikroskopet, når øjet er ved maksimal akkommodation
2.1 Lineær forstørrelse af objektivlinsen, når øjet er ved maksimal akkommodation
Okularlinsen er en konveks linse, derfor er den lineære forstørrelsesformel for okularlinsen den samme som den lineære forstørrelsesformel for den konvekse linse.
Det reelle billede, der produceres af objektivlinsen, betragtes som et objekt af okularlinsen. Øjet akkommoderer maksimalt, når øjets ciliarmuskel er i den mest spændte tilstand, og dette opnås, hvis det endelige billede, der produceres af okularlinsen, er 25 cm fra okularlinsen, hvor 25 cm er det normale øjes nærpunkt. Når afstanden til det endelige billede, der produceres af okularlinsen (s ok '), er den samme som det normale øjes nærpunkt (N), så er afstanden fra det reelle billede til okularlinsen (s ok ):
Det endelige billede, der produceres af okularlinsen, er virtuelt, så det får et negativt fortegn.
s ok er afstanden mellem det reelle billede (objekt) og okularlinsen. s ob ' er afstanden mellem det reelle billede og objektivlinsen. s ob ' + s ok = afstanden mellem de to linser (l). Så s ob ' = l – s ok
Beskrivelse: mob = lineær forstørrelse af objektivlinsen, l = afstand mellem objektivlinsen og okularet, sok = afstanden mellem det reelle billede og okularlinsen, sob = objektets afstand fra objektivlinsen
Minustegnet udelades, fordi minustegnet kun angiver et inverteret billede.
2.2 Vinkelforstørrelse af okularlinsen, når øjet er i maksimal akkommodation
Okularlinsen er en konveks linse, derfor er formlen for okularlinsens vinkelforstørrelse den samme som formlen for vinkelforstørrelsen af den konvekse linse i et forstørrelsesglas, når øjet er ved maksimal akkommodation.
Formlen for den vinkelformede forstørrelse af en konveks forstørrelsesglaslinse, når øjet er ved maksimal akkommodation:
Beskrivelse: M = vinkelforstørrelse, N = nærpunkt for normalt øje, f = brændvidde for okularlinsen.
2.3 Total vinkelforstørrelse når øjet er ved maksimal akkommodation
Den samlede vinkelforstørrelse (M) er produktet af den lineære forstørrelse af objektivlinsen (m)ob) med okularlinsens vinkelforstørrelse (Mok).
Afstanden mellem objektivlinsen og okularlinsen (l) – afstanden fra det reelle billede til okularlinsen (s ok ) = afstanden fra det reelle billede til objektivlinsen (s ob '). Objektet er placeret meget tæt på objektivlinsens brændpunkt, derfor er objektets afstand fra objektivlinsen (s ob ) næsten den samme som objektivlinsens brændvidde (f ob ). Således kan ovenstående formel ændres til:
