กล้องจุลทรรศน์ขยายผู้อาศัยที่เล็กที่สุดในโลกนี้ ตั้งแต่รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ของเซลล์ไปจนถึงซีเลียอันละเอียดอ่อนของพารามีเซียม ไปจนถึงการทำงานที่ซับซ้อนของ Daphnia กล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นความลับเล็กๆ การคำนวณกำลังขยายทั้งหมดใช้การสังเกตอย่างง่ายและการคูณพื้นฐาน
การออกแบบกล้องจุลทรรศน์ขั้นพื้นฐาน
กล้องจุลทรรศน์ใช้เลนส์เพื่อขยายวัตถุ กล้องจุลทรรศน์ธรรมดาใช้เลนส์เพียงตัวเดียว แว่นขยายสามารถเรียกได้ว่าเป็นกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบธรรมดาไม่จำเป็นต้องคำนวณใดๆ เนื่องจากโดยปกติแล้วเลนส์เดี่ยวจะมีป้ายกำกับ ตัวอย่างเช่น เลนส์มือถืออาจมีป้ายกำกับ 10x ซึ่งหมายความว่าเลนส์จะขยายวัตถุให้ดูใหญ่กว่าขนาดจริงสิบเท่า
กล้องจุลทรรศน์แบบผสมใช้เลนส์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเพื่อขยายตัวอย่าง กล้องจุลทรรศน์ของโรงเรียนมาตรฐานรวมเลนส์สองชิ้น ได้แก่ เลนส์ตาและเลนส์ใกล้วัตถุหนึ่งชิ้นเพื่อขยายวัตถุ ตาหรือช่องมองภาพอยู่ที่ด้านบนของท่อลำตัว เลนส์ใกล้วัตถุชี้ลงไปยังวัตถุที่ต้องการขยาย กล้องจุลทรรศน์ส่วนใหญ่มีเลนส์ใกล้วัตถุสามหรือสี่ชิ้นติดตั้งอยู่บนชิ้นจมูกที่หมุนได้ การหมุนส่วนปลายจมูกช่วยให้ผู้ชมเปลี่ยนกำลังขยายได้ เลนส์ใกล้วัตถุต่างๆ มีตัวเลือกกำลังขยายที่แตกต่างกัน
การค้นหากำลังขยายเลนส์
การหากำลังขยายของเลนส์แต่ละตัวต้องตรวจสอบปลอกของเลนส์แต่ละตัว ที่ด้านข้างของตัวเครื่องมีชุดตัวเลขที่มีตัวเลขตามด้วย x เช่น 10x 10x นี้แสดงให้เห็นว่าเลนส์ขยายวัตถุให้มีขนาดใหญ่กว่าความเป็นจริงสิบเท่า จำนวนการขยายนี้อาจปรากฏขึ้นที่จุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดของลำดับตัวเลข ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ในการคำนวณกำลังขยายรวม ให้หากำลังขยายของทั้งเลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุ ตาทั่วไปขยายสิบเท่า ทำเครื่องหมายเป็น 10 เท่า เลนส์ใกล้วัตถุมาตรฐานขยายได้ 4x, 10x และ 40x หากกล้องจุลทรรศน์มีเลนส์ใกล้วัตถุตัวที่สี่ กำลังขยายส่วนใหญ่จะเป็น 100x
กำลังคำนวณกำลังขยาย
เมื่อทราบกำลังขยายของเลนส์แต่ละตัวแล้ว การคำนวณกำลังขยายทั้งหมดจะเป็นการคำนวณทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย คูณกำลังขยายของเลนส์เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น หากเลนส์ใกล้ตามีกำลังขยาย 10 เท่า และเลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้มีกำลังขยาย 4 เท่า กำลังขยายทั้งหมดจะเป็น:
10\คูณ 4 = 40
กำลังขยายรวม 40 หมายความว่าวัตถุมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุจริงสี่สิบเท่า หากผู้ดูเปลี่ยนไปใช้เลนส์ใกล้วัตถุ 10 เท่า กำลังขยายทั้งหมดจะเป็นกำลังขยาย 10 เท่าของตาคูณด้วยกำลังขยาย 10 เท่าของเลนส์ใกล้วัตถุตัวใหม่ ซึ่งคำนวณได้ดังนี้
10\คูณ 10 = 100
โปรดทราบว่าการคำนวณกำลังขยายในกล้องโทรทรรศน์ใช้สมการที่แตกต่างจากการคำนวณกำลังขยายในกล้องจุลทรรศน์ สำหรับกล้องโทรทรรศน์ การคำนวณกำลังขยายหนึ่งครั้งจะใช้ความยาวโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์และช่องมองภาพ การคำนวณนั้นคือ:
\text{กำลังขยาย}=\frac{\text{ความยาวโฟกัสของกล้องโทรทรรศน์}}{\text{ความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา}}
เช่นเดียวกับกล้องจุลทรรศน์ ตัวเลขเหล่านี้มักจะพบได้ในกล้องโทรทรรศน์