Bài viết về phương trình của kính hiển vi
Góc chiếu xạ quyết định kích thước ảnh của vật thể được tạo thành trên võng mạc mắt. Như hình minh họa bên cạnh, vật thể càng nhỏ thì góc chiếu xạ càng nhỏ, do đó kích thước ảnh tạo thành trên võng mạc càng nhỏ. Kích thước ảnh nhỏ trên võng mạc là lý do khiến mắt khó nhìn rõ các vật nhỏ, ngay cả khi quan sát ở khoảng cách gần, khoảng 25 cm.
Kính lúp có khả năng phóng đại góc nhìn hạn chế vì nếu vật thể quá nhỏ, sẽ rất khó quan sát bằng kính lúp.
Khi đó cần một dụng cụ quang học có khả năng tăng góc tốt hơn. Dụng cụ quang học đó là kính hiển vi. Kính hiển vi bao gồm hai thấu kính lồi, mỗi thấu kính lồi được gọi là thấu kính vật kính và thấu kính thị kính. Thấu kính vật kính có chức năng phóng đại kích thước ảnh và đưa ảnh lại gần thị kính hơn để góc nhìn lớn hơn. Ngược lại, thấu kính thị kính có chức năng tăng góc nhìn để kích thước ảnh tạo thành trên võng mạc lớn hơn.
1. Độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi khi khả năng điều tiết của mắt ở mức tối thiểu.
1.1 Độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính khi khả năng điều tiết của mắt ở mức tối thiểu.
Thấu kính vật kính là một thấu kính lồi. Do đó, phương trình độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính giống với phương trình độ phóng đại tuyến tính của thấu kính lồi.
Ảnh thật do thấu kính vật kính tạo ra được thấu kính thị kính coi là vật thể. Mắt điều tiết tối thiểu khi các cơ mi ở trạng thái thư giãn nhất, và điều này đạt được nếu ảnh cuối cùng do thấu kính thị kính tạo ra ở vô cực. Để ảnh cuối cùng do thấu kính thị kính tạo ra ở vô cực, ảnh thật do thấu kính vật kính tạo ra phải nằm ở tiêu điểm của thấu kính thị kính. Do đó, khoảng cách của ảnh thật đến thấu kính vật kính (tính bằng đơn vị đo khoảng cách) là khoảng cách từ thấu kính vật kính đến tiêu điểm.ob) = khoảng cách giữa thấu kính vật kính và thấu kính thị kính (l) – tiêu cự của thấu kính thị kính (f)ok).
m ob = độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính, l = khoảng cách giữa thấu kính vật kính và thấu kính thị kính, f ok = tiêu cự của thấu kính thị kính, do ob = khoảng cách vật đến thấu kính vật kính.
Dấu phủ định được lược bỏ vì dấu phủ định chỉ cho biết hình ảnh bị đảo ngược.
1.2 Độ phóng đại góc của thấu kính mắt khi khả năng điều tiết của mắt ở mức tối thiểu.
Thấu kính mắt là một thấu kính lồi, do đó phương trình tính độ phóng đại góc của thấu kính mắt cũng giống như phương trình tính độ phóng đại góc của thấu kính mắt.
Phương trình biểu diễn độ phóng đại góc của thấu kính lồi (kính lúp) khi mắt ở trạng thái thư giãn.
Phương trình độ phóng đại góc của kính lúp khi mắt ở trạng thái thư giãn (khả năng điều tiết tối thiểu):
M = N / f
Tiêu cự (f) được thay đổi thành tiêu cự của thấu kính thị kính (f ok ).
M ok = N / f ok
M = độ phóng đại góc, N = điểm nhìn gần nhất của mắt bình thường, f ok = tiêu cự của thấu kính mắt.
