Optisk vei til vanlig optisk mikroskop
1. Et vanlig optisk mikroskop er et optisk presisjonsinstrument. Tidligere besto enkle mikroskoper kun av noen få linser, mens dagens mikroskoper består av et sett med linser. Vanlige optiske mikroskoper kan vanligvis forstørre objekter 1500-2000 ganger. (1) Strukturen til mikroskopet Strukturen til det vanlige optiske mikroskopet kan deles inn i to deler: den ene er den mekaniske enheten, og den andre er det optiske systemet. Bare når disse to delene samarbeider godt kan mikroskopet fungere. Først, den mekaniske enheten til mikroskopet Den mekaniske enheten til mikroskopet inkluderer rammen, linsehylsen, objektivlinsekonverteren, scenen, skyvestangen, den grove skruen, mikroskruen og andre komponenter. Braketten består av en base og en speilarm. Scenen og linsehylsen er festet til den, som er grunnlaget for installasjon av de optiske forstørrelsessystemkomponentene.
(2) Okularet er koblet til linsehylsen på linsehylsen, og omformeren er koblet til bunnen, og danner et mørkt rom mellom okularet og objektivlinsen (installert under konverteren). Avstanden fra bakkanten av objektivet til enden av løpet kalles den mekaniske løpslengden. Fordi forstørrelsen av objektivlinsen er for en viss lengde på linsehylsen. Endringer i lengden på linsehylsen vil ikke bare endre forstørrelsen, men også påvirke bildekvaliteten. Derfor, når du bruker mikroskopet, kan ikke lengden på linsehylsen endres etter ønske. Internasjonalt er standard løpslengde på mikroskopet satt til 160 mm, og dette tallet er markert på objektivlinsens hus.
(3) Objektivlinseskifter Neselinseveksleren kan utstyres med 3 til 4 objektivlinser, vanligvis tre objektivlinser (lav forstørrelse, høy forstørrelse, oljelinse). Nikon-mikroskoper er utstyrt med fire objektiver. Ved å rotere omformeren kan en hvilken som helst objektivlinse kobles til linserøret etter behov, og okularet på linserøret utgjør et forstørrelsessystem.
(4) Det er et hull i midten av scenen, som er lysbanen. Scenen er utstyrt med fjærprøveklemmer og skyvestenger, hvis funksjon er å fiksere eller flytte posisjonen til prøven slik at den mikroskopiske gjenstanden er akkurat i sentrum av synsfeltet.
(5) Skyveren er en mekanisk enhet som beveger prøven. Den er laget av en metallramme med to fremdriftsgir, ett horisontalt og ett vertikalt. Et godt mikroskop har skalaer gravert på stangen for å skape et veldig presist plan. Koordinatsystem. Hvis du vil observere en viss del av testprøven gjentatte ganger, kan du registrere verdien av den vertikale og horisontale linjalen under den første inspeksjonen, og deretter flytte skyvestangen i henhold til verdien for å finne posisjonen til den originale prøven.
(6) Grov spiral er en mekanisme som justerer avstanden mellom objektivlinsen og prøven ved å flytte linsehylsen. I gamle mikroskoper, etter at den grove spiralen er vridd fremover, synker linsen og nærmer seg prøven. Når du utfører mikroskopi på nye produksjonsmikroskoper, drei scenen fremover med høyre hånd for å heve scenen for å bringe prøven nærmere objektivet og omvendt.
(7) Mikrobevegelsesskruen kan bare bruke grovbevegelsesskruen til å grovjustere brennvidden. For å få et skarpt bilde, må du gjøre ytterligere justeringer med mikroskrue. Linserøret beveger seg 0,1 mm (100 mikron) for hver omdreining av frettingskruen. De tykke og tynne spiralene til det nyproduserte gao-endemikroskopet er koaksiale. 2. Mikroskopets optiske system Det optiske systemet til mikroskopet består av en reflektor, en kondensator, en objektivlinse, et okular osv. Det optiske systemet forstørrer objektet for å danne et forstørret bilde av objektet.
