Микроскоп

Лупа

Лупой называется короткофокусная собирающая линза. F= 1-10 см. Она помещается близко к глазу, а предмет – перед ней чуть ближе фокуса.

Предмет изображен в виде стрелки L, разместив его на расстоянии наилучшего зрения D, получим его изображение максимального размера на сетчатке глаза. Поместив теперь предмет в фокус лупы, заметим, что угловой размер предмета стал больше. Поэтому существенно увеличилось и его изображение на сетчатке. С точки зрения глаза, он рассматривает с расстояния наилучшего зрения предмет размера L’. Вычислим угловое увеличение лупы. . поэтому . Поскольку фокусное расстояние лупы нельзя уменьшать сколь угодно, то максимальное увеличение, которое может быть достигнуто таким образом, равно 40-50. Очень короткофокусные линзы неудобны.

Приборное увеличение – во сколько раз изображение на сетчатке вооруженного прибором глаза больше изображения этого же предмета, рассматриваемого невооруженным глазом. Это и есть угловое увеличение.

Простейший микроскоп состоит из двух собирающих линз – объектива, расположенного близко к предмету и окуляра, расположенного вблизи глаза. Объектив создает действительное увеличенное изображение предмета, которое затем рассматривается окуляром как в лупу. Поэтому объектив должен создавать свое изображение чуть дальше левого фокуса окуляра.

В данном случае источник s дает увеличенное перевернутое промежуточное изображение s’. Чтобы получить максимальное увеличение s’, необходимо размещать s как можно ближе к переднему фокусу объектива. Но при этом s’ смещается все дальше вправо, а мы ограничены длиной трубы микроскопа. Расстояние Δ между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра называется длиной тубуса (то есть, трубки). Поэтому источник размещается немного впереди переднего фокуса объектива. Сформировав изображение s’ перед объективом, рассматриваем его как в лупу. То есть, глаз видит перевернутое увеличенное изображение s’’.

Для получения формулы увеличения, воспользуемся правым рисунком, на котором оставлены лишь необходимые лучи. Если s длина предмета, то его угловой размер для невооруженного глаза равен . Поскольку , и то Получена формула приборного увеличения микроскопа. Увеличивая длину тубуса и уменьшая фокусные расстояния объектива и окуляра, можно добиться увеличения до 1000. В реальных микроскопах фокусные расстояния окуляра и объектива в десятки раз меньше длины тубуса, поэтому длиной тубуса приближенно называют расстояние между объективом и окуляром.