奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭

奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭

負(fù)透鏡發(fā)散平行入射光線并通過(guò)延伸光線通過(guò)透鏡傳送到透鏡后面的焦點(diǎn)的痕跡形成的虛像。 在一般情況下，這些透鏡具有至少一個(gè)凹面，并且在中心比邊緣薄。 這個(gè)交互式指南利用射線跟蹤來(lái)探索圖像如何由三個(gè)主要類型發(fā)散透鏡，以及物體和由透鏡作為對(duì)象和焦點(diǎn)之間的距離的函數(shù)而形成的圖像之間的關(guān)系而形成。

奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭與對(duì)象（由透鏡的遠(yuǎn)左手側(cè)的較大的垂直灰色箭頭表示）的教程初始化位于大致遠(yuǎn)離簡(jiǎn)單薄雙凹透鏡的焦距的距離的兩倍。 光線追跡從對(duì)象箭頭（ 對(duì)象 ）的點(diǎn)發(fā)出通過(guò)鏡頭上的各點(diǎn)，并從追溯到焦點(diǎn)（F）線擴(kuò)展分道揚(yáng)鑣了。 三光線的示于紅色： 主光線 ，穿過(guò)透鏡的中心，和兩個(gè)附加特征射線。 一個(gè)特性光線行進(jìn)朝向透鏡后側(cè)焦點(diǎn)（F'），但通過(guò)透鏡后改行在平行于光軸的方向移動(dòng)。 其他特征射線射向平行于光軸的透鏡并穿過(guò)透鏡后發(fā)散大幅遠(yuǎn)離軸線。 從任意兩個(gè)這三種光線的拉伸擴(kuò)展可以被用于確定由透鏡所形成的虛像的大小和位置。

為了操作的教程，使用對(duì)象位置滑塊翻譯對(duì)象箭頭來(lái)回沿著透鏡的光軸。 作為對(duì)象被移動(dòng)靠近透鏡，所述虛像的大小的增加，也移近透鏡。 以類似的方式，當(dāng)對(duì)象從透鏡移開，虛像移動(dòng)遠(yuǎn)離透鏡和越來(lái)越小。 透鏡和對(duì)象（ 物距，（P））和圖像（ 圖像的距離，（Q））之間的距離在教程窗口的下左角不斷更新。 該雙凹透鏡可以通過(guò)選擇使用的下拉菜單中選擇適當(dāng)?shù)倪x擇改變?yōu)槿我?strong>的負(fù)彎月形或平凹透鏡元件。(奧林巴斯顯微鏡)

奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭當(dāng)負(fù)透鏡被放置的物體和眼睛之間，它不會(huì)形成真正的圖像，但會(huì)降低（或demagnifies）對(duì)象的表觀尺寸通過(guò)形成的虛像。 一個(gè)真正的和虛像之間的區(qū)別是一個(gè)重要的概念，通過(guò)一透鏡或反射鏡系統(tǒng)成像的標(biāo)本時(shí)，不管系統(tǒng)是否由單個(gè)或多個(gè)組件。 在一般情況下，圖像是由其中的光線（及其擴(kuò)展）成為會(huì)聚折射的由一個(gè)透鏡或反射由鏡的結(jié)果的區(qū)域來(lái)定義。 的情況下的光線相交于焦點(diǎn)，圖像是真實(shí)的，可以在屏幕上觀看，記錄在膠片上，或投射到傳感器的表面上，如CCD或CMOS放置在圖像平面上。 當(dāng)光線發(fā)散，但是預(yù)計(jì)，會(huì)聚到一個(gè)焦點(diǎn)假想擴(kuò)展，該圖像是虛擬的，不能在屏幕上觀看或記錄在膠片。 為了進(jìn)行可視化，實(shí)像必須形成在眼睛的視網(wǎng)膜上。 當(dāng)通過(guò)顯微鏡的目鏡觀看標(biāo)本，一個(gè)真正的圖像形成在視網(wǎng)膜上，但它實(shí)際上是由觀察者察覺到存在位于約10英寸（25厘米）在眼睛的前部的虛像。

負(fù)透鏡元件是雙凹 （圖1（a））， 平凹 （圖1（b）;用一個(gè)單一的平面），和凹彎月 （也稱為負(fù)彎月形透鏡;圖1（c） ），它也具有凹凸表面，但與鏡片比邊緣薄的中心。 用于正和負(fù)彎月形透鏡，所述表面和其焦平面之間的距離是不相等的，但它們的焦距相等。 線穿過(guò)透鏡曲面的圖1（a）的中心被稱為透鏡的光軸。 具有對(duì)稱形狀（雙凸或雙凹的）簡(jiǎn)單透鏡具有被等間隔相對(duì)于彼此和所述透鏡面主平面。 對(duì)稱性在其它透鏡，例如彎月形透鏡和平凹負(fù)和正透鏡的缺乏，使得主面的位置根據(jù)鏡頭的幾何形狀來(lái)改變。 平凸和平凹鏡片具有一個(gè)主平面相交的光軸，在彎曲表面的邊緣，并埋在玻璃內(nèi)的其它平面上。 為凹凸透鏡的主平面趴在透鏡表面之外。

奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭雙凹透鏡（圖1（a））主要用于發(fā)散光束和圖象尺寸減小，以及增加光學(xué)系統(tǒng)的焦距和準(zhǔn)直會(huì)聚光束。 通常被稱為雙凹透鏡 ，該光學(xué)元件折射并行輸入光線，使它們發(fā)散遠(yuǎn)離在透鏡的輸出側(cè)的光軸，形成在透鏡前面的負(fù)焦點(diǎn)。 盡管輸出的光線實(shí)際上不凝聚，以形成一個(gè)焦點(diǎn)，它們似乎是從位于所述透鏡的物體側(cè)的虛像發(fā)散。 雙凹透鏡可以耦合到其他的透鏡，以減少光學(xué)系統(tǒng)的焦距。

在圖1（b）所示的平凹透鏡是具有負(fù)的焦點(diǎn)，并產(chǎn)生一個(gè)虛擬圖象發(fā)散元件。 當(dāng)準(zhǔn)直光束入射到平凹透鏡元件的彎曲表面，該出口側(cè)將形成發(fā)散光束。 該光束將出現(xiàn)從一較小的虛擬點(diǎn)聲源出現(xiàn)比如果平面透鏡表面已經(jīng)面臨的準(zhǔn)直光束。 平凹鏡片，其中設(shè)有最小球面像差時(shí)，凹面朝向最長(zhǎng)偶聯(lián)物的距離，被用來(lái)擴(kuò)大光束或提高在現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)的焦距。

奧林巴斯顯微鏡圖像形成與發(fā)散鏡頭也稱為凹凸透鏡，負(fù)（發(fā)散）彎月形透鏡（圖1（c））可以被設(shè)計(jì)為減少或消除的額外的球面像差或彗差的透鏡被耦合到其中的光學(xué)系統(tǒng)。 彎月形透鏡（正和負(fù)）通常采用縮短一個(gè)雙峰（兩個(gè)透鏡元件膠合在一起）或平凸透鏡在無(wú)限共軛比操作的焦距（由平行光線照射）。 最終系統(tǒng)的期望焦距確定應(yīng)添加的彎月形透鏡的特定尺寸和特征。 平凸/彎月形透鏡的組合顯示最多比平凸透鏡單獨(dú)工作更大的分辨率的四倍。