比小拇指還小的顯微鏡可以放大多少倍?

自打TipScope小貼顯微鏡推出後,很多朋友問我的第一句就是:

“這個東西可以放大多少倍?”

比小拇指還小的顯微鏡可以放大多少倍?

TipScope便攜顯微鏡

每次面對這個問題,小T都陷入深深的煩惱

只能解釋,再解釋……

好想大喊:

“不要再問我放大倍數了!我不知道!”

為了跟大家解釋為什麼無法回答具體的倍數,TipScope決定

寫一篇深入淺出旁徵博引滔滔不絕的長篇大論

把放大倍數的來龍去脈前世今生娓娓道來……

放大倍數這個東西,我們要從很久很久以前說起

……

首先,放大倍率,指的就是一個小東西能被擴大的倍數,是我們看到的像和實際的物體大小的比值。接著,我們來解釋一下另一個光學常用術語——“像”。日常生活中我們照鏡子,鏡子中的那個就是像。像是物體經光學系統編碼後的虛擬側寫,即所見也未必真實,比如哈哈鏡。

然後,我們來聊一聊,眼睛這個最直接的光學系統。眼睛對實物成的像投影在視網膜上,再被人的大腦翻譯為圖像信號。

一般我們喜歡把物體放到我們的明視距離處,明視距離可以理解為是大家看書的時候書本離眼睛的距離,是人看東西比較舒適的一個距離。明視距離也是個很關鍵的東西,如果不是明視距離,人眼會看不清楚。大家可以想象把一本書打開,緊貼眼睛或者放很遠很遠,看到的字會是什麼樣子。

比小拇指還小的顯微鏡可以放大多少倍?

注意了哈,回顧完基礎知識後,我們得加一點兒難度,開啟放大視角,得先從最原始光學結構開講。

比小拇指還小的顯微鏡可以放大多少倍?

看,圖中的彩條被物鏡放大了,其最終效果就是把真實的彩條放大了5倍,放大倍率為5。成像過程初中物理課本上學過,可看做是凸透鏡成像

其實投影儀也是這個工作原理,就是把小的物體通過鏡頭變成大的像。

但是這時存在一個問題,用眼睛目視觀察時,最終像上的部分光線並不能進入瞳孔。例如彩條的紅色部分發出的光束能夠很好進入瞳孔,可是彩條的紫色部分發出的光束已經偏離瞳孔很遠了。

這就導致其實人眼能實際看到的像的範圍很小(光學中,我們稱之為視場),也許只有紅色橙色部分能看見,黃綠青藍紫都看不到了。為了解決這個問題,又誕生了目鏡

比小拇指還小的顯微鏡可以放大多少倍?

上圖我們可以拆成兩次光學成像過程,中間像M即為經過物鏡成的像(我們剛剛講過的),然後目鏡根據我們剛才的原理,再對中間像M進行匯聚(原理與我們剛剛將的是一樣的)。所以,靠著上面的知識,這套系統我們講完了。

而我們透過目鏡到底看到的是什麼呢? 我們順著光路的方向看光路的匯聚位置,這樣,我們看到了最終的彩條的像——人眼實際看到的是最終像。

從上圖可以看到,最終像上各個點都有光線能進入人眼。對於這種目視顯微光學系統來說,放大倍數就是最終像的大小除以物體的大小

最後總結一下,對於目視光學系統來說,

  1. 放大倍率是最終像的大小除以實際物體的大小;
  2. 目鏡,物鏡都有聚光的功能;
  3. 物鏡結合目鏡,可以讓人看到完整的放大的像。

好了,到這兒本單元講完了,這樣一解釋大家是不是就明白一些了呢,當然關於這個問題還沒有結束,接下來還有我們的

下篇

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下下篇

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下下下篇

同樣在生活中有許多毫不起眼的事物,但若是將它們放在顯微鏡之下觀察,這些平凡的物體就會展現出別樣之美。

見微知著,見多識廣。

感謝關注TipScope,我們下次見。


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