Mikroskoobi valem

Nurkmõõt määrab võrkkestale tekkiva kujutise suuruse. Nagu ülaltoodud pildil näha, mida väiksem on objekt, seda väiksem on nurkmõõt ja seega ka võrkkestale tekkiv kujutis. Väike kujutise suurus võrkkestal on põhjus, miks silmal on raske väikseid objekte selgelt näha isegi tavalisest lähedalt vaadatuna või 25 cm kauguselt.

Luubil ehk luubil on nurkmõõtmete suurendamise võime piiratud. Seega, kui objekt on nii väike, et seda on luubiga raske näha, on vaja parema nurksuurendusvõimega optilist instrumenti. Kõnealune optiline instrument on optiline mikroskoopMikroskoobi optiline instrument koosneb kahest kumerast läätsest, mida mõlemat nimetatakse objektiiviks ja okulaariläätseks. Objektiivlääts suurendab pilti ja toob selle okulaariläätsele lähemale, suurendades seeläbi nurksuurust. Seevastu okulaarilääts suurendab nurksuurust, vähendades seeläbi võrkkestale tekkiva pildi suurust. Mata suurem.

1. Mikroskoobi täielik suurendus silma minimaalse akommodatsiooni korral
1.1 Objektiivi lineaarne suurendus silma minimaalse akommodatsiooni korral
Objektiivlääts on kumer lääts Seega on objektiivi lineaarse suurenduse valem sama, mis kumera läätse lineaarse suurenduse valem.

Objektiivi tekitatud tegelikku kujutist tajub okulaari lääts objektina. Silm akommodeerib minimaalselt, kui silma ripslihas on kõige lõdvestunud olekus, ja see saavutatakse siis, kui okulaari läätse tekitatud lõplik kujutis on lõpmatult kaugel. Selleks, et okulaari läätse tekitatud lõplik kujutis oleks lõpmatult kaugel, peab objektiivi läätse tekitatud tegelik kujutis asuma okulaari läätse fookuspunktis. Seega on tegeliku kujutise kaugus objektiivist (s_ob') = objektiivi ja okulaari läätse vaheline kaugus (l) – okulaari läätse fookuskaugus (f_ok).

Kirjeldus: m_ob = objektiivi lineaarne suurendus, l = objektiivi ja okulaari vaheline kaugus, f_ok = okulaari läätse fookuskaugus, s_ob = objekti kaugus objektiivist
Negatiivne märk jäetakse välja, kuna negatiivne märk näitab ainult ümberpööratud kujutist.
 
1.2 Okulaari läätse nurksuurendus, kui silm on minimaalses akommodatsioonis
Okulaari lääts on kumer lääts, seega on okulaari läätse nurksuuenduse valem sama, mis luubi kumera läätse nurksuuenduse valem, kui silm on minimaalses akommodatsioonis.
Kumer luubi nurksuurenduse valem silma minimaalse akommodatsiooniasendi korral:
M = N / f
Fookuskaugus (f) teisendatakse okulaari läätse fookuskauguseks (f_ok).
M_ok = N / f_ok
Kirjeldus: M = nurksuurendus, N = normaalse silma lähipunkti kaugus, f_ok = okulaari läätse fookuskaugus.

1.3 Täisnurkne suurendus silma minimaalse akommodatsiooni korral
Kogunurksuurendus (M) on objektiivi lineaarse suurenduse (m) korrutis._ob) okulaari läätse nurksuurendusega (M_ok):

Kahe läätse vaheline kaugus (l) – okulaari läätse fookuskaugus (f)_ok) = kujutise kaugus objektiivist (s_ob'). Objekt asetatakse objektiivi fookuspunktile väga lähedale, seega on objekti kaugus objektiivist (s_ob) on peaaegu sama kui objektiivi fookuskaugus (f_ob).

Lõplik pilt on virtuaalne, ümberpööratud ja väga kaugel ehk lõpmatu 😉 . Lõpliku pildi lõpmatu kaugus ei tähenda, et lõpliku pildi suurus on lõpmatu.

2. Mikroskoobi täielik suurendus silma maksimaalse akommodatsiooni korral
2.1 Objektiivi lineaarne suurendus silma maksimaalse akommodatsiooni korral
Okulaari lääts on kumer lääts, seega on okulaari läätse lineaarse suurenduse valem sama, mis kumera läätse lineaarse suurenduse valem.

Objektiivi läätse tekitatud tegelikku kujutist tajub okulaari lääts objektina. Silm akommodeerub maksimaalselt siis, kui silma ripslihas on kõige pinges, ja see saavutatakse siis, kui okulaari läätse tekitatud lõplik kujutis asub okulaari läätsest 25 cm kaugusel, kus 25 cm on normaalse silma lähim punkt. Kui okulaari läätse tekitatud lõpliku kujutise kaugus (s_ok') on sama mis normaalse silma lähim punkt (N), siis tegeliku kujutise kaugus okulaari läätsest (s_ok):

Okulaari läätse tekitatud lõppkujutis on virtuaalne, seega antakse sellele negatiivne märk.

s_ok on tegeliku kujutise (objekti) kaugus okulaari läätsest. s_ob' on tegeliku kujutise kaugus objektiivist. s_ob' + s_ok = kahe läätse vaheline kaugus (l). Seega s_ob' = l – s_ok

Kirjeldus: m_ob = objektiivi lineaarne suurendus, l = objektiivi ja okulaari vaheline kaugus, s_ok = tegeliku kujutise kaugus okulaari läätsest, s_ob = objekti kaugus objektiivist
Negatiivne märk jäetakse välja, kuna negatiivne märk näitab ainult ümberpööratud kujutist.

2.2 Okulaari läätse nurksuurendus, kui silm on maksimaalses akommodatsioonis
Okulaari lääts on kumer lääts, seega on okulaari läätse nurksuuenduse valem sama, mis luubi kumera läätse nurksuuenduse valem silma maksimaalse akommodatsiooni korral.
Kumer luubi nurksuurenduse valem silma maksimaalse akommodatsiooniasendi korral:

Kirjeldus: M = nurksuurendus, N = normaalse silma lähim punkt, f = okulaari läätse fookuskaugus.
 
2.3 Täisnurkne suurendus silma maksimaalse akommodatsiooni korral
Kogunurksuurendus (M) on objektiivi lineaarse suurenduse (m) korrutis._ob) okulaari läätse nurksuurendusega (M_ok).

Objektiivi ja okulaari vaheline kaugus (l) – tegeliku kujutise kaugus okulaari läätsest (s)._ok) = tegeliku kujutise kaugus objektiivist (s_ob'). Objekt asetatakse objektiivi fookuspunktile väga lähedale, seega on objekti kaugus objektiivist (s_ob) on peaaegu sama kui objektiivi fookuskaugus (f_ob). Seega saab ülaltoodud valemit muuta järgmiselt: