Principes d'imagerie (imagerie géométrique) de la microscopie optique

Oct 16, 2022

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Ce n'est que lorsque l'angle d'ouverture de l'objet à l'œil humain n'est pas inférieur à une certaine valeur que l'œil nu peut distinguer ses différents détails, ce que l'on appelle la résolution visuelle ε. Dans les meilleures conditions, c'est-à-dire lorsque l'éclairage de l'objet est de 50 ~ 70 lx et que son contraste est important, il peut atteindre 1'. Pour faciliter l'observation, cette quantité est généralement augmentée à 2', et ceci est considéré comme la résolution moyenne de l'oculaire.


La taille de l'angle de vue d'un objet est liée à la longueur de l'objet et à la distance entre l'objet et l'œil. Il y a la formule y=Lε


La distance L ne peut pas être rendue très petite, car la capacité d'accommodation des yeux a une certaine limite, en particulier lorsque les yeux travaillent près de la plage limite de la capacité d'accommodation, la vue sera extrêmement fatiguée. Pour la norme (vue de face), la distance de visualisation optimale est spécifiée à 25 0 mm (distance photopique). Cela signifie qu'en l'absence d'instrument, l'œil avec une résolution visuelle ε=2' peut clairement distinguer les détails d'objets d'une taille de 0,15 mm.


Lors de l'observation d'objets avec un angle de vue inférieur à 1', un instrument grossissant doit être utilisé. Des loupes et des microscopes sont utilisés pour observer les objets placés près de l'observateur qui doivent être agrandis.


(1) Principe d'imagerie de la loupe


Une lentille optique en verre ou en d'autres matériaux transparents avec une surface incurvée peut grossir et imager des objets. Le diagramme du chemin optique est représenté sur la figure 1. L'objet AB situé dans le point focal F du côté objet, et sa taille est y, est transformé en une image virtuelle A'B' de taille y' par la loupe.


grossissement de la loupe


Γ=250/f'


Dans la formule, 250--distance photopique, l'unité est mm


f'-- la distance focale de la loupe, en mm


Le grossissement fait référence au rapport de l'angle de vue de l'image de l'objet observé avec une loupe à l'angle de vue de l'objet observé sans loupe à une distance de 250 mm.


(2) Le principe d'imagerie du microscope


Un microscope et une loupe ont la même fonction, c'est-à-dire transformer un petit objet à proximité en une image agrandie que l'œil humain peut observer. C'est juste qu'un microscope peut avoir un grossissement plus élevé qu'une loupe.


La figure 2 est un diagramme schématique d'un objet imagé par un microscope. Sur la figure, par souci de commodité, à la fois l'objectif L1 et l'oculaire L2 sont représentés par une seule lentille. L'objet AB est situé devant l'objectif à une distance supérieure à la distance focale de l'objectif, mais inférieure à deux fois la distance focale de l'objectif. Par conséquent, après avoir traversé l'objectif, il formera inévitablement une image réelle grossie inversée A'B'. A'B' est situé au foyer objet F2 de l'oculaire, ou très proche de F2. Puis agrandissez-le en une image virtuelle A''B'' à travers l'oculaire pour l'observation des yeux. La position de l'image virtuelle A''B'' dépend de la distance entre F2 et A'B', qui peut être à l'infini (lorsque A'B' est sur F2) ou à la distance photopique de l'observateur (lorsque A'B ' est à droite du focus F2 sur la figure). L'oculaire agit comme une loupe. La différence est que ce que l'œil voit à travers l'oculaire n'est pas l'objet lui-même, mais l'image de l'objet qui a été agrandie une fois par l'objectif.


5. 1200X Digital microscope

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