Le microscope simplifié (fig. 1) est constitué de deux lentilles minces convergentes, l’objectif Ob et l’oculaire Oc, et de deux diaphragmes P'o et D'c, respectivement pupille de sortie de l'objectif et diaphragme de champ de l'oculaire, placés entre ces lentilles (dans l'espace intermédiaire).
 Figure 1 |
L'objectif donne de l'objet, ou préparation, une image réelle agrandie, examinée par l'oculaire analogue à une loupe. Pour que cet agrandissement soit suffisant, l'objet AB est placé très près en avant du foyer objet Fob de l'objectif. Pour limiter l'encombrement de l'instrument afin d’assurer sa stabilité, et pour des raisons d'ergonomie (l'observateur ayant l'œil derrière l'oculaire doit pouvoir déplacer manuellement l'objet sur la platine), ce grandissement exige que l'objectif soit de distance focale aussi courte que possible. L'objet très proche de son foyer objet est, dans le cas réel, très proche de la face avant de l'objectif. Sa distance au premier dioptre de l'objectif, ou distance frontale, est très faible.
Dans le plan de l'image intermédiaire A'B', image réelle renversée donnée par l'objectif, existe un diaphragme (ou l'image d'un diaphragme matériel situé dans un autre espace). Ce diaphragme de champ D'c limite le champ de pleine lumière. Il a aussi pour effet de supprimer la lumière parasite engendrée par la lumière diffusée à partir des points éclairés de l'objet en dehors de ses limites ou réfléchie par la paroi du tube du microscope. Cette image intermédiaire est toujours de conception fondamentale dans le plan focal objet Foc de l'oculaire. L'image définitive A"B" donnée par l'oculaire est donc à l'infini. Ainsi le plan objet du microscope est son plan focal objet Fm.
Tous les rayons issus de l'objectif contribuant au champ de pleine lumière passent par la pupille de l'objectif P'o, matérialisée par un diaphragme (ou une image de diaphragme) placé dans le plan focal image de l'objectif, la pupille d'entrée d'un microscope étant située à l'infini. Ainsi le plan focal image du microscope F'm est confondu avec le plan de sa pupille de sortie P'm. Cette pupille est l'anneau oculaire du microscope où l'observateur place la pupille de son œil.
Par définition (fig. 2), la puissance Pm du microscope (que l’on pourra vérifier comme étant négative, le plan principal image H’m, lieu des points de rencontre des rayons incidents parallèles à l'axe optique et des rayons émergents correspondants, étant situé au delà du plan focal F'm) est égale au rapport du diamètre apparent  " de l'image définitive à la dimension y = AB de l'objet.
 Figure 2 |
Pm = " / y
" = A'B' / f' oc = y' / f' oc
Pm = (y'/y).(1/f'oc) = gob.Poc
où f'oc , gob et Poc sont respectivement la distance focale de l'oculaire, le grandissement de l'objectif et la puissance de l'oculaire. Le grossissement commercial Gm du microscope, rapport du diamètre apparent de l'image définitive à celui de l'objet observé à l'œil nu à la distance conventionnelle de 250 mm est :
G m = " / = (y' / f' oc) / (y / 250) = (y' / y).(250 / f' oc) = g ob.G oc
les longueurs étant exprimées en millimètres et Goc étant le grossissement commercial de l'oculaire.
Ainsi puissance et grossissement du microscope sont égaux aux produits du grandissement de l'objectif et respectivement de la puissance et du grossissement de l'oculaire. Grandissement de l’objectif et grossissement de l’oculaire sont habituellement gravés sur les montures de ces éléments.
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