1. Микроскоп. Формула для увеличения
Оптическая система простейшего микроскопа состоит из двух линз: объектива и окуляра. Объектив — короткофокусная собирающая линза, окуляр — длиннофокусная.
Рассматриваемый
предмет АВ помещается на расстоянии
немного большем fоб,
т.е. между фокусом и двойным фокусом.
Действительное, увеличенное и перевернутое
изображение А1В1оказывается
на расстоянии немного меньшемfок от окуляра; оно рассматривается в
окуляр, как в лупу. В результате получается
мнимое, увеличенное и перевернутое
(относительно предмета) изображение
А2В2, находящееся от окуляра
на расстоянииL(расстоянии
наилучшего зрения). Расстояниеl между “внутренними” фокусами
объектива и окуляра называется оптической
длиной тубуса микроскопа (обычноl = 16 см).
Найдем увеличения объектива и окуляра.
где f — фокусное расстояние всей системы, равноеf=fобfок / l.
Итак, увеличение окуляра равняется отношению расстояния наилучшего зрения к фокусному расстоянию линзы. Окуляр может дать увеличение до 20-25 раз. Увеличение микроскопа равняется отношению произведения оптической длины тубуса на расстояние наилучшего зрения к произведению фокусных расстояний объектива и окуляра.
Увеличение, даваемое микроскопом, может быть сделано значительным. Так, например, при
2. Разрешающая способность. Значение апертурного угла. Формула для предела разрешения.
Предел разрешения— это такое наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки различимы, т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки.
Свойство оптической системы давать раздельное изображение двух близко расположенных светящихся (или освещенных) точек называют разрешающей способностью системы. Это есть величина, обратная пределу разрешения. Разрешающая способность микроскопа обусловлена волновыми свойствами света, поэтому выражение для предела разрешения можно получить, учитывая дифракционные явления.
Предел разрешения микроскопа Zпри нормальном падении света на предмет:
Z = / sin( /2), (1)
и при наклонном освещении:
Z= / 2sin( /2), (1а)
где — апертурный угол
.
3. Ультрафиолетовый микроскоп
Как видно из формулы (1), один из способов уменьшения предела разрешения микроскопа — использование света с меньшей длиной волны. В связи с этим применяют ультрафиолетовый микроскоп, в котором микрообъекты исследуются в ультрафиолетовых лучах. Принципиальная схема оптическая такого микроскопа аналогична схемам обычного микроскопа. Основное отличие заключается, во-первых, в использовании оптических устройств, прозрачных для УФ света, и, во-вторых, в особенности получения изображения. Т.к. глаз непосредственно не воспринимает этого излучения, то употребляются фотопластинки, люминесцентные экраны или электронно-оптические преобразователи.
Теория оптических систем
Теория оптических систем
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕВВЕДЕНИЕ Глава I.  ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ1. Принцип Ферма 2. Показатель преломления 4. Законы преломления и отражения 5. Полное внутреннее отражение 6. Преломляющие и отражающие поверхности Глава II. ПРЕЛОМЛЕНИЕ И ОТРАЖЕНИЕ ЛУЧЕЙ 7. Преломление лучей плоской поверхностью 8. Преломление лучей сферической поверхностью 9. Отражение лучей плоской поверхиостью 10. Отражение лучей сферической поверхностью 11. Преломление лучей несферической поверхностью 12. Отражение от несферических поверхностей Глава III. ИДЕАЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 13. Понятие об идеальной оптической системе и ее свойства. Линейное увеличение 14. Кардинальные элементы идеальной оптической системы 15. Зависимости между положениями и размерами предмета и изображения 17. Продольное увеличение 18. Построение хода лучей через оптическую систему, заданную кардинальными элементами 19.  