Formule du microscope

La taille angulaire détermine la taille de l'image formée sur la rétine. Comme illustré ci-dessus, plus l'objet est petit, plus sa taille angulaire est réduite et, par conséquent, plus l'image formée sur la rétine est petite. C'est cette petite taille d'image qui explique pourquoi l'œil a du mal à voir clairement les petits objets, même en les observant de près ou à une distance de 25 cm.

Une loupe a une capacité de grossissement angulaire limitée. Par conséquent, si l'objet est très petit et difficilement observable à la loupe, un instrument optique offrant un meilleur grossissement angulaire est nécessaire. Cet instrument est le microscope optique . Un microscope optique est composé de deux lentilles convexes : l'objectif et l'oculaire. L'objectif agrandit l'image en la rapprochant de l'oculaire, ce qui augmente la taille angulaire. Inversement, l'oculaire agrandit l'image formée sur la rétine.

1. Grossissement total du microscope lorsque l'œil est en accommodation minimale
1.1 Grossissement linéaire de l'objectif lorsque l'œil est en accommodation minimale
La lentille objective est lentille convexe Par conséquent, la formule du grossissement linéaire de l'objectif est la même que celle de la lentille convexe.

L'image réelle formée par l'objectif est perçue comme un objet par l'oculaire. L'œil accommode minimalement lorsque le muscle ciliaire est au repos, ce qui est obtenu si l'image finale formée par l'oculaire est infiniment éloignée. Pour que l'image finale formée par l'oculaire soit infiniment éloignée, l'image réelle formée par l'objectif doit se situer au foyer de l'oculaire. Ainsi, la distance entre l'image réelle et l'objectif (s) est égale à la distance de l'image réelle par rapport à l'objectif._ob') = distance entre l'objectif et l'oculaire (l) – distance focale de l'oculaire (f)_ok).

Description : m_ob = grossissement linéaire de l'objectif, l = distance entre l'objectif et l'oculaire, f_ok = distance focale de la lentille de l'oculaire, s_ob = distance de l'objet à la lentille d'objectif
Le signe négatif est omis car il indique uniquement une image inversée.
 
1.2 Grossissement angulaire de la lentille oculaire lorsque l'œil est en accommodation minimale
La lentille de l'oculaire est une lentille convexe ; par conséquent, la formule du grossissement angulaire de la lentille de l'oculaire est la même que celle du grossissement angulaire de la lentille convexe de la loupe lorsque l'œil est en accommodation minimale.
Formule du grossissement angulaire d'une lentille de loupe convexe lorsque l'œil est en accommodation minimale :
M = N / f
La distance focale (f) est convertie en distance focale de la lentille oculaire (f_ok).
M_ok = N / f_ok
Description : M = grossissement angulaire, N = distance du point le plus proche de l'œil normal, f_ok = distance focale de la lentille de l'oculaire.

1.3 Grossissement angulaire total lorsque l'œil est en accommodation minimale
Le grossissement angulaire total (M) est le produit du grossissement linéaire de l'objectif (m)._ob) avec le grossissement angulaire de la lentille oculaire (M_ok):

La distance entre les deux lentilles (l) – la distance focale de l'oculaire (f_{_ok} ) = la distance de l'image à l'objectif (s _{_ob} '). L'objet étant placé très près du foyer de l'objectif, la distance de l'objet à l'objectif (s _{_ob} ) est presque égale à la distance focale de l'objectif (f _{_ob} ).

L'image finale est virtuelle, inversée et très éloignée, autrement dit infinie 😉. L'éloignement infini de l'image finale ne signifie pas que sa taille est infinie.

2. Grossissement total du microscope lorsque l'œil est en accommodation maximale
2.1 Grossissement linéaire de l'objectif lorsque l'œil est en accommodation maximale
La lentille de l'oculaire est une lentille convexe ; par conséquent, la formule du grossissement linéaire de la lentille de l'oculaire est la même que celle de la lentille convexe.

L'image réelle formée par l'objectif est considérée comme un objet par l'oculaire. L'œil accommode au maximum lorsque le muscle ciliaire est le plus tendu, ce qui est obtenu si l'image finale formée par l'oculaire se situe à 25 cm de celui-ci, 25 cm correspondant à la punctum proximum de l'œil normal. Lorsque la distance de l'image finale formée par l'oculaire (s _{_ok} ') est égale à la punctum proximum de l'œil normal (N), alors la distance de l'image réelle par rapport à l'oculaire (s_{_ok} ) est :

L'image finale produite par la lentille de l'oculaire est virtuelle, elle reçoit donc un signe négatif.

s _{_ok} est la distance entre l'image réelle (objet) et la lentille de l'oculaire. s _{_ob '} est la distance entre l'image réelle et la lentille de l'objectif. s _{_ob '} + s_{_ok} = la distance entre les deux lentilles (l). Donc s _{_ob '} = l – s_{_ok}

Description : m_ob = grossissement linéaire de l'objectif, l = distance entre l'objectif et l'oculaire, s_ok = distance de l'image réelle par rapport à la lentille de l'oculaire, s_ob = distance de l'objet à la lentille d'objectif
Le signe négatif est omis car il indique uniquement une image inversée.

2.2 Grossissement angulaire de la lentille oculaire lorsque l'œil est en accommodation maximale
La lentille de l'oculaire est une lentille convexe ; par conséquent, la formule du grossissement angulaire de la lentille de l'oculaire est la même que celle du grossissement angulaire de la lentille convexe d'une loupe lorsque l'œil est en accommodation maximale.
Formule du grossissement angulaire d'une lentille de loupe convexe lorsque l'œil est en accommodation maximale :

Description : M = grossissement angulaire, N = point proche de l'œil normal, f = distance focale de la lentille oculaire.
 
2.3 Grossissement angulaire total lorsque l'œil est en accommodation maximale
Le grossissement angulaire total (M) est le produit du grossissement linéaire de l'objectif (m)._ob) avec le grossissement angulaire de la lentille oculaire (M_ok).

La distance entre l'objectif et l'oculaire (l) – la distance de l'image réelle par rapport à l'oculaire (s_{_ok} ) = la distance de l'image réelle par rapport à l'objectif (s _{_ob} '). L'objet étant placé très près du foyer de l'objectif, sa distance (s _{_ob} ) est presque égale à la distance focale de l'objectif (f _{_ob} ). La formule ci-dessus devient donc :