Фокусное расстояние

объектива - несколько миллиметров,

окуляра - несколько сантиметров.

Схема оптической системы микроскопа и ход лучей в нем показаны на рис.1. Соотношение между фокусными расстояниями и оптической длиной тубуса выбраны условно.

Объектив и окуляр изображены в виде двух собирающих линз Об и Ок. Малый объект АВ помещается на предметном столике перед объективом на расстоянии чуть большем его фокусного расстояния.

Изображение на рис.1 строилось согласно правилам построения изображения в тонких линзах для наиболее простого случая, когда объект находится на главной оптической оси.

Луч 1 идет из точки В параллельно главной оптической оси ОО₁ и после преломления в объективе проходит через его задний главный фокус.

Луч 2 идет из точки В без преломления через оптический центр объектива О. В месте пересечения этих лучей лежит точка В₁ - изображение точки В. Опустим перпендикуляр из этой точки на главную оптическую ось и получим точку А₁ промежуточного изображения А₁В₁.

Таким образом, с помощью объектива получаем действительное, увеличенное, обратное промежуточное изображение в плоскости, лежащей обязательно за передним главным фокусом окуляра F_ок.

Аналогично с помощью лучей 1’ и 2’ строим окончательное изображение, создаваемое окуляром. После преломления в окуляре эти лучи образуют расходящийся пучок и поэтому не пересекаются. Продолжим их в обратную сторону, точка пересечения В₂ является мнимым изображением точки В₁, а отрезок А₂В₂ - окончательным изображением объекта АВ, увеличенным, мнимым и обратным относительно объекта, лежащего на расстоянии наилучшего зрения S. Это изображение и рассматривает глаз: расходящийся пучок лучей 1’ и 2’ из окуляра входит в глаз, преломляется его оптической системой и образует на сетчатке действительное изображение. При работе с микроскопом глаз располагается так, чтобы его оптический центр совпадал с задним главным фокусом окуляра. Поэтому расстояние наилучшего зрения условно отмеряют от этой точки.

Увеличение, даваемое микроскопом, показывает, во сколько раз величина изображения объекта больше величины самого объекта (рис.1)

К = А₂В₂ / АВ. (1)

Если учесть, что К_об = А₁В₁/AB, а К_ок = А₂В₂/А₁В₁, то получим

К = К_об×К_ок. (2)

Из подобия треугольников ОСF’_об и А₁В₁F’_об и равенств АВ = ОС, F’_обА₁»D получаем

, (3)

а из подобия треугольников С₁О₁F’_ок и А₂В₂и равенства А₁В₁ = О₁С₁ получаем

(4)

где D - оптическая длина тубуса ( расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра); S - расстояние наилучшего зрения; f_об, f_ок - фокусные расстояния объектива и окуляра. После подстановки в выражение (2) формул (3) и (4) получаем

. (5)

Увеличение объектива и окуляра указываются на их оправе, например, у объектива: 8, 20, 40, 60; у окуляра: 7x, 10x, 15x.