Mikroskopformel

Vinkelstorleken avgör storleken på bilden som bildas på näthinnan. Som visas i bilden ovan, ju mindre objektet är, desto mindre är vinkelstorleken och därmed desto mindre bild som bildas på näthinnan. Den lilla bildstorleken på näthinnan är anledningen till att ögat har svårt att se små föremål tydligt, även när det ses från en normal närpunkt eller från ett avstånd på 25 cm.

Ett förstoringsglas eller en lupp har begränsad förmåga att förstora vinkelstorlek. Om objektets storlek är mycket liten och det är svårt att se med en lupp behövs ett optiskt instrument som har bättre förmåga att förstora vinkelstorlek. Det optiska instrumentet i fråga är ett optiskt mikroskop . Ett optiskt mikroskop består av två konvexa linser där varje konvex lins kallas objektivlinsen och okularlinsen. Objektivlinsen fungerar för att förstora bildstorleken och föra bilden närmare okularlinsen så att vinkelstorleken blir större. Omvänt fungerar okularlinsen för att förstora vinkelstorleken så att bildstorleken som bildas på ögats näthinna blir större.

1. Total förstoring av mikroskopet när ögat är vid minimal ackommodation
1.1 Linjär förstoring av objektivlinsen när ögat är vid minimal ackommodation
Objektivlinsen är konvex lins Därför är den linjära förstoringsformeln för objektivlinsen densamma som den linjära förstoringsformeln för den konvexa linsen.

Den verkliga bilden som produceras av objektivlinsen uppfattas som ett objekt av okularlinsen. Ögat anpassar sig minimalt när ögats ciliarmuskel är i sitt mest avslappnade tillstånd och detta uppnås om den slutliga bilden som produceras av okularlinsen är oändligt avlägsen. För att den slutliga bilden som produceras av okularlinsen ska vara oändligt avlägsen måste den verkliga bilden som produceras av objektivlinsen vara i okularlinsens fokuspunkt. Således är avståndet mellan den verkliga bilden och objektivlinsen (s_ob') = avståndet mellan objektivlinsen och okularlinsen (l) – okularlinsens brännvidd (f_ok).

Beskrivning: m_ob = linjär förstoring av objektivlinsen, l = avståndet mellan objektivlinsen och okularet, f_ok = brännvidd för okularlinsen, s_ob = objektets avstånd från objektivlinsen
Minustecknet utelämnas eftersom minustecknet endast indikerar en inverterad bild.
 
1.2 Vinkelförstoring av okularlinsen när ögat är i minimal ackommodation
Okularlinsen är en konvex lins, därför är formeln för okularlinsens vinkelförstoring densamma som formeln för vinkelförstoringen av förstoringsglasets konvexa lins när ögat är vid minimal ackommodation.
Formeln för vinkelförstoringen av en konvex förstoringsglaslins när ögat är vid minimal ackommodation:
M = N / f
Brännvidden (f) omvandlas till okularlinsens brännvidd (f_ok).
M_ok = N / f_ok
Beskrivning: M = vinkelförstoring, N = näravstånd för normalt öga, f_ok = brännvidd för okularlinsen.

1.3 Total vinkelförstoring när ögat är vid minimal ackommodation
Den totala vinkelförstoringen (M) är produkten av objektivlinsens linjära förstoring (m)_ob) med okularlinsens vinkelförstoring (M_ok):

Avståndet mellan de två linserna (l) – okularlinsens brännvidd (f _ok ) = bildens avstånd från objektivlinsen (s _ob '). Objektet är placerat mycket nära objektivlinsens brännpunkt, därför är objektets avstånd från objektivlinsen (s _ob ) nästan detsamma som objektivlinsens brännvidd (f _ob ).

Den slutliga bilden är virtuell, inverterad och väldigt avlägsen, dvs. oändlig 😉. Det oändliga avståndet till den slutliga bilden betyder inte att storleken på den slutliga bilden är oändlig.

2. Total förstoring av mikroskopet när ögat är vid maximal ackommodation
2.1 Linjär förstoring av objektivlinsen när ögat är vid maximal ackommodation
Okularlinsen är en konvex lins, därför är den linjära förstoringsformeln för okularlinsen densamma som den linjära förstoringsformeln för den konvexa linsen.

Den verkliga bilden som produceras av objektivlinsen betraktas som ett objekt av okularlinsen. Ögat ackommoderar maximalt när ögats ciliarmuskel är i mest spänt tillstånd och detta uppnås om den slutliga bilden som produceras av okularlinsen är 25 cm från okularlinsen, där 25 cm är närpunkten för det normala ögat. När avståndet till den slutliga bilden som produceras av okularlinsen (s _ok ') är detsamma som närpunkten för det normala ögat (N), då är avståndet mellan den verkliga bilden och okularlinsen (s _ok ):

Den slutliga bilden som produceras av okularlinsen är virtuell, så den ges ett negativt tecken.

s _ok är avståndet mellan den verkliga bilden (objektet) och okularlinsen. s _ob ' är avståndet mellan den verkliga bilden och objektivlinsen. s _ob ' + s _ok = avståndet mellan de två linserna (l). Så s _ob ' = l – s _ok

Beskrivning: m_ob = linjär förstoring av objektivlinsen, l = avståndet mellan objektivlinsen och okularet, s_ok = avståndet mellan den verkliga bilden och okularlinsen, s_ob = objektets avstånd från objektivlinsen
Minustecknet utelämnas eftersom minustecknet endast indikerar en inverterad bild.

2.2 Vinkelförstoring av okularlinsen när ögat är i maximal ackommodation
Okularlinsen är en konvex lins, därför är formeln för okularlinsens vinkelförstoring densamma som formeln för vinkelförstoringen av den konvexa linsen i ett förstoringsglas när ögat är vid maximal ackommodation.
Formeln för vinkelförstoringen av en konvex förstoringsglaslins när ögat är vid maximal ackommodation:

Beskrivning: M = vinkelförstoring, N = närmaste punkt för normalt öga, f = brännvidd för okularlinsen.
 
2.3 Total vinkelförstoring när ögat är vid maximal ackommodation
Den totala vinkelförstoringen (M) är produkten av objektivlinsens linjära förstoring (m)_ob) med okularlinsens vinkelförstoring (M_ok).

Avståndet mellan objektivlinsen och okularlinsen (l) – avståndet mellan den verkliga bilden och okularlinsen (s _ok ) = avståndet mellan den verkliga bilden och objektivlinsen (s _ob '). Objektet är placerat mycket nära objektivlinsens fokuspunkt, därför är objektets avstånd från objektivlinsen (s _ob ) nästan detsamma som objektivlinsens brännvidd (f _ob ). Således kan formeln ovan ändras till: