ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के इमेजिंग (ज्यामितीय इमेजिंग) के सिद्धांत

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के इमेजिंग (ज्यामितीय इमेजिंग) के सिद्धांत

केवल जब किसी वस्तु का मानव आँख के लिए खुलने का कोण एक निश्चित मान से कम न हो, तो नंगी आँख उसके विवरण को अलग कर सकती है। इस मात्रा को दृश्य संकल्प ε कहा जाता है। इष्टतम स्थितियों के तहत, यानी, जब वस्तु की रोशनी 50 ~ 70lx होती है और कंट्रास्ट बड़ा होता है, तो यह 1 'तक पहुँच सकता है। आसान अवलोकन के लिए, इस राशि को आम तौर पर 2' तक बढ़ाया जाता है, और इसे औसत ऐपिस संकल्प के रूप में लिया जाता है।

वस्तु के देखने के कोण का आकार वस्तु की लंबाई और वस्तु से आँख की दूरी से संबंधित है। इसका एक सूत्र है y=Lε

दूरी L को बहुत छोटा नहीं बनाया जा सकता क्योंकि आँखों की समायोजन क्षमता की एक निश्चित सीमा होती है। खास तौर पर जब आँखें समायोजन क्षमता की सीमा सीमा के करीब काम करती हैं, तो दृष्टि अत्यधिक थक जाएगी। मानक (चेहरे का दृश्य) के लिए, इष्टतम देखने की दूरी 250 मिमी (स्पष्ट दृष्टि दूरी) है। इसका मतलब है कि बिना उपकरणों के, ε=2' के दृश्य संकल्प वाली आँखें 0.15 मिमी के आकार वाली वस्तुओं के विवरण को स्पष्ट रूप से पहचान सकती हैं।

1' से कम कोण से वस्तुओं का अवलोकन करते समय, आवर्धक उपकरण का उपयोग किया जाना चाहिए। आवर्धक चश्मे और माइक्रोस्कोप का उपयोग उन वस्तुओं को देखने के लिए किया जाता है जो पर्यवेक्षक के करीब रखी जाती हैं और जिन्हें बड़ा किया जाना चाहिए।

(1) आवर्धक कांच का इमेजिंग सिद्धांत
कांच या अन्य पारदर्शी पदार्थों से बना एक ऑप्टिकल लेंस जिसकी सतह घुमावदार होती है, वस्तुओं को छवियों में बड़ा कर सकता है। ऑप्टिकल पथ आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। ऑब्जेक्ट-साइड फ़ोकस F के भीतर स्थित ऑब्जेक्ट AB का आकार y है, और इसे y' आकार के एक आभासी छवि A'B' में बड़ा किया गया है।

आवर्धक कांच का आवर्धन

Γ=250/f'

जहाँ 250--स्पष्ट दृष्टि दूरी, इकाई मिमी है

f'--आवर्धक कांच की फोकल लंबाई, इकाई मिमी है

आवर्धन अनुपात का तात्पर्य 250 मिमी की दूरी पर आवर्धक कांच से देखी गई वस्तु की छवि के दृश्य कोण से, बिना आवर्धक कांच के देखी गई वस्तु के दृश्य कोण के अनुपात से है।

(2) माइक्रोस्कोप का इमेजिंग सिद्धांत
माइक्रोस्कोप और आवर्धक चश्मे एक ही भूमिका निभाते हैं, जो कि आस-पास की छोटी वस्तुओं को मानव आँखों के लिए एक बड़ा चित्र बनाने के लिए बड़ा करना है। बस इतना है कि माइक्रोस्कोप में आवर्धक कांच की तुलना में अधिक आवर्धन हो सकता है।

माइक्रोस्कोप द्वारा इमेज की जा रही वस्तु का योजनाबद्ध आरेख। सुविधा के लिए, चित्र में ऑब्जेक्टिव लेंस L1 और ऐपिस L2 को एक ही लेंस के रूप में दिखाया गया है। ऑब्जेक्ट AB ऑब्जेक्टिव लेंस के सामने स्थित है, और ऑब्जेक्टिव लेंस से इसकी दूरी ऑब्जेक्टिव लेंस की फ़ोकल लंबाई से अधिक है, लेकिन ऑब्जेक्टिव लेंस की फ़ोकल लंबाई के दोगुने से कम है। इसलिए, ऑब्जेक्टिव लेंस से गुजरने के बाद, यह अनिवार्य रूप से एक उल्टा आवर्धित वास्तविक प्रतिबिंब A'B' बनाएगा। A'B' ऐपिस के ऑब्जेक्ट फ़ोकस F2 पर या F2 के बहुत करीब स्थित है। फिर इसे आँखों द्वारा अवलोकन के लिए ऐपिस के माध्यम से एक आभासी छवि A''B'' में आवर्धित किया जाता है। आभासी छवि A''B'' की स्थिति F2 और A'B' के बीच की दूरी पर निर्भर करती है, जो अनंत पर हो सकती है (जब A'B' F2 पर स्थित हो) या पर्यवेक्षक की स्पष्ट दूरी पर (जब A'B' आकृति में फ़ोकस F2 के दाईं ओर हो)। ऐपिस एक आवर्धक कांच की तरह काम करते हैं। अंतर केवल इतना है कि नेत्र ऐपिस के माध्यम से जो देखता है वह वस्तु नहीं है, बल्कि वस्तु का प्रतिबिम्ब है जिसे ऑब्जेक्टिव लेंस द्वारा एक बार बड़ा किया गया है।