Optiliste mikroskoopide pildistamise (geomeetrilise kujutise) põhimõtted
Ainult siis, kui objekti avanemisnurk inimsilma suhtes ei ole väiksem kui teatud väärtus, saab palja silmaga eristada selle detaile. Seda suurust nimetatakse visuaalseks eraldusvõimeks ε. Optimaalsetes tingimustes, st kui objekti valgustus on 50–70 lx ja kontrast on suur, võib see ulatuda 1'ni. Lihtsamaks jälgimiseks suurendatakse seda suurust üldiselt 2'-ni ja seda võetakse okulaari keskmise eraldusvõimena.
Objekti vaatenurga suurus on seotud objekti pikkuse ja kaugusega objektist silma. On olemas valem y=Lε
Vahemaad L ei saa väga väikeseks teha, sest silmade kohanemisvõimel on teatud piir. Eriti kui silmad töötavad kohanemisvõime piiride lähedal, on nägemine äärmiselt väsinud. Tavalise (näovaate) jaoks on optimaalne vaatamiskaugus 250mm (selge nägemise kaugus). See tähendab, et ilma instrumentideta suudavad ε=2' visuaalse eraldusvõimega silmad selgelt eristada 0,15 mm suuruste objektide detaile.
Alla 1' vaatenurgaga objektide vaatlemisel tuleb kasutada suurendusinstrumenti. Objektide vaatlemiseks, mis asetatakse vaatleja lähedale ja mida tuleks suurendada, kasutatakse suurendusklaase ja mikroskoope.
(1) Suurendusklaasi pildistamise põhimõte
Klaasist või muust läbipaistvast materjalist kumera pinnaga optiline lääts võib esemeid kujutisteks suurendada. Optilise tee diagramm on näidatud joonisel 1. Objektipoolses fookuses F asuva objekti AB suurus on y ja seda suurendatakse y-suuruseks virtuaalseks pildiks A'B'.
Suurendusklaasi suurendamine
Γ=250/f'
Kui 250--selge nägemiskaugus, on ühik mm
f'--suurendusklaasi fookuskaugus, ühik on mm
Suurendussuhe viitab 250 mm kauguselt suurendusklaasiga vaadeldava objekti kujutise vaatenurga ja ilma suurendusklaasita vaadeldava objekti vaatenurga suhtele.
(2) Mikroskoobi pildistamise põhimõte
Mikroskoobid ja suurendusklaasid mängivad sama rolli, milleks on lähedalasuvate väikeste objektide suurendamine suurendatud kujutiseks, mida inimsilmad saaksid jälgida. Lihtsalt mikroskoobil võib olla suurem suurendus kui suurendusklaasil.
Mikroskoobiga pildistatava objekti skemaatiline diagramm. Mugavuse huvides on joonisel kujutatud objektiivi L1 ja okulaari L2 ühe objektiivina. Objekt AB asub objektiivi ees ja selle kaugus objektiivist on suurem kui objektiivi fookuskaugus, kuid väiksem kui kaks korda objektiivi fookuskaugusest. Seetõttu moodustab see pärast objektiivi läbimist paratamatult ümberpööratud suurendatud reaalse kujutise A'B'. A'B' asub okulaari objekti fookuses F2 või väga lähedal F2-le. Seejärel suurendatakse see läbi okulaari virtuaalseks pildiks A''B'', et silmad saaksid seda jälgida. Virtuaalse kujutise A''B'' asukoht sõltub kaugusest F2 ja A'B' vahel, mis võib olla lõpmatus (kui A'B' asub F2-l) või vaatleja nähtaval kaugusel (Kui A' B' asub joonisel fookusest F2 paremal). Okulaarid toimivad nagu suurendusklaas. Ainus erinevus seisneb selles, et see, mida silm läbi okulaari näeb, ei ole objekt ise, vaid objekti kujutis, mida on objektiiviga ühekordselt suurendatud.
