La dimensione angolare determina la dimensione dell'immagine formata sulla retina. Come mostrato nell'immagine sopra, più piccolo è l'oggetto, minore è la dimensione angolare e quindi più piccola è l'immagine formata sulla retina. Le ridotte dimensioni dell'immagine sulla retina sono il motivo per cui l'occhio ha difficoltà a vedere chiaramente gli oggetti piccoli, anche se osservati da vicino o da una distanza di 25 cm.
Una lente d'ingrandimento ha una capacità limitata di ingrandire le dimensioni angolari; pertanto, se l'oggetto è molto piccolo e difficile da osservare con una lente d'ingrandimento, è necessario uno strumento ottico con una maggiore capacità di ingrandimento. Lo strumento ottico in questione è il microscopio ottico . Un microscopio ottico è costituito da due lenti convesse, chiamate rispettivamente lente obiettivo e oculare. La lente obiettivo ingrandisce l'immagine, avvicinandola all'oculare in modo da aumentarne le dimensioni angolari. Viceversa, l'oculare ingrandisce l'immagine formata sulla retina dell'occhio , aumentandone le dimensioni angolari.
1. Ingrandimento totale del microscopio quando l'occhio è in minima accomodazione
1.1 Ingrandimento lineare dell'obiettivo quando l'occhio è in minima accomodazione
L'obiettivo è lente convessa Pertanto, la formula dell'ingrandimento lineare per la lente obiettivo è la stessa della formula dell'ingrandimento lineare per la lente convessa.
L'immagine reale prodotta dalla lente obiettivo viene percepita come un oggetto dalla lente oculare. L'occhio si accomoda minimamente quando il muscolo ciliare dell'occhio è nel suo stato più rilassato e ciò si ottiene se l'immagine finale prodotta dalla lente oculare è infinitamente distante. Affinché l'immagine finale prodotta dalla lente oculare sia infinitamente distante, l'immagine reale prodotta dalla lente obiettivo deve trovarsi nel punto focale della lente oculare. Pertanto, la distanza dell'immagine reale dalla lente obiettivo (sob') = distanza tra la lente obiettivo e la lente dell'oculare (l) – lunghezza focale della lente dell'oculare (fok).
Descrizione: mob = ingrandimento lineare dell'obiettivo, l = distanza tra l'obiettivo e l'oculare, fok = lunghezza focale della lente dell'oculare, sob = distanza dell'oggetto dalla lente obiettivo
Il segno negativo viene omesso perché indica solo un'immagine invertita.
1.2 Ingrandimento angolare della lente dell'oculare quando l'occhio è in minima accomodazione
La lente dell'oculare è una lente convessa, pertanto la formula per l'ingrandimento angolare della lente dell'oculare è la stessa della formula per l'ingrandimento angolare della lente convessa della lente d'ingrandimento quando l'occhio è in minima accomodazione.
La formula per l'ingrandimento angolare di una lente d'ingrandimento convessa quando l'occhio è in minima accomodazione è la seguente:
M = N / f
La lunghezza focale (f) viene convertita nella lunghezza focale della lente dell'oculare (fok).
Mok = N / fok
Descrizione: M = ingrandimento angolare, N = distanza prossimale dell'occhio normale, fok = lunghezza focale della lente dell'oculare.
1.3 Ingrandimento angolare totale quando l'occhio è in minima accomodazione
L'ingrandimento angolare totale (M) è il prodotto dell'ingrandimento lineare della lente obiettivo (mob) con l'ingrandimento angolare della lente dell'oculare (Mok):
La distanza tra le due lenti (l) – la lunghezza focale della lente dell'oculare (f ok ) = la distanza dell'immagine dalla lente dell'obiettivo (s ob '). L'oggetto è posizionato molto vicino al punto focale della lente dell'obiettivo, quindi la distanza dell'oggetto dalla lente dell'obiettivo (s ob ) è quasi uguale alla lunghezza focale della lente dell'obiettivo (f ob ).
L'immagine finale è virtuale, invertita e molto lontana, ovvero infinita 😉. La distanza infinita dell'immagine finale non significa che le dimensioni dell'immagine finale siano infinite.
2. Ingrandimento totale del microscopio quando l'occhio è in massima accomodazione
2.1 Ingrandimento lineare dell'obiettivo quando l'occhio è in massima accomodazione
La lente dell'oculare è una lente convessa, pertanto la formula dell'ingrandimento lineare per la lente dell'oculare è la stessa della formula dell'ingrandimento lineare per la lente convessa.
L'immagine reale prodotta dall'obiettivo viene considerata come un oggetto dall'oculare. L'occhio si accomoda al massimo quando il muscolo ciliare dell'occhio è nella condizione di massima tensione e ciò si ottiene quando l'immagine finale prodotta dall'oculare si trova a 25 cm dall'oculare, dove 25 cm è il punto prossimo dell'occhio normale. Quando la distanza dell'immagine finale prodotta dall'oculare (s ok ') è uguale al punto prossimo dell'occhio normale (N), allora la distanza dell'immagine reale dall'oculare (s ok ):
L'immagine finale prodotta dalla lente dell'oculare è virtuale, quindi le viene assegnato un segno negativo.
s ok è la distanza dell'immagine reale (oggetto) dalla lente dell'oculare. s ob ' è la distanza dell'immagine reale dalla lente dell'obiettivo. s ob ' + s ok = la distanza tra le due lenti (l). Quindi s ob ' = l – s ok
Descrizione: mob = ingrandimento lineare dell'obiettivo, l = distanza tra l'obiettivo e l'oculare, sok = distanza dell'immagine reale dalla lente dell'oculare, sob = distanza dell'oggetto dalla lente obiettivo
Il segno negativo viene omesso perché indica solo un'immagine invertita.
2.2 Ingrandimento angolare della lente dell'oculare quando l'occhio è in massima accomodazione
La lente dell'oculare è una lente convessa, pertanto la formula per l'ingrandimento angolare della lente dell'oculare è la stessa della formula per l'ingrandimento angolare della lente convessa di una lente d'ingrandimento quando l'occhio è in massima accomodazione.
La formula per l'ingrandimento angolare di una lente d'ingrandimento convessa quando l'occhio è in massima accomodazione è la seguente:
Descrizione: M = ingrandimento angolare, N = punto prossimo dell'occhio normale, f = lunghezza focale della lente dell'oculare.
2.3 Ingrandimento angolare totale quando l'occhio è in massima accomodazione
L'ingrandimento angolare totale (M) è il prodotto dell'ingrandimento lineare della lente obiettivo (mob) con l'ingrandimento angolare della lente dell'oculare (Mok).
La distanza tra la lente obiettivo e la lente oculare (l) – la distanza dell'immagine reale dalla lente oculare (s ok ) = la distanza dell'immagine reale dalla lente obiettivo (s ob '). L'oggetto è posizionato molto vicino al punto focale della lente obiettivo, quindi la distanza dell'oggetto dalla lente obiettivo (s ob ) è quasi uguale alla lunghezza focale della lente obiettivo (f ob ). Pertanto, la formula precedente può essere modificata in:
