Tylko wtedy, gdy kąt otwarcia obiektu dla ludzkiego oka jest nie mniejszy niż pewna wartość, gołym okiem można rozróżnić różne jego szczegóły, co nazywa się rozdzielczością wizualną ε. W najlepszych warunkach, to znaczy, gdy oświetlenie obiektu wynosi 50~70 luksów, a jego kontrast jest duży, może osiągnąć 1'. Aby ułatwić obserwację, wielkość ta jest zwykle zwiększana do 2' i jest traktowana jako średnia rozdzielczość okularu.
Wielkość kąta widzenia obiektu jest związana z długością obiektu i odległością od obiektu do oka. Istnieje wzór y=Lε
Odległość L nie może być bardzo mała, ponieważ zdolność akomodacji oczu ma pewną granicę, zwłaszcza gdy oczy pracują blisko granicznego zakresu zdolności akomodacji, wzrok będzie bardzo zmęczony. Dla standardu (widok z przodu) optymalna odległość oglądania to 250mm (odległość fotopowa). Oznacza to, że w warunkach braku instrumentu oko z rozdzielczością wizualną ε=2' może wyraźnie rozróżnić szczegóły obiektów o wielkości 0,15 mm.
Podczas obserwacji obiektów pod kątem widzenia mniejszym niż 1' należy używać lupy. Lupy i mikroskopy służą do obserwacji obiektów znajdujących się w pobliżu obserwatora, które należy powiększyć.
(1) Zasada obrazowania szkła powiększającego
Soczewka optyczna wykonana ze szkła lub innego przezroczystego materiału o zakrzywionej powierzchni może powiększać i obrazować obiekty. Diagram toru optycznego przedstawiono na rysunku 1. Obiekt AB znajdujący się w ognisku F boku przedmiotu, którego rozmiar to y, jest przekształcany przez szkło powiększające na wirtualny obraz A'B' o rozmiarze y'.
powiększenie szkła powiększającego
Γ=250/f'
We wzorze 250--odległość fotopowa jednostką jest mm
f'-- ogniskowa lupy w mm
Powiększenie odnosi się do stosunku kąta widzenia obrazu obiektu obserwowanego przez szkło powiększające do kąta widzenia przedmiotu obserwowanego bez szkła powiększającego w odległości 250mm.
(2) Zasada obrazowania mikroskopu
Mikroskop i szkło powiększające mają tę samą funkcję, to znaczy zamieniają mały przedmiot znajdujący się w pobliżu w powiększony obraz, który ludzkie oko może obserwować. Po prostu mikroskop może mieć większe powiększenie niż szkło powiększające.
Rycina 2 jest schematycznym diagramem obiektu, który jest obrazowany przez mikroskop. Na rysunku, dla wygody, zarówno obiektyw L1, jak i okular L2 są reprezentowane przez pojedynczą soczewkę. Przedmiot AB znajduje się przed soczewką obiektywu w odległości większej niż ogniskowa soczewki obiektywu, ale mniejszej niż dwukrotna ogniskowa soczewki obiektywu. Dlatego po przejściu przez soczewkę obiektywu nieuchronnie utworzy odwrócony powiększony obraz rzeczywisty A'B'. A'B' znajduje się w ognisku obiektu F2 okularu lub bardzo blisko F2. Następnie powiększ go do wirtualnego obrazu A''B'' przez okular w celu obserwacji oka. Położenie wirtualnego obrazu A''B'' zależy od odległości między F2 i A'B', która może być w nieskończoności (gdy A'B' jest na F2) lub w odległości fotopowej obserwatora ( Gdy A'B ' znajduje się na prawo od fokusu F2 na rysunku). Okular działa jak szkło powiększające. Różnica polega na tym, że to, co oko widzi przez okular, to nie sam przedmiot, ale obraz obiektu, który został jednokrotnie powiększony przez obiektyw.
