Teoria
przy obserwacji "zwyczajnymi" obiektywami mikroskopowymi pomiędzy czołową soczewką obiektywu a szkiełkiem nakrywkowym znajduje się powietrze
W przypadku obserwacji z zastosowaniem obiektywów imersyjnych pomiędzy czołową soczewką obiektywu a szkiełkiem nakrywkowym znajduje się płyn imersyjny. Innymi słowy obiektyw jest połączony z preparatem poprzez warstwę cieczy imersyjnej.
Imersję można stosować jedynie z obiektywami do tego zaprojektowanymi (w obliczaniu ich korekcji optycznych jest uwzględniana obecność takiego na nie innego płynu imersyjnego "po drodze" do oglądanego objektu.
Dlatego obiektywy imersyjne nie nadają się do obserwacji "na sucho" - wtedy wpływ aberacji optycznych na obraz jest tak duży, że ledwo co widać. Ogólnie obraz "na sucho" w obiektywie imersyjnym jest gorszy niż w suchym obiektywie o mniejszym powiększeniu.
W typowych przpadkach jako obiektywy imersyjne wykonuje się te o powiększeniach x100 (lub x90) z przeznaczenim do imersji z tzw. olejkiem imersyjnym. Naturalnym olejkiej imersyjnym jest zagęszczany olejek cedrowy. Są też syntetyczne olejki imersyjne.
fot. 4449 typowy obiektyw achromatyczny imersyjny PZO o powiększeniu 100, aperturze 1.3, obliczony dla tubusa mikroskopu długości 160mm i grubości szkiełka nakrywkowego 0.17mm, Ol. znaczy że dla imersji olejowej
fot. 4421 obiektyw imersyjny x90 (oznaczenie HI często stosowane przez Zeissa) i dwa obiektywy suche
Dla celów specjalistycznych wykonywane są też obiektywy dla imersji wodnej, glicerynowej, itd., także o mniejszych powiększeniach. W praktyce amatorskiej raczej się ich nie spotka.
fot. 4472 obiektyw imersyjny x98 i trzy obiektywy suche
Imersja w przypadku obiektywów o dużym powiększeniu jest po to aby można było wypełnić światłem pochodzącycm z preparatu całą żrenicę wejściową tego obiektywu. Z uwagi na graniczny kąt załamania światła na granicy szkło-powietrze promienie świetlne idące pod dużym kątem do osi optycznej nie wchodzą do obiektywu. Max. kąt pod jakim promienie wchodzą (lub wychodzą) z obiektywu/kondensora jest określany współczynnikiem zwanym aperturą i dla powietrza nie może on przekroczyć wartości 1. W praktyce ze względów konstrukcyjnych nie jest większy niż 0.95 (realizowane w niektórych obiektywach x40). Dla rozwiązań imersyjnych może być większy od 1. I tak np. typowe obiektywy imersyjne x100 mają max. aperturę 1.3, 1.25.
"Po co ta apertura" - jej wielkość decyduje o tym jak drobne, sąsiadujące ze sobą elementy będą jeszcze z osobna rozróżnialne. Silnie powiększać obraz jest sens jedynie wtedy, gdy dzięki temu widać więcej szczegółów - a o tym decyduje właśnie wielkość apertury.
Dlatego obiektywy o większych powiększeniach są projektowane z większą aperturą.
Wielkość apertura jest wygrawerowana na obiektywie, zwykle zaraz po wielkości powiększenia.
Np. x10/0.24 x20/0.4 x40/0.65 x100/1.3