Comment fonctionnent les microscopes
Un microscope optique se compose de deux ensembles de lentilles (oculaire et objectif), chaque ensemble de lentilles équivaut à une lentille convexe. La distance focale de l'objectif est courte et la distance focale de l'oculaire est longue. Principe de fonctionnement : l'objet passe d'abord à travers l'objectif pour former une image réelle agrandie, puis passe à travers l'oculaire pour former une image virtuelle agrandie. Après le deuxième grossissement, de minuscules objets peuvent être vus clairement.
(1) Réfraction et indice de réfraction
La lumière se propage en ligne droite entre deux points dans un milieu isotrope homogène. Lorsqu'elle traverse des objets transparents de densités différentes, une réfraction se produit, qui est causée par les différentes vitesses de propagation de la lumière dans différents milieux. Lorsque la lumière qui n'est pas perpendiculaire à la surface de l'objet transparent pénètre dans l'objet transparent (comme le verre) depuis l'air, la lumière change de direction à son interface et forme un angle de réfraction avec la normale.
(2) Les performances de l'objectif
Les lentilles sont les composants optiques les plus élémentaires qui composent le système optique du microscope. Les composants tels que les lentilles d'objectif, les oculaires et les condenseurs sont composés de lentilles simples ou multiples. Selon leurs formes, elles peuvent être divisées en deux catégories : les verres convexes (verres positifs) et les verres concaves (verres négatifs).
Lorsqu'un faisceau lumineux parallèle à l'axe optique traverse une lentille convexe et se croise en un point, ce point est appelé "point focal", et le plan passant par le point d'intersection et perpendiculaire à l'axe optique est appelé "foyer avion". Il y a deux points focaux, la mise au point dans l'espace objet est appelée "mise au point de l'objet" et le plan focal y est appelé "plan de mise au point de l'objet" ; au contraire, la mise au point dans l'espace image est appelée « mise au point image ». Le plan focal en est appelé "plan focal carré image".
Une fois que la lumière a traversé une lentille concave, elle forme une image virtuelle érigée, tandis qu'une lentille convexe forme une image réelle érigée. Les images réelles peuvent être affichées à l'écran, tandis que les images virtuelles ne peuvent pas
(3) Cinq règles d'imagerie de la lentille convexe
1. Lorsque la distance de l'objet est au-delà de la double distance focale du côté objet de l'objectif, une image réelle inversée réduite sera formée dans la double distance focale du côté image et à l'extérieur du point focal ;
2. Lorsque la distance de l'objet est deux fois la distance focale du côté objet de l'objectif, une image réelle inversée de la même taille sera formée du côté image deux fois la distance focale ;
3. Lorsque la distance de l'objet est à moins de deux fois la distance focale du côté objet de l'objectif et à l'extérieur du point focal, une image réelle inversée agrandie sera formée à l'extérieur de la double distance focale du côté image ;
4. Lorsque la distance de l'objet est au point focal de l'objet de l'objectif, l'image ne peut pas être imagée ;
5. Lorsque la distance de l'objet se situe dans le point focal du côté objet de l'objectif, aucune image ne se forme du côté de l'image et une image virtuelle verticale agrandie se forme du même côté du côté objet de l'objectif car il est plus éloigné de L'object.