1.3 Độ phóng đại góc tổng cộng khi khả năng điều tiết của mắt ở mức tối thiểu
Độ phóng đại góc tổng cộng (M) là tích của độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính (m).ob) với độ phóng đại góc của thấu kính thị kính (Mok)
Khoảng cách giữa hai thấu kính (l) – tiêu cự của thấu kính thị kính (f ok ) = khoảng cách ảnh của thấu kính vật kính (di ob ). Vật được đặt rất gần tiêu điểm của thấu kính vật kính sao cho khoảng cách vật đến thấu kính vật kính (do ob ) gần bằng tiêu cự của thấu kính vật kính.
Hình ảnh cuối cùng là ảo, đảo ngược và ở rất xa (vô cực). Khoảng cách vô cực của hình ảnh cuối cùng không có nghĩa là kích thước của hình ảnh cuối cùng là vô hạn.
2. Độ phóng đại tổng thể khi khả năng điều tiết của mắt đạt mức tối đa.
2.1 Độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính khi khả năng điều tiết của mắt đạt mức tối đa
Thấu kính mắt là một thấu kính lồi, do đó phương trình độ phóng đại tuyến tính của thấu kính mắt cũng giống như phương trình độ phóng đại tuyến tính của thấu kính lồi.
Ảnh thật do thấu kính vật kính tạo ra được thấu kính thị kính coi là vật thể. Mắt điều tiết tối đa khi các cơ mi ở trạng thái căng nhất.
Điều này đạt được nếu ảnh cuối cùng do thấu kính mắt tạo ra cách thấu kính mắt 25 cm, trong đó 25 cm là điểm nhìn gần của mắt bình thường. Khi khoảng cách của ảnh cuối cùng do thấu kính mắt tạo ra (di ok ) bằng với điểm nhìn gần của mắt bình thường (N), thì khoảng cách của ảnh thật đến thấu kính mắt (do ok ):
Ảnh cuối cùng do thấu kính thị kính tạo ra là ảnh ảo, vì vậy nó được gán dấu âm.
do ok là khoảng cách từ ảnh thật (vật) đến thị kính. In ob là khoảng cách từ ảnh thật đến vật kính. di ob + do ok = khoảng cách giữa hai thấu kính (l). Vì vậy, in ob = l – do ok
mob = độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính, l = khoảng cách giữa thấu kính vật kính và thấu kính thị kính, dook = khoảng cách từ ảnh thật đến thấu kính thị kính, doob = khoảng cách từ vật đến thấu kính vật kính.
Dấu phủ định được lược bỏ vì dấu phủ định chỉ cho biết hình ảnh bị đảo ngược.
2.2 Độ phóng đại góc khi khả năng điều tiết của mắt đạt mức tối đa
Thấu kính mắt là một thấu kính lồi, do đó phương trình độ phóng đại góc của thấu kính mắt cũng giống như phương trình
Độ phóng đại góc của kính lúp khi mắt tập trung vào điểm gần (khả năng điều tiết tối đa).
Phương trình biểu diễn độ phóng đại góc của kính lúp khi mắt tập trung vào điểm gần nhất (khả năng điều tiết tối đa):
M = độ phóng đại góc, N = điểm nhìn gần nhất của mắt bình thường, f = tiêu cự của thấu kính mắt.
2.3 Độ phóng đại góc tổng cộng khi khả năng điều tiết của mắt đạt mức tối đa
Độ phóng đại góc tổng cộng là tích của độ phóng đại tuyến tính của thấu kính vật kính (m ob ) với độ phóng đại góc của thấu kính thị kính (M ok ).
Khoảng cách giữa thấu kính vật kính và thấu kính thị kính (l) – khoảng cách từ ảnh thật đến thấu kính thị kính (do ok ) = khoảng cách từ ảnh thật đến thấu kính vật kính (di ob ). Vật được đặt rất gần tiêu điểm của thấu kính vật kính sao cho khoảng cách từ vật đến thấu kính vật kính (do ob ) gần bằng tiêu cự của thấu kính vật kính. Do đó, phương trình trên có thể được thay đổi thành:
