ארבעה עקרונות אופטיים של מיקרוסקופ
1. שבירה ואינדקס השבירה
האור נע בקו ישר בין שתי נקודות בתווך איזוטרופי הומוגני. כאשר עוברים דרך עצמים שקופים בעלי צפיפות שונה, מתרחשת שבירה, אשר נגרמת על ידי מהירויות התפשטות שונות של האור במדיות שונות. כאשר האור שאינו מאונך לפני השטח של העצם השקוף חודר לעצם השקוף (כגון זכוכית) מהאוויר, האור משנה כיוון בממשק שלו ויוצר זווית שבירה עם הנורמלי.
2. ביצועי העדשה
עדשות הן הרכיבים האופטיים הבסיסיים ביותר המרכיבים את המערכת האופטית המיקרוסקופית. רכיבים כגון עדשות אובייקטיביות, עיניות ומעבים מורכבים מעדשות בודדות או מרובות. לפי צורותיהן ניתן לחלק אותן לשתי קטגוריות: עדשות קמורות (עדשות חיוביות) ועדשות קעורות (עדשות שליליות). כאשר אלומת אור מקבילה לציר האופטי עוברת דרך עדשה קמורה ומצטלבת בנקודה, נקודה זו נקראת "נקודת הפוקוס", והמישור העובר דרך נקודת החיתוך ומאונך לציר האופטי נקרא "מוקד מָטוֹס". ישנן שני מוקדים, המוקד במרחב האובייקט נקרא "מוקד אובייקט", והמישור שם נקרא "מישור מוקד אובייקט"; לעומת זאת, נקודת המוקד בחלל התמונה נקראת "נקודת מוקד תמונה". מישור המוקד ב- נקרא "מישור המוקד המרובע של התמונה". לאחר שהאור עובר דרך עדשה קעורה, הוא יוצר תמונה וירטואלית מוקמת, בעוד שעדשה קמורה יוצרת תמונה אמיתית מוקמת. תמונות אמיתיות יכולות להופיע על המסך, אבל תמונות וירטואליות לא יכולות להופיע.
3. גורמי מפתח המשפיעים על ההדמיה-סטיות
בשל תנאים אובייקטיביים, כל מערכת אופטית אינה יכולה ליצור תמונה אידיאלית מבחינה תיאורטית, וקיומן של סטיות שונות משפיע על איכות ההדמיה. הסטיות השונות מוצגות בקצרה להלן.
1). סטייה כרומטית סטייה כרומטית היא פגם רציני בהדמיית עדשות, המתרחש כאשר אור פולינכרומטי משמש כמקור האור, ואור מונוכרומטי אינו מייצר סטייה כרומטית. אור לבן מורכב משבעה סוגים של אדום, כתום, צהוב, ירוק, ציאן, כחול וסגול. אורכי הגל של אורות שונים שונים, ולכן גם מקדם השבירה במעבר דרך העדשה שונה. בדרך זו, נקודה בצד האובייקט עשויה ליצור כתם צבע בצד התמונה. תפקידה העיקרי של המערכת האופטית הוא אכרומטיזציה.
סטייה כרומטית כוללת בדרך כלל סטייה כרומטית של מיקום ואברציה כרומטית הגדלה. סטייה כרומטית מיקום גורמת לתמונה להיראות מטושטשת או מטושטשת בכל מיקום. סטייה כרומטית ההגדלה גורמת לתמונה שוליים צבעוניים.
2). סטייה כדורית סטייה כדורית היא סטייה מונוכרומטית של נקודת הציר עקב פני השטח הכדוריים של העדשה. התוצאה של סטייה כדורית היא שלאחר צילום נקודה, היא כבר לא נקודה בהירה, אלא נקודה בהירה עם קצה בהיר באמצע שמטשטש בהדרגה, מה שמשפיע על איכות ההדמיה.
התיקון של סטייה כדורית מסולק בדרך כלל על ידי שילוב עדשות. מכיוון שהסטייה הכדורית של עדשות קמורות וקעורות היא הפוכה, ניתן להדביק עדשות קמורות וקעורות מחומרים שונים כדי לחסל אותן. עבור מיקרוסקופים מסוג ישן, הסטייה הכדורית של עדשת המטרה אינה מתוקנת לחלוטין, ויש להתאים אותה לעינית המפצה המתאימה כדי להשיג את אפקט התיקון. בדרך כלל, הסטייה הכדורית של מיקרוסקופים חדשים מבוטלת לחלוטין על ידי עדשת האובייקטיב.
3). Coma Coma היא סטייה מונוכרומטית של נקודת מחוץ לציר. כאשר נקודת אובייקט מחוץ לציר מצולמת על ידי אלומת צמצם גדול, הקרניים הנפלטות עוברות דרך העדשה ואינן מצטלבות בנקודה אחת, אז התמונה של נקודת אור תהיה בצורת פסיק, אשר בצורתו כמו שביט, אז זה נקרא "סטיית תרדמת".
4). אסטיגמציה היא גם סטייה מונוכרומטית בנקודה מחוץ לציר המשפיעה על החדות. כאשר שדה הראייה גדול, נקודת האובייקט בקצה רחוקה מהציר האופטי, והקרן נוטה מאוד, וגורמת לאסטיגמציה לאחר מעבר העדשה. אסטיגמציה גורמת לנקודת האובייקט המקורית להפוך לשני קווים קצרים מופרדים ומאונכים לאחר ההדמיה, ולאחר סינתזה במישור התמונה האידיאלי נוצרת כתם אליפטי. אסטיגמציה מסולקת באמצעות שילובי עדשות מורכבים.
5). עקמומיות שדה עקמומיות שדה ידועה גם בשם "עקמומיות שדה". כאשר לעדשה יש עקמומיות שדה, נקודת החיתוך של הקרן כולה אינה עולה בקנה אחד עם נקודת התמונה האידיאלית. למרות שניתן לקבל נקודת תמונה ברורה בכל נקודה ספציפית, מישור התמונה כולו הוא משטח מעוקל. באופן זה לא ניתן לראות בבירור את כל משטח התמונה במהלך בדיקת המראה, מה שמקשה על התבוננות וצילום. לכן, המטרות של מיקרוסקופים מחקריים הם בדרך כלל יעדי תוכנית, שתוקנו עבור עקמומיות שדה.
6). עיוות כל מיני סטיות שהוזכרו לעיל, מלבד עקמומיות השדה, משפיעות על חדות התמונה. עיוות הוא סוג נוסף של סטייה שבה הריכוזיות של האלומה אינה נפגעת. לכן, חדות התמונה אינה מושפעת, אך התמונה מושווה לאובייקט המקורי, מה שגורם לעיוות בצורה.
