光学显微镜的图像形成原理主要基于凸透镜的成像原理，通过物镜和目镜的两次成像来实现对微小物体的放大观察。以下是详细的图像形成原理介绍：
一、物镜的D一次成像
成像位置：当物体被放置在物镜（凸透镜1）的一倍焦距和两倍焦距之间时，根据物理学的原理，物镜会形成一个放大的、倒立的实像。这个实像位于物镜的后方，且距离物镜大于一倍焦距但小于两倍焦距。
成像特点：由于是倒立的实像，所以物体的上下和左右方向在D一次成像后都会发生颠倒。此外，由于物镜的放大作用，实像的尺寸会比原物体大。
二、目镜的D二次成像
成像位置：以D一次成像的实像作为“物体”，目镜（凸透镜2）会对其进行D二次成像。由于观察时是在目镜的另外一侧，根据光学原理，目镜会形成一个放大的、正立的虚像。这个虚像位于目镜的前方，且距离目镜小于一倍焦距。
成像特点：由于是虚像，所以像和物在同一侧，且像的大小进一步被放大。同时，由于虚像是正立的，所以观察者看到的图像与D一次成像的实像相比，上下和左右方向都会得到恢复（即与实物方向一致）。
三、现代显微镜的复杂成像系统
无限远色差校正光学系统（ICS）：现代显微镜通常采用无限远色差校正光学系统来提高成像质量。在这种系统中，物体被物镜记录下来后，以平行的波阵或射线束投射到无限远处。然后，通过管状透镜对平行光线束进行聚焦，产生一个位于目镜内前焦平面的放大的中间图像。目镜再将这个中间图像转化为平行光线，投射到观察者的眼睛或成像传感器上。
数值孔径与放大率：显微镜的放大率受到数值孔径的限制。数值孔径是物镜角度孔径的正弦值乘以成像介质的折射率。在选定的数值孔径下，显微镜呈现的放大图像的大小相当于人眼的分辨率极限。超过此点的进一步放大不会导致更精细的试样细节的分辨率提高，反而可能导致图像退化。
四、图像形成的物理过程
照明与光线传播：在光学显微镜中，照明源的光通过聚光镜照射到试样上。一部分光线在试样中不受干扰地通过（直射光），代表背景光；另一部分光线与试样相互作用后发生偏离或衍射（衍射光）。
衍射与干涉：衍射光与直射光在物镜后焦平面上产生干扰，形成包含从非常暗到非常亮的各种灰度值的图案。这些明暗图案就是我们所观察到的图像。目镜的眼透镜进一步放大这个图像，最后投射到视网膜、照相机的胶片平面或光敏数字图像传感器的表面。
综上所述，光学显微镜的图像形成原理是一个复杂的光学过程，涉及物镜的D一次成像、目镜的D二次成像以及现代显微镜的复杂成像系统等多个方面。通过这个过程，显微镜能够实现对微小物体的放大观察和分析。
