顯微鏡能放大物體的原因是通過(guò)透鏡。單透鏡成像存在像差，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此，顯微鏡的主要光學(xué)部件由透鏡組成。根據(jù)鏡頭的性能，只有凸透鏡可以放大，凹透鏡不行。雖然顯微鏡的物鏡和目鏡是由透鏡組成的，但它們相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。為了理解顯微鏡的放大原理，簡(jiǎn)要說(shuō)明凸透鏡的五個(gè)成像規(guī)律:

顯微鏡成像(幾何成像)原理

(1)當(dāng)物體位于顯微鏡透鏡物側(cè)的雙焦距之外時(shí)，在像側(cè)的雙焦距之內(nèi)和焦點(diǎn)之外形成縮小的反轉(zhuǎn)實(shí)像；

(2)當(dāng)物體位于顯微鏡鏡頭物側(cè)雙焦距時(shí)，在像側(cè)雙焦距處形成大小相同的倒實(shí)像；

(3)當(dāng)物體位于顯微鏡透鏡物側(cè)的雙焦距之內(nèi)且在焦點(diǎn)之外時(shí)，在像側(cè)的雙焦距之外形成放大的反轉(zhuǎn)實(shí)像；

(4)當(dāng)物體位于鏡頭物方焦點(diǎn)上時(shí)，像方無(wú)法成像；

(5)當(dāng)物體位于透鏡的物體側(cè)的焦點(diǎn)內(nèi)時(shí)，在圖像側(cè)上不形成圖像，但是在透鏡的物體側(cè)的同一側(cè)上比物體更遠(yuǎn)的位置處形成放大的垂直虛像。

顯微鏡的成像原理是利用上述(3)和(5)的規(guī)律放大物體。當(dāng)物體位于物鏡前面的f-2f之間時(shí)(f是物體側(cè)的焦距)，在物鏡側(cè)的雙焦距之外形成放大的反轉(zhuǎn)實(shí)像。在顯微鏡的設(shè)計(jì)中，該圖像落在目鏡的一倍焦距F1內(nèi)，使得物鏡放大的**幅圖像(中間圖像)再次被目鏡放大，更終在目鏡的物側(cè)(中間圖像的同一側(cè))和人眼的視在距離(250毫米)處形成放大的垂直(相對(duì)于中間圖像)虛像。因此，當(dāng)我們?cè)陲@微鏡檢查時(shí)，通過(guò)目鏡看到的圖像(沒(méi)有額外的轉(zhuǎn)換棱鏡)與原始物體的圖像相反。