放大
本能,当一个人想要检查一个对象的细节,使它尽可能靠近眼睛。对象是眼睛越近,角度越大,弧长眼,因此更大的对象出现。然而,如果一个对象是太近,眼睛再也不能形成一个清晰的图像。使用放大镜头观察者和对象之间可以形成一个“虚拟映像”,可以查看在安慰。获得最好的形象,放大镜应该直接放置在眼睛前面。感兴趣的对象然后将对对象的眼睛,直到一个清晰的图像。
没有眼镜,最高可能的放大是当对象被带到最近的位置,观察到清晰的虚拟映像。对许多人来说,这幅图像的距离大约是25厘米(10英寸)。随着人们年龄的增长,最近的点明视消退更大的距离,从而使一个放大镜有用兼职为老年人视力。
的放大率、多大程度上被观看的对象出现放大,和的视野,或者可以查看对象的大小,通过光学系统的几何形状有关。工作价值的放大率透镜可以找到除以最小明视距离透镜的焦距,距离镜头的飞机来袭光是专注。因此,例如,一个镜头的最小明视距离25厘米,5厘米(2英寸)的焦距会有大约5×的放大率。
如果放大透镜的直径足以填补或超过的直径学生的虚拟映像的眼睛,似乎认为将实质上相同的亮度与原始对象。放大镜的视野将取决于在多大程度上放大透镜超过这个工作直径,也通过透镜分离的距离。放大的明确性取决于虚拟形象畸变出现在镜头中,其轮廓,使用它的方式。
像差
各种畸变影响图像的清晰度和质量。色差生产彩色边缘的高对比度区域形象,因为长波长的光(如红色)将集中在飞机比短的波长稍微远离镜头(如蓝色)。球面像差产生一个图像的中心观点是在关注的领域外围可能不是,是用透镜球面的结果(而不是nonspherical或非球面)的表面。失真产生曲线图像直线的对象。失真的类型和程度可见是可能的球形密切相关像差放大镜和高性能的镜头通常是最严重的。
镜头的畸变增加的相对孔径(即。,工作直径除以透镜的焦距)是增加。因此,镜头的畸变,其直径的两倍焦距的镜头将不如直径小于焦距。因此短焦距之间的冲突,它允许一个高放大率,但小的视野,和一个更长的焦距,它提供了一种低放大率但更大的线性的视野。(列文虎克的1670年代的大功率透镜焦长度和这样一个工作几毫米的距离。这使得他们很难使用,但他们提供了卓越的图像,没有被虐了一个世纪)。
类型的放大镜
有几种类型的放大镜。光学设计的放大器的选择取决于所需的权力和目标应用程序的放大镜。
低权力,大约2 - 10×,一个简单的双凸透镜是适用的。(早期简单的显微镜,如列文虎克的放大300×)。图像可以提高镜头是否有特定的非球面表面,可以很容易地获得在塑料模制镜头。减少失真指出使用一个非球面透镜时,这样的低功耗和制造非球面塑料放大镜是一个主要的行业。10 - 50×更高的权力,有许多简单放大镜,放大镜的形式所取代复合透镜组成的几个镜头安装在一起。
直接改善变形,可能会从一个放大镜可以通过使用两个简单的镜头,通常平凸的(平放在一边,outward-curved另一方面,面对面曲面)。这种类型的放大器是基于Huygenian的目镜望远镜,外侧色差纠正了间距的元素是一个焦距。由于成像性质和共享提供了由两个组件,球形像差和放大器的失真是大大减少了在这一个简单的透镜相同的权力。
一个科丁顿透镜将两个镜头元素组合成一个厚厚的元素,与减少槽的中心元素选择最低的部分成像光畸变。这是一个简单和廉价的设计但患有要求放大器的工作距离很短。
更复杂的放大镜,如Steinheil或黑斯廷斯的形式,使用三个或更多的元素来实现更好的彩色校正畸变和失真。一般来说,一个更好的方法是使用非球面表面和更少的元素。
镜子也使用。反射显微镜,图像是通过凹面反射镜而非凸透镜放大,被带到完美的峰值在1947年由英国物理学家C.R.伯奇,他们进行了一系列巨大的工具使用紫外线射线。使用一个不存在色差反射器,变形和球面像差控制通过仔细的介绍波状外形的非球面放大镜子。今天的反射显微镜仅限于分析仪器使用红外射线。