Изображение наклонных плоскостей предметов20. Расчет хода луча через идеальную систему 21. Оптические системы из нескольких компонентов Глава IV. ОПТИКА ПАРАКСИАЛЬНЫХ И НУЛЕВЫХ ЛУЧЕЙ 23. Инвариант Гюйгенса-Гельмгольца 24. Расчет хода нулевых лучей Глава V. ДЕТАЛИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 25. Материалы, применяемые для изготовления оптических деталей 26. Линзы 28. Плоские, сферические и несферические зеркала 29. Отражательные призмы 30. Преломляющие призмы и клинья 31. Световоды и волоконная оптика 32. Линзы Френеля. Аксиконы. Оптические растры. Градиентные и дифракционные элементы Глава VI. ОГРАНИЧЕНИЕ ПУЧКОВ ЛУЧЕЙ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ 34. Входной и выходной зрачки 35. Угловое и линейное поля. Виньетирование. Входное и выходное окна 36. Действующее отверстие входного зрачка Глава VII. ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР КАК ПЕРЕДАТЧИК ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ 37. Оптическое излучение. Поток излучения 38.  39. Связь между световыми и энергетическими величинами 40. Распространение излучения 41. Коэффициент пропускания оптической системы 42. Прохождение потока излучения через светофильтр 43. Освещенность Изображения, создаваемая потоком излучения при действии оптической системы Глава VIII. РАСЧЕТ ХОДА ЛУЧЕЙ ЧЕРЕЗ ОПТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ 44. Формулы для расчета хода лучей на ЭВМ 45. Формулы для расчета хода бесконечно тонких астигматических пучков 46. Выбор начальных данных для расчета хода лучей Глава IX. МОНОХРОМАТИЧЕСКИЕ АБЕРРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 47. Общие положения о вычислении аберраций оптической системы 48. Аберрации третьего порядка 50. Сферическая аберрация 51. Меридиональная кома 52. Условие синусов и условие изопланатизма 53. Астигматизм и кривизна поверхности изображения 54. Дисторсия Глава X. ХРОМАТИЧЕСКИЕ АБЕРРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 56.  Хроматизм увеличения57. Сферохроматическая аберрация и хроматические аберрации широких наклонных пучков Глава XI. ГЛАЗ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 58. Устройство глаза 59. Основные характеристики глаза 60. Недостатки глаза и их коррекция Глава XII. ОПТИЧЕСКИЕ ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 62. Оптическая схема прожектора дальнего действия 63. Зеркальные осветительные системы 64. Линзовые конденсоры Глава XIII. ЛУПА И МИКРОСКОП 65. Лупа и ее характеристики 66. Оптическая схема микроскопа и его основные характеристики 67. Разрешающая способность микроскопа 68. Глубина изображаемого пространства для микроскопа 69. Объективы и окуляры микроскопа 70. Осветительные системы микроскопов Глава XIV. ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 71. Схема телескопической системы и ее основные характеристики 72. Разрешающая способность телескопической системы 73. Основные сведения об объективах и окулярах телескопических систем 74.  Фокусировка окуляра телескопической системы75. Применение коллектива в зрительной трубе 76. Расчет зрительной трубы Кеплера 77. Схема зрительной трубы Галилея и ее расчет 78. Расчет призменного монокуляра 79. Расчет зрительной трубы с линзовой оборачивакщей системой 80. Основные сведения о зрительных трубах переменного увеличения 81. Стереоскопические телескопические системы 82. Зрительная труба с электронно-оптическим преобразователем и ее расчет Глава XV. ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ 83. Основные характеристики фотообъектива 84. Разрешающая способность и функция передачи модуляции фотографической системы 85. Глубина изображаемого пространства и глубина резкости 86. Определение выдержки при фотографировании 87. Основные типы фотографических объективов Глава XVI. ОПТИКА ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ 88. Оптические характеристики передающих и приемных телевизионных трубок 89. Объективы передающих телевизионных камер и их основные характеристики 90.  Разрешающая способность и ФПМ телевизионной системы91. Телевизионная система с «бегущим лучом» Глава XVII. ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 92. Виды и особенности проекционных систем 93. Эпископическая проекционная система 94. Диаскопическая проекционная система 95. Габаритный и светоэнергетический расчеты проекционного прибора с зеркальной осветительной системой Глава XVIII. ОПТИЧЕСКИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ 96. Некоторые характеристики и параметры приемников излучения 97. Определение диаметра входного зрачка оптической фотоэлектрической системы по интегральным характеристикам 98. Определение диаметра входного зрачка оптической фотоэлектрической системы по спектральным характеристикам 99. Оптические фотоэлектрические системы с приемником излучения, расположенным в плоскости изображения источника 100. Оптические фотоэлектрические системы, в которых изображение источника больше светочувствительной поверхности приемника 101. Оптическая фотоэлектрическая система с приемником излучения, расположенным в выходном зрачке 102.  Некоторые принципиальные схемы оптических фотоэлектрических системГлава XIX. ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЛАЗЕРОВ 104. Параметры пучка лазера и основные соотношения при его преобразовании оптической системой 105. Оптические системы для концентрации излучения лазера 106. Оптические системы для уменьшения расходимости лазерного пучка 107. Оптическая фотоэлектрическая система с лазером 108. Оптические системы, применяемые в голографии Глава XX. ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДВОЯКОЙ СИММЕТРИИ 109. Характеристика трансформированного изображения и его получение 110. Цилиндрический и сфероцилиндрический объективы-анаморфоты 111. Цилиндрическая афокальная система Глава XXI. АБЕРРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 112. Общие сведения о методах аберрационного расчета оптических систем 113. Допустимые остаточные аберрации в различных оптических системах 114. Связь между параметрами 1-го и 2-го вспомогательных лучей 115. Преобразование сумм Зейделя для оптической системы, состоящей из тонких компонентов 116.  Основные параметры тонких компонентов117. Аберрации оптических систем с иесферическими поверхностями 118. Расчет оптической системы на минимум сферической аберрации 119. Расчет двухлинзового склеенного объектива 120. Расчет двухливэового несклеенного объектива 121. Расчет светосильного двухкомпоиентного объектива 122. Расчет объектива типа триплета 123. Расчет зеркальных систем 124. Расчет зеркально-линзовых систем 125. Об автоматизированной коррекции оптических систем на ЭВМ 126. Суммирование аберраций 127. О допусках в оптических системах 128. Оценка качества изображения по результатам аберрационного расчета 129. Волновая аберрация оптической системы |
Как рассчитать цифровое увеличение на экране микроскопа
Общий вопрос при просмотре микроскопического изображения на большом экране: «Каково общее увеличение, которое я вижу на своем мониторе?» Чтобы правильно рассчитать ответ на этот вопрос, мы должны знать ответы на следующие четыре вопроса:
- Каково увеличение объектива микроскопа?
- Каково увеличение адаптера c-mount?
- Какова диагональ монитора в мм?
- Какой размер сенсора камеры в мм?
Увеличение объектива микроскопа напечатано на боковой стороне объектива, как показано на изображении слева (1).
Если вы используете стереомикроскоп, значение объектива будет напечатано на ручке масштабирования или на турели объектива, которая поворачивается для изменения увеличения микроскопа.
Адаптер c-mount для микроскопа (2) используется для соединения микроскопа и камеры микроскопа. Адаптер c-mount будет иметь номер, напечатанный сбоку. На изображении справа адаптер c-mount имеет встроенный объектив с увеличением 0,5x.
Следующее число, которое нам нужно определить, — это размер диагонали монитора в мм (3). Обычно размер монитора указывается в дюймах. Мы просто конвертируем дюймы в миллиметры. Например, если вы используете монитор с диагональю 19 дюймов, умножьте это число на 25,4, чтобы преобразовать его в миллиметры. 19 дюймов x 25,4 = диагональ монитора 482,6 мм.
Последнее число, которое нам понадобится для определения экранного увеличения, — это размер сенсора камеры в мм (4). Размер сенсора немного отличается от размера чипа, поэтому лучший способ узнать это число — воспользоваться таблицей, расположенной ниже.
