当前课程知识点:光学工程基础 > 上篇:应用光学——显微系统 > 2.12.2 显微镜的视觉放大率 > 2.12.2 显微镜的视觉放大率
我们前面知识学过知道
光学仪器对物体
能起着放大的作用
那对显微镜而言
它最终让人感觉到物体放大了
起真正决定作用的
还是显微镜的视觉放大倍率
那我们接下去讨论一下
显微镜的视觉放大倍率
显微镜的视觉放大倍率
我们是这么定义的
是物体经过显微镜成的像
位于无穷远时
这个像对人眼张角的正切值
与这个物体放在250毫米时
物体对人眼张角的正切值之比
也就是这两个正切值之比
按照它的定义
Γ应该等于tanω″比上tanω250
tanω″是最终的虚像
对人眼张角的正切值
tanω250是把物体放在250毫米时
它对人眼张角的正切值
接下去我们看一下
显微镜物镜的垂轴放大倍率
它的β1
它应该等于y′比上y
这是根据定义来的
分子分母同除以250
那么分子就变成了tanω250′
也就是说
把中间像放到250毫米时
对人眼张角的正切值
分母是y比上250
它应该等于tanω250
也就是说
把物体放在250毫米时
它对人眼张角的正切值
再接着看一下
显微镜的目镜的视觉放大倍率
它的Γ2按照定义应该是
tanω″比上tanω′250
那么tanω″就是说
像对人眼张角的正切值
tanω250′表示
这个中间像放在250毫米时
对人眼张角的正切值
大家看这三个式子
当β1乘上Γ2它就是等于Γ
也就是说
显微镜的物镜的垂轴放大倍率
乘以显微镜目镜的视觉放大倍率
就等于显微镜的视觉放大率
这地方我需要解释一下的是
以前我们做实验的时候
我们都知道
显微镜的视觉放大倍率
它应该等于物镜的放大倍率
乘以目镜的放大倍率
但是我们大家有没有想过
其实显微镜的物镜的放大倍率
是垂轴放大倍率
而目镜的放大倍率
是视觉放大倍率
它们两者理论上来说
是不能直接相乘
只是因为我们显微镜的视觉放大率
恰好是等于
物镜的垂轴放大倍率
与目镜的视觉放大率相乘
根据我们前面讲的
物镜的垂轴放大倍率
我们知道
β1应该等于负的x1′比上f1′
等于负的Δ除上f1′
这个Δ就是显微镜的光学间隔
那么显微镜的目镜的视觉放大倍率呢
按照我们以前的知道
Γ2等于250除上f2′
f2′是目镜的焦距
因此根据刚才我们得到的
显微镜的视觉放大倍率
等于物镜的垂轴放大倍率
与目镜的视觉放大率相乘
那我们得到
显微镜的整体的视觉放大倍率
应该等于负的250乘上Δ除上f1′ f2′
那接下去我们对刚才的结果
进行讨论一下
我们可以知道
显微镜的视觉放大倍率
是与光学间隔成正比
而与显微镜物镜和目镜的焦距成反比
我们知道的是
显微镜的光学间隔比较大
而物镜和目镜的焦距比较小
所以它的视觉放大倍率是很大的
另外我们知道
显微镜的组合焦距
它应该是等于负的f1′f2′除以Δ
因此我们把它代到前面的式子里
我们可以得到
显微镜的视觉放大倍率公式
应该等于250除以f′
这个公式大家很熟悉了吧
这个公式就跟我们之前讨论的
放大镜的视觉放大倍率公式
是一样的
也就是说
显微镜等同于一个
焦距非常小的放大镜
接下去我们再看一下
如果我们把显微镜的虚像调焦到
我们人眼的明视距离处
也就是250毫米时
我们看看它的视觉放大倍率
是怎么样的
根据视觉放大倍率的公式
那么就是用显微镜观测时
虚像对人眼张角的正切值
比上这个物体直接放在明视距离处
对人眼张角正切值之比
也就是tanω″比上tanω250
它应该是等于
y″比上250比上y比上250
那我们最终得到y″比上y
那么这就是什么呢
这就是我们显微镜的
垂轴放大倍率
那么显微镜的视觉放大倍率
就等于它的垂轴放大倍率
前边我们讨论过
垂轴放大倍率是个非常大的数
因此显微镜的视觉放大倍率
跟垂轴放大倍率相等
是一个非常大的倍率关系
我给大家总结一下