(1) Speil Tidlige vanlige optiske mikroskoper brukte naturlig lys for å inspisere objekter, og et speil ble installert på rammen. Reflektoren består av en flat overflate og et konkavt speil på den andre, som kan reflektere lys som treffer den til midten av kondensatorlinsen, og dermed belyse prøven. Når du ikke bruker kondensator, bruk et konkavt speil. Konkave speil fokuserer lys. Ved bruk av kondensator brukes vanligvis et flatt speil. Den nyproduserte underordnede mikroskoprammen er utstyrt med en lyskilde og en strømjusteringsskrue, som kan justere lysintensiteten ved å justere strømmen.
(2) Kondensator Kondensatoren er under bordet. Den består av en kondensatorlinse, en iriserende blenderåpning og en løfteskrue. Konsentratorer kan deles inn i lysfeltkonsentratorer og mørkefeltkonsentratorer. Vanlige optiske mikroskoper er utstyrt med lysfeltkondensatorer. Brightfield-kondensatorer inkluderer Abbe-kondensatorer, opplysningskondensatorer og fallende sandkondensatorer. Abbe-kondensatorer lider av kromatiske og sfæriske aberrasjoner når den objektive numeriske blenderåpningen er høyere enn 0.6. Qiming-kondensatorer er høyt korrigert for kromatisk aberrasjon, sfærisk aberrasjon og koma. Det er en kondensator av høy kvalitet for lysfeltmikroskopi, men den er ikke egnet for mål under 4x. Å riste ut kondensatoren kan riste den øvre linsen på kondensatoren ut av lysbanen for å møte behovene til lavforstørrelsesobjektiv (4×) stort synsfeltbelysning.
Kondensatoren er installert under scenen, og dens funksjon er å fokusere lyset som reflekteres av lyskilden på prøven gjennom speilet for å oppnå sterk belysning og gjøre bildet av objektet lyst og klart. Høyden på kondensatoren er justerbar, slik at fokus faller på objektet som skal inspiseres, og høy lysstyrke oppnås. Fokuspunktet til den generelle kondensatoren er 1,25 mm over den, og stigningsgrensen er 0,1 mm under sceneplanet. Derfor bør tykkelsen på den nødvendige glassplaten være mellom 0.8-1,2 mm, ellers vil prøven under inspeksjon ikke kunne fokusere, noe som vil påvirke den mikroskopiske effekten. Det er også en iriserende blenderåpning foran kondensatorens frontlinsegruppe, som kan åpnes og lukkes, noe som påvirker oppløsningen og kontrasten til bildet. Hvis irisåpningen åpnes for stort, utover den numeriske blenderåpningen til objektivet, vil det oppstå bluss; Hvis blenderåpningen stenges for liten, vil oppløsningen reduseres og kontrasten økes. Derfor, ved observasjon, gjennom justering av irisåpningen, åpnes feltmembranen (mikroskop med feltmembran) til den ytre tangenten til periferien av synsfeltet, slik at objekter som ikke er i synsfeltet ikke kan få noe lys . Belysning unngår spredt lysinterferens.
(3) Objektivlinsen installert på omformeren foran på linsehylsen bruker lys for å lage gjenstanden under inspeksjon for første gang. Bildekvaliteten til objektivet har en avgjørende innflytelse på oppløsningen. Ytelsen til et objektiv avhenger av objektivets numeriske blenderåpning (numerisk blenderåpning forkortet til NA). Den numeriske blenderåpningen til hvert objektiv er markert på objektivets hus. Jo større numerisk blenderåpning, desto bedre ytelse har objektivet. Det finnes mange typer objektivlinser, som kan klassifiseres fra forskjellige vinkler: I henhold til forskjellen i mediet mellom frontlinsen på objektivlinsen og objektet som skal inspiseres, kan den deles