66. Оптическая схема микроскопа и его основные характеристики

Микроскоп, как и лупа, предназначен для наблюдения за близко расположенными предметами. Оптическая схема микроскопа состоит из двух частей: объектива и окуляра (рис. 156). Основными характеристиками микроскопа являются: видимое увеличение линейное поле в пространстве предметов диаметр выходного зрачка

Объектив микроскопа создает действительное, увеличенное и обратное изображения. Действие микрообъектива характеризуют его линейным увеличением где оптический интервал, оптическая длина тубуса; — фокусное расстояние микрообъектива.

Изображение, создаваемое объективом микроскопа, получается в передней фокальной плоскости окуляра, ото изображение рассматривается через окуляр, который действует как лупа с видимым увеличением

Таким образом, видимое увеличение всего микроскопа

По отношению ко всему микроскопу рассматриваемый предмет расположен в передней фокальной плоскости, и видимое увеличение микроскопа можно определить так же, как и у лупы:

где заднее фокусное расстояние микроскопа.

Линейное поле микроскопа ограничивается полевой диафрагмой расположенной в передней фокальной плоскости

Рис. 156. Оптическая схема микроскопа

ляра. Диаметр этой диафрагмы зависит от углового поля окуляра, в пределах которого получается изображение достаточно хорошего качества. Из рис. 156 следует, что

Учитывая (315), получим:

При данных диаметре полевой диафрагмы и линейном увеличении микрообъектива линейное поле микроскопа в пространстве предметов будет равно:

Таким образом, согласно (318) и (319) окончательно получим:

Или, принимая во внимание видимое увеличение микроскопа, определяемое по (316), находим:

Согласно последней формуле при данном угловом поле окуляра линейное поле микроскопа в пространстве предметов тем меньше, чем больше его видимое увеличение

Выходным зрачком микроскопа может быть изображение через окуляр оправы последней линзы микрообъектива, являющейся апертурной диафрагмой, либо апертурной диафрагмы, располагаемой между микрообъективом и его задним фокусом (рис. 156). Иногда апертурная диафрагма помещается в задней фокальной плоскости микрообъектива, и тогда входной зрачок микроскопа находится в бесконечности. В этом случае в микроскопе имеет место телецентрический ход главного луча в пространстве предметов, что рационально для многих измерительных микроскопов.

Из рис. 156 следует, что

где апертурный угол микроскопа в пространстве предметов.

Если рассматриваемый предмет расположен в среде с показателем преломления (иммерсионная жидкость), то согласно (34) переднее фокусное расстояние микроскопа будет Тогда с учетом (320) диаметр выходного зрачка микроскопа

Так как при аберрационном расчете микрообъектива обеспечивается его апланатическая коррекция, то по условию синусов вместо (321) следует иметь в виду

где числовая апертура микроскопа.

Принимая во внимание (317) и (322), окончательно получим:

Из рис. 156 находим удаление выходного зрачка от последней поверхности окуляра:

где задний фокальный отрезок окуляра, длина которого зависит от конструкции оптической схемы окуляра; отрезок определяется по формуле Ньютона

При наблюдении в микроскоп зрачок глаза нужно совмещать с выходным зрачком микроскопа. Следует также иметь в виду, что выходной зрачок микроскопа в большинстве случаев меньше диаметра зрачка глаза.