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Microscópio e lupa: aumento total, abertura numérica e resolução

Informe o aumento da objetiva e da ocular, o meio, o ângulo de abertura e o comprimento de onda: veja o aumento total, a abertura numérica, a resolução e o aumento de uma lupa.

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Entrada

O número gravado na objetiva.

O número gravado na ocular.

Valor típico, confira o da sua luz: 550 nm é a luz verde-amarelada usual; a faixa visível vai de 380 a 780 nm.

Valor típico, confira o do seu meio: ar 1,00029 e água 1,33. O óleo de imersão pede o valor do fabricante.

Metade do ângulo do cone de luz que entra na objetiva.

Para o aumento de uma lupa simples.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Aumento, abertura e resolução

aumento total = aumento da objetiva × aumento da ocular | lupa: M = 25 cm ÷ f

NA = n × sen θ | d = 0,61 × λ ÷ NA (Rayleigh) | d = 0,5 × λ ÷ NA (Abbe)

A abertura numérica NA une o índice de refração n do meio entre a lâmina e a objetiva ao meio-ângulo θ do cone de luz. A resolução d é a menor distância entre dois pontos que ainda se distinguem: quanto maior a NA, menor o d. Os dois critérios diferem no fator, 0,61 de Rayleigh e 0,5 de Abbe. Na lupa, 25 cm é a distância convencional de visão distinta.

Quatro montagens

Uma objetiva de 40× com ocular de 10× aumenta 400×. Com meio-ângulo de 40° no ar, a NA é 0,643, e a luz de 550 nm resolve 521,8 nm por Rayleigh ou 427,7 nm por Abbe.

Com água entre a lâmina e a objetiva de 100×, a NA sobe para 1,152 e a resolução de Rayleigh cai para 291,3 nm; o aumento total é de 1.250×. A objetiva de 10× resolve 1.060,3 nm. Uma lupa com 5 cm de distância focal aumenta 5×.

MontagemAumento totalNARayleigh (nm)Abbe (nm)
40× no ar400×0,643521,8427,7
100× na água1.250×1,152291,3238,8
10× no ar100×0,2591.060,3869,1

O que limita o resultado

  • A resolução é um limite teórico da óptica; vibração, foco e a qualidade da preparação fazem o resultado real ser pior.
  • Aumentar além da resolução não revela mais detalhes. A resolução depende da NA e do comprimento de onda, não do aumento.
  • O índice do meio é um valor típico e editável: ar 1,00029 e água 1,33. O índice do óleo de imersão não foi confirmado para esta página; digite o do fabricante.
  • A distância de 25 cm do ponto próximo é uma convenção; o ponto próximo real varia com a idade.

Perguntas frequentes

Como calcular o aumento do microscópio?

Multiplique o aumento da objetiva pelo da ocular. Uma objetiva de 40× com ocular de 10× dá 400×.

Como calcular a abertura numérica da objetiva?

Use NA = n × sen θ, com n o índice do meio e θ o meio-ângulo do cone de luz. No ar, com θ de 40°, a NA é 0,643.

Como calcular a resolução do microscópio?

Pelo critério de Rayleigh, d = 0,61 × λ ÷ NA. Com λ de 550 nm e NA de 0,643, d é de 521,8 nm.

Como calcular o aumento da lupa?

Divida 25 cm, a distância convencional de visão distinta, pela distância focal. Uma lupa de 5 cm de foco aumenta 5×.