望远镜的视觉放大倍率
是等于望远镜的角放大倍率
但显微镜的视觉放大倍率
是等于它的垂轴放大倍率
好
关于显微镜的视觉放大倍率的内容
我们就讲到这儿
-1.1.1 课程背景和内容简介
-1.1.2 光学工程的特点
--光学工程的特点
-1.1.3 本课程的学习方法
--本课程的学习方法
--外部链接
-1.2.1 微积分基础知识
--微积分基础知识
-1.2.2 光学工程中的常用函数
-1.2.3 常用函数的运算与变换
-扩展阅读
--SPIE课程:Light in Action-Lasers,Cameras&Other Cool Stuff
--SPIE课程:A Day Without Photonics-A Modern Horror Story
--SPIE课程:Advice to Students from Leaders in the Optics&Photonics Community
--版权说明
-2.1.1 基本概念和光线传播基本定律
-2.1.2 成像基本概念
--成像基本概念
-2.1.3 费马原理
--费马原理
-2.1.4 等光程成像
--等光程成像
-2.1.5 常用曲面形状
--常用曲面形状
-第一次作业--作业
-2.2.1 近轴光学基本概念
--近轴光学基本概念
-2.2.2 近轴球面成像
--近轴球面成像
-2.2.3 近轴球面成像放大率
-2.2.4 物像空间及光学不变量
-2.2.5 矩阵光学简介
--矩阵光学简介
-2.2.6 矩阵光学应用
--矩阵光学应用
-第二次作业--作业
-2.3.1 理想光学系统基本概念
-2.3.2 理想光学系统的基点与基面
-2.3.3 图解法求像
-2.3.4 解析法求像
-2.3.5 理想光学系统的放大率
-2.3.6 理想光学系统焦距关系
-2.3.7 理想光学系统组合
-2.3.8 透镜与薄透镜
-2.3.9 远摄型光组和反远距型光组
-第三次作业--作业
-2.4.1 平面反射镜及双平面反射镜
-2.4.2 反射棱镜及其展开和平行平板成像
-2.4.3 反射棱镜成像方向
-2.4.4 棱镜转动定理
-2.4.5 角锥棱镜和折射棱镜
-2.4.6 光学材料简介
-第四次作业--作业
-2.5.1 光阑简介与孔径光阑
-2.5.2 视场光阑与渐晕
-2.5.3 远心光路
-2.5.4 景深
--2.5.4 景深
-第五次作业--作业
-2.6.1 光度学与色度学基础
-2.6.2 视见函数和光度学
-2.6.3 光传播过程中光学量的变化规律
-2.6.4 色度学基本概念
-2.6.5 CIE标准色度学系统
-第六次作业--作业
-2.7.1 球差
--2.7.1 球差
-2.7.2 色差
--2.7.2 色差
-2.7.3 子午像差和弧矢像差
-2.7.4 彗差、像散、场曲、畸变
-2.7.5 垂轴像差、波像差
-2.7.6 光学传递函数
-第七次作业(像差)--作业
-2.8.1 人眼的光学模型
-2.8.2 人眼的缺陷与校正
-2.8.3 人眼的景深
-2.9.1 光学系统的分辨率
-上篇:应用光学——光学系统的分辨率(光学系统分辨率)
-2.9.2 人眼的分辨率
-上篇:应用光学——光学系统的分辨率--第八次作业(人眼)
-2.10.1 放大镜
-上篇:应用光学——放大镜--第八次作业(放大镜)
-2.10.2 放大镜的光束限制和视场及目镜
-2.11.1 望远系统
-2.11.2 望远镜的放大倍率
-2.11.3 望远镜的视觉放大率
-2.11.4 望远镜的分辨率
-第九次作业(望远镜)--作业
-2.12.1 显微镜及其放大率
-2.12.2 显微镜的视觉放大率
-2.12.3 显微镜的孔径光阑
-2.12.4 显微镜的机械筒长
-2.12.5 显微镜的分辨率及有效放大率
