Оптика

Для розрахунку візуальної частини мікроскопа повинні бути задані її основні характеристики:

• збільшення мікроскопа
• оптичний інтервал  (оптична довжина тубуса)
• діаметр вихідної зіниці D'

При розрахунку візуальної частини мікроскопа слід пам’ятати, що однакове збільшення мікроскопа може бути отримане при різних комбінаціях мікрооб’єктивів та окулярів.

Наприклад, якщо збільшення мікрооб’єктива 40^Х, а збільшення окуляра 5^Х, то збільшення мікроскопа буде 200^Х. Якщо збільшення мікрооб’єктива 10^Х, а збільшення окуляра 20^Х, то збільшення мікроскопа також буде 200^Х, як і у попередньому випадку. Однак якість зображення буде різною, оскільки роздільна здатність при більш сильному мікрооб’єктиві, який має більшу апертуру, буде вище. Більш сильний окуляр дозволить підвищити лише збільшення мікрооб’єктива, але це буде лише грубе збільшення лінійних розмірів предмета, роздільна здатність у цьому випадку буде меншою, тобто ніяких нових деталей на предметі ми не побачимо.

У результаті габаритного розрахунку візуальної частини мікроскопа необхідно визначити:

• фокусні відстані мікрооб’єктива, окуляра та усього мікроскопа;
• розташування предмета відносно першої поверхні мікрооб’єктива;
• лінійне поле зору мікроскопа;
• розташування вихідної зіниці відносно останньої поверхні окуляра;
• роздільну здатність;
• глибину простору, що чітко зображується.

При розрахунках необхідно пам’ятати, що зображення перевернуте, тобто .

Порядок розрахунку

1. Розрахунок варто починати з визначення числової апертури мікрооб’єктива: . На основі отриманих результатів з каталогу вибирається мікрооб’єктив. Фокусна відстань мікрооб’єктива розраховується за формулою: . Конструктивні параметри мікрооб’єктива перераховуються з використанням коефіцієнта перерахунку, який визначається як .
2. Знаходимо фокусну відстань окуляра: . Збільшення окуляра розраховується за формулою: . На основі отриманих результатів з каталогу вибирається окуляр.
3. Фокусна відстань усього мікроскопа визначається за формулою: .
4. Для визначення розташування предмета відносно першої поверхні мікрооб’єктива, спочатку необхідно визначити розташування предмета відносно переднього фокуса мікрооб’єктива за формулою Ньютона: . Оскільки в даному випадку z' - це відстань від заднього фокуса мікрооб’єктива до переднього фокуса окуляра, де утворюється зображення предмета, яке створюється мікрооб’єктивом, тобто , то . Відстань від першої поверхні мікрооб’єктива до предмета .
5. Лінійне поле зору мікроскопа визначається за формулою: . На основі цієї формули розраховується діаметр польової діафрагми.
6. Вихідною зіницею мікроскопа є зображення апертурної діафрагми, яка знаходиться на відстані  від останньої поверхні мікрооб’єктива. Розташування зображення апертурної діафрагми відносно заднього фокуса окуляра знаходиться по формулі Ньютона. Відстань від переднього фокуса окуляра до апертурної діафрагми . Відстань від заднього фокуса окуляра до зображення апертурної діафрагми . Розміщення вихідної зіниці відносно останньої поверхні окуляра визначається за формулою: . Збільшення у зіницях окуляра: . Діаметр апертурної діафрагми розраховується за формулою: .
7. Лінійна межа розділення знаходиться за формулою:  (розрахунок здійснити для =0,589 мкм).
8. Глибину простору, що чітко зображується, при акомодації ока на нескінченість знаходять за формулою: , приймаючи .

Приклад розрахунку візуальної частини мікроскопа див. стор. 282-284 [Н.П. Гвоздева, К.И. Коркина. Теория оптических систем и оптические измерения. – 1981.]