inn i: 1. Den tørre objektivlinsen bruker luft som medium, for eksempel den vanlig brukte objektivlinsen under 4{{10}}×, er den numeriske blenderåpningen lik mindre enn 1. ②Oljeneddykkingsobjektiver bruker ofte sedertreolje som medium. Slike objektiver kalles også oljelinser. Forstørrelsen er 90×-100×, og den numeriske blenderåpningsverdien er større enn 1. I henhold til forstørrelsen til objektivlinsen kan den deles inn i: ①Laveffektobjektiv refererer til 1× -6×, NA-verdien er 0.04-0.15; ②Mål med middels styrke refererer til 6×-25×, NA-verdien er 0.15-0.40; ③ Høyeffektmål refererer til 25 ×—63×, NA-verdien er 0,35—0,95; ④ Oljenedsenkingsmål refererer til 90×—100×, NA-verdien er 1,25–1,40. I henhold til graden av aberrasjonskorreksjon kan klassifiseringen deles inn i: ① Akromatisk objektivlinse er en vanlig brukt objektivlinse, merket med "Ach" på skallet, denne objektivlinsen kan fjerne den kromatiske aberrasjonen dannet av rødt lys og cyan. Lys. Det brukes ofte sammen med Huygens okularer i mikroskopi. ②Det apokromatiske objektivet er merket med ordet "Apo" på objektivhuset. I tillegg til å korrigere den kromatiske aberrasjonen av rødt, blått og grønt lys, kan det også korrigere faseforskjellen forårsaket av gult lys. Det brukes ofte sammen med kompenserende okularer. ③ Spesielle objektivlinser er produsert på grunnlag av objektivene ovenfor for å oppnå en viss spesifikk observasjonseffekt. Som for eksempel: objektivlinse med korreksjonsring, objektivlinse med feltmembran, fasekontrastobjektivlinse, fluorescensobjektivlinse, strekkfri objektivlinse, hodeløs objektivlinse, objektivlinse med lang arbeidsavstand osv. De vanlig brukte objektivlinsene i dagens forskning er: semi-apokromatisk mål (FL), planmål (Plan), plan apokromatisk mål (Plan Apo), superplanmål (Splan, superplan apokromat) mål (Splan) Apo), etc.
(4) Okular Okularets funksjon er å forstørre det virkelige bildet forstørret av objektivlinsen igjen, og reflektere objektbildet til observatørens øyne. Strukturen til okularet er enklere enn objektivlinsen. Okularet til et vanlig optisk mikroskop består vanligvis av to linser. Den øvre linsen kalles "okularet" og den nedre linsen kalles "feltlinsen". Mellom øvre og nedre linser eller under de to linsene er det en ringformet membran av metall eller "feltmembran". Etter forstørrelsen faller det mellomliggende bildet av objektivlinsen på planet til feltmembranen, slik at et okularmikrometer kan plasseres. Vanlige okularer i optiske mikroskoper er For Huygens okularer, hvis du trenger å forske, velg generelt okularer med bedre ytelse, for eksempel kompenserende okularer (K), flate okularer (P) og wide field okularer (WF). Bruk et fotografisk okular (NFK) når du tar bilder.
(2) Optisk mikroskop Forstørrelsen av mikroskopet gjøres gjennom linsen, og avbildningen av en enkelt linse har aberrasjoner som påvirker bildekvaliteten. En linsegruppe som består av en enkelt linse tilsvarer en konveks linse med bedre forstørrelse. Figur 1-4 er hovedmodusen for mikroskopavbildning. AB er prøven.
(3) Ytelsen til mikroskopet. Oppløsningen til et mikroskop avhenger av ulike forhold i det optiske systemet. Objektet som observeres må ha høy forstørrelse og være tydelig. Hvorvidt et objekt kan vise en klar og fin struktur etter forstørrelse avhenger først av ytelsen til objektivlinsen, etterfulgt av ytelsen til okularet og kondensatoren.
