Hanya ketika sudut bukaan objek ke mata manusia tidak kurang dari nilai tertentu, mata telanjang dapat membedakan berbagai detailnya, yang disebut resolusi visual ε. Dalam kondisi terbaik, yaitu saat iluminasi objek 50~70lx dan kontrasnya besar, bisa mencapai 1'. Untuk pengamatan mudah, jumlah ini umumnya ditingkatkan menjadi 2', dan ini dianggap sebagai resolusi lensa mata rata-rata.
Besar kecilnya sudut pandang suatu benda berhubungan dengan panjang benda dan jarak benda ke mata. Ada rumus y=Lε
Jarak L tidak bisa dibuat terlalu kecil, karena daya akomodasi mata memiliki batas tertentu, apalagi bila mata bekerja mendekati batas daya akomodasi maka penglihatan akan sangat lelah. Untuk standar (tampilan depan), jarak pandang optimal ditetapkan sebagai 250mm (jarak fotopik). Artinya, dalam kondisi tidak ada instrumen, mata dengan resolusi visual ε=2' dapat dengan jelas membedakan detail objek dengan ukuran 0,15 mm.
Saat mengamati objek dengan sudut pandang kurang dari 1', alat pembesar harus digunakan. Kaca pembesar dan mikroskop digunakan untuk mengamati benda yang diletakkan di dekat pengamat yang seharusnya diperbesar.
(1) Prinsip pencitraan kaca pembesar
Lensa optik yang terbuat dari kaca atau bahan transparan lainnya dengan permukaan melengkung dapat memperbesar dan menggambarkan objek. Diagram lintasan optik ditunjukkan pada Gambar 1. Benda AB yang terletak di dalam titik fokus F sisi benda, dan ukurannya y, diubah menjadi bayangan maya A'B' berukuran y' oleh kaca pembesar.
perbesaran kaca pembesar
Γ=250/f'
Dalam rumus, 250--jarak fotopik, satuannya adalah mm
f'-- panjang fokus kaca pembesar, dalam mm
Perbesaran mengacu pada rasio sudut pandang gambar objek yang diamati dengan kaca pembesar terhadap sudut pandang objek yang diamati tanpa kaca pembesar dalam jarak 250mm.
(2) Prinsip pencitraan mikroskop
Mikroskop dan kaca pembesar memiliki fungsi yang sama, yaitu mengubah benda kecil di sekitarnya menjadi bayangan yang diperbesar untuk diamati oleh mata manusia. Hanya saja mikroskop bisa memiliki perbesaran yang lebih tinggi daripada kaca pembesar.
Gambar 2 adalah diagram skematik objek yang dicitrakan oleh mikroskop. Pada gambar, untuk kenyamanan, lensa objektif L1 dan lensa okuler L2 diwakili oleh satu lensa. Benda AB terletak di depan lensa objektif dengan jarak lebih besar dari panjang fokus lensa objektif, tetapi kurang dari dua kali panjang fokus lensa objektif. Oleh karena itu, setelah melewati lensa objektif, pasti akan terbentuk bayangan nyata A'B' yang diperbesar terbalik. A'B' terletak pada titik fokus objek F2 lensa okuler, atau sangat dekat dengan F2. Kemudian perbesar menjadi bayangan maya A''B'' melalui lensa okuler untuk pengamatan mata. Posisi bayangan maya A''B'' bergantung pada jarak antara F2 dan A'B', yang dapat berada di tak terhingga (bila A'B' berada di F2) atau pada jarak fotopik pengamat ( Bila A'B ' berada di sebelah kanan fokus F2 pada gambar). Lensa mata bertindak seperti kaca pembesar. Bedanya, yang dilihat mata melalui lensa okuler bukanlah benda itu sendiri, melainkan bayangan benda yang diperbesar satu kali oleh lensa objektif.
