Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
наблюдателя. Такое увеличение Г микроскопа принято называть полезным
увеличением. Действительно, дальнейшее повышение увеличения будет
бесполезным, так как оио ие позволит обнаружить более мелкие структурные
детали предмета, ибо они меньше предельной величины е.
Для определения полезного увеличения воспользуемся сначала формулой (III.
62)
*' = У*?- (Ш- 71)
Глазу, рассматривающему изображение е' через окуляр с фокусным
расстоянием f0K, изображение е представится под углом зрения р'
(III. 72)
Переходя от величины f0K к видимому увеличению Гок, пользуясь формулой
(II. 143) н выражением (III. 71), получим
= (Ш_73)
Но произведение есть видимое увеличение Г микроскопа.
Поэтому найдем нз выражения (III. 73)
Г = -^р\ (III. 74)
Предельная структура е предмета здесь должна быть выражена в мм.
Особого рассмотрения заслуживает величина (Г предельного угла разрешающей
способности глаза. Дело в том, что диаметр выходного зрачка микроскопа
часто бывает значительно меньше наименьшего диаметра зрачка глаза,
составляющего 2 мм. Такое уменьшение действующего отверстия зрачка глаза
приводит к понижению его разрешающей способности, а следовательно, к
увеличению угла р'. Практически целесообразно принять Р' ^ 3' = 0,001 рад
(вместо обычного = Г). Благодаря этому получаем из (III. 74)
Г = --йг-. (111-75)
253
если е выражено в мм, или
Г = (III. 76)
если е выражено в мкм.
Вследствие (III. 76) можно утверждать, что полезным является такое
видимое увеличение, при котором предмет, находящийся на пределе
разрешения, увеличивается до 250 мкм. Это очень простое н удобное
определение понятия о полезном увеличении микроскопа. При этом величина
изображения 250 мкм должна измеряться в плоскости, отстоящей от глаза на
250 мм.
Входящую в выражение (III. 76) величину е можно определить, пользуясь
формулой (III. 69), которая справедлива не только при косом, но н при
всестороннем освещении
г__;_аюЛ-^ (Ш.77)
Здесь X - в мк. При X = 0,5 мк получим известное правило Аббе
г = -1000А. (III. 78)
Практически увеличение Г микроскопа следует выбирать в пределах от -500А
до -1000А.
Сравнивая формулы (III. 77) и (III. 31), легко находим р' = 500Я, а при X
= 0,5 мкм, найдем р' - 0,25 мм. Таким образом, полезному увеличению
соответствует вполне определенное значение диаметра выходного зрачка
микроскопа 2р' = 0,5 мм.
Увеличение, превосходящее 1000А (по абсолютной величине), является
бесполезным. Но это положение не распространяется на микропроекцию,
микрокинопроекцию и телевизионную микроскопию. В этих трех случаях при
рассматривании изображения на экране отверстие зрачка глаза наблюдателя
не ограничивается выходным зрачком микроскопа. Поэтому предельный угол р'
разрешающей способности должен приниматься равным Г.
Пользуясь для видимого увеличения формулой (II. 127) и полагая k = -250
мм и k' - -I, где I - расстояние от экрана до глаза зрителя (считаемое
положительным), получим
Г = У-^. (III. 79)
Здесь V полное линейное увеличение, считая от предмета до экрана
V = Vo6M, (111.80)
где Vo6 - линейное увеличение объектива микроскопа;
А1 - масштаб увеличения, создаваемого всеми следующими за объективом
оптическими устройствами.
254
Величина М определяется как отношение диаметра Da изображения на экране к
диаметру изображения, создаваемого объективом. Как было указано выше, при
больших увеличениях последний диаметр принимается равным 15 мм. Поэтому
(III. 81)
и из (III. 80) следует:
v^- v^. (III. 82)
Формула (III. 74) справедлива и в нашем случае, только следует принять Р'
= 0,0003. Тогда получим
Г" = - - ¦ (III. 83)
Применяя формулу (III, 69) при X = 0,5 мкм, получим
Г = -300Л. (III. 84)
Сравнивая это выражение с формулой (III. 78), мы видим, что полезное
увеличение теперь стало значительно меньше. Однако линейное увеличение V
иа экране при этом должно быть большим. Из формул (III. 79) и (III. 84)
вытекает
V = -1,2Л/, (III. 85)
где I - в мм, или
V = -1200Л/, (III. 86)
где I - в м. Так, например, полагая А = 1,5 и / = 10 м (для кинозала),
получим V = -18 000х.
При рассматривании изображения на телевизионном экране нужно учитывать
ограничение разрешающей способности, вызываемое разложением
телевизионного изображения на 625 строк. Ширина строки б' при этом
составит
s / D3
~ 625 '
Поэтому получим для предельного угла разрешающей способности р' (как было
пояснено в § 64)
г = (III. 87)
Полагая здесь р' - 2 мин, найдем для / значение / = 5,33D3. Формулы (III.
85) или (III. 86) остаются в силе н в случае телевизионного микроскопа.
Телевизионные микроскопы бывают двух типов. В первом типе устройство
микроскопа не отличается от обычного, но
255
изображение проектируется на экраи приемной телевизионной трубки
(иконоскопа, ортикоиа, вндикона и т. п.). Это изображение передается по
проводам нли по радио иа один или несколько экранов телевизоров, что
делает изображение доступным для многих наблюдателей.
Во втором типе телевизионного микроскопа весь порядок действия микроскопа
