Микроскоп. 
Основы оптики. 
Теория изображения

Визуальная часть микроскопа состоит из двух компонентов — объектива и окуляра. Объектив формирует действительное и, как правило, увеличенное изображение предмета, которое окуляром переносится в бесконечность. На рис. 4.4 изображён микроскоп с положительным окуляром. Предмет у располагается перед f_o6, а его действительное изображение у'- после F₀'g в передней фокальной плоскости окуляра F_0K .

Линейное увеличение объектива Р₀д = у' / у, т. с. размер изображения у' = Роб у ? Угловой размер изображения за окуляром определяется по (4.1):

Тогда видимое увеличение микроскопа по (4.2), (4.4), (4.6) равно.

Теоретически двухкомпонентный микроскоп можно заменить эквивалентной лупой, в передней фокальной плоскости которой располагается предмет (рис. 4.3, а). Определим фокусное расстояние лупы, эквивалентной микроскопу, т. е. создающей то же самое видимое увеличение, fu по (4.5) и (4.7):

Рис. 4.4.

Пусть, например, Г_ок = 20х, a P₀g = 40х, Г_м= 800. Тогда f^_K = = 25 мм, а эквивалентное фокусное расстояние микроскопа = = 0,625 мм. Технически возможно сделать линзу со столь малым фокусным расстоянием. Однако качество изображения (разрешающая способность) у такой линзы будет намного меньше, чем у многолинзового микроскопа с тем же увеличением. К тому же разбиение микроскопа на два компонента — объектив и окуляр — позволило разработать ставшую уже стандартной конструкцию, в которой переключением объективов и сменой (реже переключением) окуляров меняют увеличение и поле зрения без нарушения фокусировки на объекте.

Апертурной диафрагмой в микроскопах служит либо оправа последней линзы объектива, либо физическая диафрагма в задней фокальной плоскости объектива. Во втором случае возникает телецентрический ход лучей в пространстве предметов (см. подразд. 3.7.1). Нетрудно показать, что выходной зрачок микроскопа расположен за задним фокусом окуляра. Подробнее положение выходного зрачка за положительным окуляром рассматривается в разд. 4.4.

Осветительное устройство микроскопа. В осветителе по методу Келера источник А отображается линзой-коллектором I в переднюю фокальную плоскость линзы-конденсора 2, где расположена апертурная диафрагма микроскопа АД. Полевая диафрагма ПД микроскопа установлена вблизи коллектора. Конденсор отображает ПД в предметную плоскость ПД' микроскопа. От каждой точки источника света конденсор посылает параллельный пучок на предметную плоскость.

Рис. 4.5.

Эти пучки образуют изображения АД и источника света в задней фокальной плоскости объектива, а после окуляра — в выходном зрачке микроскопа, с которым совмещён глазной зрачок. Такая система освещения устраняет влияние неравномерного распределения яркости по источнику. Наличие АД и ПД в осветителе позволяет раздельно менять диаметр освещаемого поля зрения и апертурный угол пучка, падающего на предмет. Последнее даёт возможность управлять разрешающей способностью микроскопа (см. разд. 5.5).