Plecand de la legile geometrice ale Reflexiei si a Refractiei, au fost au fost inventate numeroase instrumente optice ( lupa, ochelari, microscop, telescop ) pentru a mari capacitatea de vedere a ochilui liber, cu alte cuvinte, pentru a-l ajuta sa vada ceea ce este pre mare sau prea mic. Lentila convexa sau concava este elementul de baza a tuturor acestor instrumente.Aceasta bucata de sticla sau de plastic , cu suprafetele curbate, modifica traiectoria razelor de lumina care o traverseaza. Lentila redirectioneaza razele de lumina venind de la un obiect, formand o imagine.
Lentilele convexe :
Lentila convexa este mai grosa in centru decat pe margini. Lupa este o lentila convexa. Ea are un efect de convergenta: concentreaza intr-un punct razele luminoase paralele care o strabat. Acest efect poate fi demonstrat printr-un experiment foarte simplu. Lumina soarelui se propoga sub forma de raze paralele. Daca pe traiectoria acestora plasam o lupa, razele se vor aduna formand o mica pata luminoasa pe care o putem vedea pe o foaie de hartie asezata la o distanta potrivita. Aceasta pata nu este altceva decat imaginea soarelui. Atunci cand un obiect este situat la mica distanta de o lentila convexa, aceasta va da o imagine marita a respectivului obiect. Astfel pe un ecran putem proiecta imaginea marita a unui diapozitiv. O lentila convexa se caracterizeaza prin capacitatea de a mari o imagine.
Lentilele Concave :
Mai subtire in centru decat pe margini, lentila concava va produce un efect de divergenta: razele de lumina paralele care o strabat vor fi deviate astfel incat sa se departeze unele de altele, ca si cum ar proveni dintr-un punct situat in spatele lentilei. Observatorul care priveste un obiect printr-o lentila concava vede o imagine a acestuia mai mica decat este ea in realitate. Aceasta imagine nu poate fi proiectata pe o foaie de hartie. Ea se formeaza in ochiul observatorului. O astfel de imagine se numeste imagine virtuala.
Cel mai simplu microscop este format din doua lentile convexe suprapuse, ocular si obiectiv. Obiectul care trebuie observat este puternic iluminat si privit prin transparenta. Lentila convexa a obiectivului produce o imagine a obiectului, care este la randul ei marita de lentila convexa a ocularului. Cele doua lentile isi insumeaza puterile de marire, ceea ce produce in final o imagine foarte marita a respectivului obiect. De cand a fost inventat, prin anul 1509 microscopul a fost folosit de biologi si naturisti pentru observarea obiectelor foarte mici.
In principal, evolutia microscopului a urmarit:
obtinerea unor marimi liniare in domenii cat mai extinse;
obtinerea unor imagini clare;
inregistrarea imaginilor observate;
observarea comoda a imaginilor;
Un microscop este alcatuit din urmatoarele elemente:
obiectiv;
ocular;
sistem de iluminare;
sistem de inregistrare;
A. Obiectivul
Acest sistem optic este format din mai multe lentile dar, pe ansamblu, este un sistem optic convergent. El este plasat in imediata apropiere a obiectului observat la o distanta cu putin mai mare decat distanta sa focala. Microscoapele de cercetare sunt prevazute cu mai multe obiective prinse intr-o montura care se poate roti. Pentru imbunatatirea calitatii imaginii la microscoapele destinate obtinerii unor mariri foarte mari, intre obiect si obiectiv se pune un strat fin de lichid (ex: ulei de cedru). Un astfel de microscop se numeste microscop cu imersie.
B. Ocularul
Si ocularul este un sistem optic convergent. Atunci cand este folosit pentru a furniza imagini virtuale, are o comportare asemanatoare unei lupe. Rolul de obiect il joaca imaginea furnizata de obiectiv. Unele microscoape sunt prevazute cu oculare de schimb utilizate pentru a obtine mariri diferite. Majoritatea microscoapelor moderne au o pereche de oculare pentru a permite observarea binoculara. Unele oculare sunt prevazute cu sisteme care permit masurarea distantei intre diferitele detalii ale imaginilor observate.
C. Sistemul de iluminare
Sursa de lumina poate fi artificiala (lampa separata sau inclusa in microscop) sau naturala. Condensorul este un sistem optic convergent care asigura iluminarea uniforma a probei.
D. Sistemul de inregistrare
Cea mai simpla inregistrare a imaginii se poate face cu ajutor unui aparat de fotografiat montat pe ocular. Un astfel de sistem prezinta dezavantajul ca ocularul este astfel ocupat. Pentru a evita aceasta situatie, microscoapele moderne au un sistem de divizare a fascicolului de lumina astfel incat o parte din aceasta se propaga spre ocular, iar cealalta parte este redirectionata spre un aparat de fotografiat. Marimea furnizata de un microscop optic este limitata teoretic la aproximativ 3000 de ori (se pot distinge astfel detalii de pana la aproximativ 0,25µm).
