Len keď uhol otvorenia objektu pre ľudské oko nie je menší ako určitá hodnota, voľným okom je možné rozlíšiť jeho rôzne detaily, čo sa nazýva vizuálne rozlíšenie ε. Za najlepších podmienok, teda keď je osvetlenie objektu 50~70lx a jeho kontrast je veľký, môže dosiahnuť 1'. Pre ľahké pozorovanie sa táto hodnota vo všeobecnosti zväčší na 2', čo sa považuje za priemerné rozlíšenie okuláru.
Veľkosť zorného uhla objektu súvisí s dĺžkou objektu a vzdialenosťou od objektu k oku. Existuje vzorec y=Lε
Vzdialenosť L nemôže byť veľmi malá, pretože akomodačná schopnosť očí má určitý limit, najmä keď oči pracujú blízko limitu akomodačnej schopnosti, zrak bude extrémne unavený. Pre štandard (predný pohľad) je optimálna pozorovacia vzdialenosť špecifikovaná ako 250 mm (fotopická vzdialenosť). To znamená, že v podmienkach bez prístroja môže oko s vizuálnym rozlíšením ε=2' jasne rozlíšiť detaily objektov s veľkosťou 0,15 mm.
Pri pozorovaní predmetov s uhlom pohľadu menším ako 1' je potrebné použiť zväčšovacie zariadenie. Lupy a mikroskopy sa používajú na pozorovanie predmetov umiestnených v blízkosti pozorovateľa, ktoré by sa mali zväčšiť.
(1) Zobrazovací princíp lupy
Optická šošovka vyrobená zo skla alebo iných priehľadných materiálov so zakriveným povrchom dokáže zväčšiť a zobraziť objekty. Schéma optickej dráhy je znázornená na obrázku 1. Objekt AB umiestnený v ohnisku F na strane objektu a jeho veľkosť je y, sa pomocou lupy premení na virtuálny obraz A'B' veľkosti y'.
zväčšenie lupy
Γ=250/f'
Vo vzorci 250--fotopická vzdialenosť je jednotkou mm
f'-- ohnisková vzdialenosť lupy v mm
Zväčšenie sa vzťahuje na pomer zorného uhla objektu pozorovaného pomocou lupy k zornému uhlu objektu pozorovaného bez lupy do vzdialenosti 250 mm.
(2) Zobrazovací princíp mikroskopu
Mikroskop a lupa majú rovnakú funkciu, teda premeniť malý predmet v okolí na zväčšený obraz, ktorý môže ľudské oko pozorovať. Ide len o to, že mikroskop môže mať väčšie zväčšenie ako lupa.
Obrázok 2 je schematický diagram objektu, ktorý je zobrazovaný mikroskopom. Na obrázku sú pre zjednodušenie ako šošovka L1, tak aj okulár L2 reprezentované jednou šošovkou. Objekt AB sa nachádza pred šošovkou objektívu vo vzdialenosti väčšej ako je ohnisková vzdialenosť šošovky objektívu, ale menšia ako dvojnásobok ohniskovej vzdialenosti šošovky objektívu. Preto po prechode šošovkou objektívu nevyhnutne vytvorí prevrátený zväčšený skutočný obraz A'B'. A'B' sa nachádza v objektovom ohnisku F2 okulára alebo veľmi blízko k F2. Potom ho zväčšite do virtuálneho obrazu A''B'' cez okulár na pozorovanie očí. Poloha virtuálneho obrazu A''B'' závisí od vzdialenosti medzi F2 a A'B', ktorá môže byť v nekonečne (keď A'B' je na F2) alebo vo fotopickej vzdialenosti pozorovateľa ( Keď A'B ' je na obrázku vpravo od zaostrenia F2). Okulár pôsobí ako lupa. Rozdiel je v tom, že to, čo oko vidí cez okulár, nie je samotný objekt, ale obraz objektu, ktorý bol raz zväčšený šošovkou objektívu.