Размеры сенсора камеры микроскопа указаны в верхней части таблицы, а соответствующий размер сенсора по диагонали в миллиметрах показан ниже.
Формула для расчета экранного увеличения микроскопа:
Общее увеличение = оптическое увеличение x цифровое увеличение
Как рассчитывается оптическое увеличение? Это довольно просто.
Оптическое увеличение = увеличение объектива x увеличение адаптера C-Mount.
Если мы воспользуемся приведенными выше примерами из (1) и (2), мы получим 4 x 0,5x = 2.
Как насчет цифрового увеличения, как мы это вычисляем?
Цифровое увеличение = размер экрана / размер сенсора.
Если мы используем 19-дюймовый монитор, о котором упоминалось ранее, чтобы преобразовать его в миллиметры, мы умножаем 19 x 25,4 = 482,6 мм на размер экрана. В этом примере предположим, что мы используем камеру микроскопа с камерой 1/2 дюйма. датчик в нем.
Основываясь на приведенной выше таблице, мы рассчитали бы цифровое увеличение, используя 482,6 мм / 8,00 = 60,325.
Теперь мы можем найти общее увеличение на экране, умножив оптическое увеличение на цифровое. В нашем примере 2 x 60,325 = 120,65-кратное увеличение на экране.
Если у вас есть вопросы по расчету экранного увеличения микроскопа, свяжитесь с Microscope World, и мы будем рады помочь.
Опубликовано в: Блог Комментарии (0)
Как рассчитать общее увеличение
Обновлено 8 декабря 2020 г.
Автор Karen G Blaettler
Микроскопы увеличивают мельчайших обитателей этого мира. От мельчайших деталей клеток до тонких ресничек парамеция и замысловатой работы дафний микроскоп раскрывает множество мельчайших секретов. Расчет общего увеличения использует простое наблюдение и базовое умножение.
Базовая конструкция микроскопа
В микроскопах используются линзы для увеличения объектов.
В простом микроскопе используется только одна линза; увеличительное стекло можно назвать простым микроскопом. Увеличение простого микроскопа не требует никаких расчетов, потому что обычно маркируется одна линза. Например, ручная линза может иметь маркировку 10x, что означает, что линза увеличивает объект, чтобы он выглядел в десять раз больше, чем на самом деле.
Составные микроскопы используют две или более линзы для увеличения образца. Стандартный школьный микроскоп сочетает в себе две линзы, окулярную и одну объективную, для увеличения объекта. Окуляр или окуляр находится в верхней части тубуса корпуса. Линза объектива направлена вниз на объект, который нужно увеличить. Большинство микроскопов имеют три или четыре объектива, закрепленные на вращающейся револьверной головке. Вращение револьверной насадки позволяет зрителю изменять увеличение. Различные линзы объективов обеспечивают различные возможности увеличения.
Определение увеличения объектива
Для определения увеличения каждого объектива необходимо изучить корпус каждого объектива.
На боковой стороне корпуса находится ряд цифр, который включает в себя число, за которым следует x, как 10x. Это 10-кратное увеличение показывает, что линза увеличивает объект, чтобы он казался в десять раз больше, чем на самом деле. В зависимости от производителя это число увеличения может стоять в начале или в конце последовательности чисел. Чтобы рассчитать общее увеличение, найдите увеличение как окуляра, так и линз объектива. Обычный окуляр увеличивает в десять раз, обозначен как 10x. Стандартные объективы увеличивают в 4, 10 и 40 раз. Если у микроскопа есть четвертый объектив, увеличение, скорее всего, будет 100-кратным.
Расчет увеличения
Когда известно увеличение каждого отдельного объектива, расчет общего увеличения становится простой математикой. Перемножьте увеличение линз вместе. Например, если увеличение окуляра 10-кратное, а используемый объектив имеет 4-кратное увеличение, общее увеличение составит:
10 х 4 = 40
Общее увеличение 40 означает, что объект кажется в сорок раз больше, чем фактический объект.