1. Numerisk blenderåpning kalles også blenderforhold (eller blenderforhold), forkortet til NA, og verdiene deres er markert på objektivlinsen og kondensatorlinsen. Blenderåpning og numerisk blenderåpning er hovedparametrene til objektivlinser og kondensatorer, og er også viktige indikatorer for å bedømme ytelsen deres. Numerisk blenderåpning er nært knyttet til ulike egenskaper til mikroskoper. Den er proporsjonal med oppløsningen til mikroskopet og omvendt proporsjonal med dybden av fokus. Den er proporsjonal med kvadratroten av lysstyrken til speilbildet. Den numeriske blenderåpningen kan uttrykkes med følgende formel: NA=n.sin 2 hvor: n——middeloppløsningen mellom objektivlinsen og prøven ——objektivets åpningsvinkel for objektivlinsen Den s.k. linsens åpningsvinkel refererer til avstanden fra den optiske aksen til objektivlinsen. Vinkelen mellom lyset som sendes ut av det øvre objektpunktet og kanten av den effektive diameteren til frontlinsen til objektivlinsen er vist i figur 1-5 . Linsens åpningsvinkel er alltid mindre enn 180 grader. Siden brytningsindeksen til luft er 1, er den numeriske blenderåpningen til det tørre objektivet alltid mindre enn 1, vanligvis 0.05-0.95; hvis oljeneddykkingsobjektivet er nedsenket i sedertreolje (med en brytningsindeks på 1,515), kan den numeriske blenderåpningen nå 1,5. Mens grensen for numerisk blenderåpning teoretisk sett er lik brytningsindeksen til nedsenkingsmediet som brukes, er det i praksis umulig å nå denne grensen fra et objektivproduksjonsteknologiperspektiv. Vanligvis innenfor det praktiske området, er den største numeriske åpningen til oljenedsenkingsmål 1,4. De middels brytningsindeksene for flere stoffer er som følger: 1,0 for luft, 1,33 for vann, 1,5 for glass, 1,47 for glyserin og 1,52 for sedertre. Effekten av brytningsindeksen til mediet på den optiske banen til objektivlinsen er vist i figur 1-6.
2. Oppløsningen D kan uttrykkes med følgende formel: D=λ/2N.A. Bølgelengden til synlig lys er 0.4-0.7 mikron, med en gjennomsnittlig bølgelengde på 0.55 mikron. Hvis et objektiv med en numerisk blenderåpning på 0.65 brukes, så D {{10}}.55 mikron / 2 x 0.65=0.42 mikron . Dette betyr at objekter større enn 0,42 mikron kan observeres og objekter mindre enn 0,42 mikron kan ikke sees. Hvis et objektiv med en numerisk blenderåpning på 1,25 brukes, så D=2.20 mikron. Enhver gjenstand som skal inspiseres hvis lengde er større enn denne verdien vil være synlig. Det kan sees at jo mindre D-verdien er, jo høyere oppløsning og jo klarere blir objektbildet. I henhold til formelen ovenfor kan oppløsningen forbedres ved: (1) å redusere bølgelengden; (2) å øke brytningsindeksen; (3) øke linsevinkelen. Ultrafiolett lys-baserte mikroskoper og elektronmikroskoper bruker korte bølgelengder av lys for å forbedre oppløsningen for å undersøke mindre objekter. Oppløsningen til objektivlinsen er nært knyttet til skarpheten i bildet. Okularer har ikke denne muligheten. Okularet forstørrer bare bildet produsert av objektivet.
3. Forstørrelse: Mikroskopet forstørrer objektet, først gjennom objektivlinsen * sekundær forstørrelse, og okularet forårsaker sekundær forstørrelse på avstanden til lyst syn. Forstørrelsen er volumforholdet mellom bakre bilde og originalobjektet. Derfor er forstørrelsen (V) til mikroskopet lik produktet av forstørrelsen til objektivlinsen (V1) og forstørrelsen av okularet (V2), nemlig: V=V1×V2 Beregningsmetoden for sammenligningen kan fås fra følgende formel M= △ × D F1 F2 F1 =Objektiv brennvidde F2=Okulær brennvidde △=Lysrørlengde D{{ 12}}Fri siktavstand (=250mm) △=Forstørrelsesobjektiv D=Okulærforstørrelse M=Mikroskopforstørrelse F1 F2-innstilling △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Deretter M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 ganger F1 F2 4 15
4. Fokusdybde: Observer prøven under et mikroskop. Når fokus er på et bestemt bildeplan, er bildet av objektet klart, og bildeplanet er målplanet. I tillegg til målflaten i synsfeltet, kan også uskarpe objektbilder ses over og under måloverflaten. Avstanden mellom disse to overflatene kalles fokusdybden. Fokusdybden til et objektiv er omvendt proporsjonal med den numeriske blenderåpningen og forstørrelsen: jo større den numeriske blenderåpningen og forstørrelsen er, desto mindre er fokusdybden. Derfor må justeringen av oljespeilet være mer forsiktig enn justeringen av laveffektspeilet, ellers er det lett å få gjenstanden til å slippe gjennom og ikke bli funnet.