-2.12.6 显微镜的景深
-2.12.7 显微镜的照明系统
-第九次作业(显微镜)--作业
-3.1.1 电磁场的波动性
-3.1.2 平面电磁波及其性质
-3.1.3 球面波与柱面波,光波辐射与辐射能
-3.2.1 电磁场的连续条件(边界条件)
-3.2.2 光在两电介质分界面上的折射与反射
-3.2.3 菲涅耳公式
-3.2.4 全反射与倏逝波
-3.2.5 金属表面的反射
-3.2节课后习题--作业
-3.3.1 光的吸收、色散和散射
-3.4.1 光波的叠加
-3.5.1 干涉原理及相干条件
-3.5节课后习题--作业
-3.6.1 干涉图样计算
-3.6.2 分波阵面干涉装置的特点
-3.6节课后习题--作业
-3.7.1 时间相干性
-3.7.2 空间相干性
-下篇:物理光学——干涉条纹的对比度及其影响因素
-3.8.1 干涉条纹的定域
-3.8.2 平行平板产生的等倾干涉
-3.8.3 楔形平板产生的等厚干涉
-下篇:物理光学——平板的双光束干涉--3.8节课后习题
-3.9.1 斐索干涉仪
-3.9.2 迈克尔逊干涉仪
-下篇:物理光学——典型的双光束干涉系统及其应用
-3.10.1 平行平板的多光束干涉
-3.10.2 F-P 干涉仪
-3.10.3 光学薄膜基础
-3.10.4 单层膜与多层膜
-3.10课后习题--作业
-3.11.1 惠更斯—菲涅耳原理
-3.11.2 菲涅耳—基尔霍夫衍射公式及衍射分类
-3.11节习题--作业
-3.12.1 夫朗和费衍射公式的意义
-3.12.2 矩孔衍射和单缝衍射
-3.12.3 圆孔衍射
-3.12节习题--作业
-3.13.1 成像系统的分辨本领
-下篇:物理光学—— 光学成像系统的衍射和分辨本领
-3.14.1 双缝与多缝的夫朗和费衍射
-3.14.2 光栅的分光性能
-3.14.3 几种典型光栅
-3.14节习题--作业
-3.15.1 圆孔和圆屏(盘)的菲涅耳衍射
-3.15.2 菲涅耳透镜
-下篇:物理光学—— 菲涅耳衍射(菲涅耳衍射)
-3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解
--3.16.1 平面波的复振幅分布和空间频率、复杂复振幅及其分解
-3.16.2 光波衍射的傅里叶分析方法
-3.16.3 透镜的傅立叶变换性质
-3.16.4 相干成像系统分析及相干传递函数
-3.16节习题--作业
-3.17.1 非相干成像系统分析及光学传递函数
-3.17.2 阿贝成像理论、波特实验与光学信息处理
-3.17.3 全息术
-3.17节习题--作业
-3.18.1 偏振光概述
-3.18.2 光在晶体中的传播
-3.18.3 单色平面波在晶体中的传播
-3.18.4 单轴晶体中光的传播
-3.18节习题--作业
-3.19.1 光波在晶体表面的折射和反射
-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(一)
-3.20.1 偏振棱镜和相位延迟器(二)
-3.20.2 偏振光和偏振态的琼斯矩阵表示
-3.20节课后作业--作业
-3.21.1 偏振光的变换
-3.21.2 偏振光的测定
-3.21节课后习题--作业
-3.22.1 平面偏振光的干涉
-3.22.2 会聚偏振光的干涉
-3.22节课后习题--作业
-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(一)
-3.23.1 旋光现象和磁致旋光效应(二)
-3.23.2 电光效应(一)
-3.23.2 电光效应(二)
-3.23.3 声光效应
-下篇:物理光学——磁光、电光和声光效应--3.23节课后习题
-期末考试--作业