光学顕微鏡の原理について

質問

こんにちは。

光学顕微鏡の原理について疑問をもってしまいましたので、質問させてください。

光学顕微鏡は、まず対物レンズで試料の『倒立の実像』をつくり、そこの実像を接眼レンズで『正立の虚像』としてみているものだと思います。（この時点で間違っていたらご指摘ください。）
この際、最初に作られた『倒立の実像』はその部分（鏡筒のなか）にスクリーンなどありませんが、なぜ見ることができるのでしょうか？

『倒立の実像』ができるであろう場所を見ればその像は見られるということでしょうか？
映画館とかでスクリーンの位置に立って映写機を見れば・・・映画は見られる（もちろん一部ですが）のでしょうか？

ちょっと最初の話題とそれてしまいましたが、光学顕微鏡の仕組みについて、解説いただけると助かります。
よろしくおねがいします。

回答No.3

walkingdic · ベストアンサー

>>
光学顕微鏡は、まず対物レンズで試料の『倒立の実像』をつくり、そこの実像を接眼レンズで『正立の虚像』としてみているものだと思います。
<<
まあそういう理解でいいですよ。

>この際、最初に作られた『倒立の実像』はその部分（鏡筒のなか）にスクリーンなどありませんが、なぜ見ることができるのでしょうか？

実像は直接は人間の目では見れませんよ。とはいえ、実像を結んだ後の光線は虚像と同じことになるから、見れないこともありませんけど。

>『倒立の実像』ができるであろう場所を見ればその像は見られるということでしょうか？

その実像の場所を離れたところでかつ光線が目に入る位置で見れば見れますよ。
少々目の焦点位置を合わせるのに苦労しますけど。

>映画館とかでスクリーンの位置に立って映写機を見れば・・・映画は見られる（もちろん一部ですが）のでしょうか？

ご質問者はたとえば写真があって、それを目に貼り付けて見えますか？
実像を結ぶということは、見る物体がそこにあるということです。

人間の目というものは、物点から広がる光の一部を目のレンズで網膜に結像してみています。つまり集光して実像を結んだところに目を持っていっても見えるわけがありません。
虚像というのは「あたかもある点から光が広がっている」ときのそのある点の集まりの像です。実際の物体で考えれば、「虚」ではなくものがあるのですけど、やはりある点から広がる光をみます。

つまり人間の目はあくまで虚像でなければ像として網膜に結像しないから見えないのです。

お礼

回答ありがとうございます。

実像を見るということにちょっとした誤解を持ってしまっていました。
物理・生物にかかわるものとして恥ずかしい限りです。

各々丁寧にお答えいただき、ありがとうございます。

回答No.5

foobar

#3で補足
>「映画館とかでスクリーンの位置に立って映写機を見れば・・・映画は見られる（もちろん一部ですが）のでしょうか？」
>スクリーンの位置に立つと見れません．スクリーンの位置にできる像をスクリーンから少し離れてみるような形になります．
この場合でも，#３前半で触れたように，実像のうち，目に光が届く部分（ということは，プロジェクタの方を向いたとき，プロジェクタのレンズの内側の部分）の像しか見えません．
それ以外の光は目に届きませんので．

映画等では（スクリーン上に結像させて）スクリーンで光を散乱させてるので，広い範囲の実像が見える(周辺部の像を結ぶ光も散乱された結果目届くようになるに)ようにしていますし，
モノによっては小さいプリズムで周辺部の光を目の方に折曲げて，実像の周辺まで見えるようにしたりしてます（カメラのファインダースクリーンがこういう構造になっていたかと）．

お礼

補足までありがとうございます。

光源から光はあらゆる方向に進みますが、どうしてもある一点（一本）に目を向けてしまい、とんだ勘違いをしていたことに気づきました。

ありがとうございます。

回答No.4

foobar

「『倒立の実像』ができるであろう場所を見ればその像は見られるということでしょうか？」
実像を結んでいる光が目に届けば，見れます．
例えば，凸レンズを目から離して遠景を除くと，倒立像が見えますね．これが実像を見ている状態です．
(光線の角度によっては，実像を結んだ光線が目に届かず，見えない（暗くなる）という状況もありますが）

「映画館とかでスクリーンの位置に立って映写機を見れば・・・映画は見られる（もちろん一部ですが）のでしょうか？」
スクリーンの位置に立つと見れません．スクリーンの位置にできる像をスクリーンから少し離れてみるような形になります．

お礼

小学生でやった虫眼鏡での観察が生きているわけですね。
よくわかりました。
回答ありがとうございます。

回答No.2

TTOS

#1さんと同じです。

虚像の場合，実際にはそこに光が進んできているわけではありませんが，実像の場合，対物レンズで屈折した光がそこを通っています。

倒立実像からさらに接眼レンズに進んだ光が接眼レンズで屈折してできた虚像を拡大像として見るわけです。

参考URL：

http://www.h7.dion.ne.jp/~mic-ohno/sousahou3.html

お礼

回答ありがとうございます。

光学顕微鏡は、まず対物レンズで試料の『倒立の実像』をつくり、そこの実像を接眼レンズで『正立の虚像』としてみているものだと思います。（この時点で間違っていたらご指摘ください。）

の部分の説明がよくわかりました。

回答No.1

hitokotonusi

顕微鏡は像の上下左右が反転していますが・・・・

まあ、それはいいとして、物体から

　　　／
物体―
　　　＼

という光が(左から右に)出ていて、それを集めれば像として見ることができるわけですね。
それなら、下図のように物体がなくても光だけでも同じだと思いませんか？

　　　／
　・　―
　　　＼

そしてこの光を作るためにはさらに左から・に向かって光を入れる必要があるので

＼　　　／
―　・　―
／　　　＼

となる分けです。

・は左側のレンズ系の像であるとともに右側のレンズ系の物体としても働くのですね。

お礼

回答ありがとうございます。

・の部分は鏡筒のなかということですよね？