Detaljert forklaring av de syv parameterne til det optiske mikroskopet
Under mikroskopisk inspeksjon håper folk alltid å ha et klart og lyst idealbilde, som krever at de optiske tekniske parametrene til mikroskopet oppfyller visse standarder, og krever at det ved bruk må koordineres i henhold til formålet med mikroskopisk inspeksjon og den faktiske situasjonsforhold mellom parametere. Bare på denne måten kan vi gi fullt spill til riktig ytelse av mikroskopet og oppnå tilfredsstillende mikroskopiske inspeksjonsresultater.
De optiske tekniske parametrene til mikroskopet inkluderer: numerisk blenderåpning, oppløsning, forstørrelse, fokusdybde, synsfeltbredde, dårlig dekning, arbeidsavstand osv. Disse parameterne er ikke alltid jo høyere jo bedre. De er gjensidig begrensende. Ved bruk bør forholdet mellom parameterne koordineres i henhold til formålet med mikroskopi og den faktiske situasjonen, men oppløsningen bør garanteres.
1. Numerisk blenderåpning
Numerisk blenderåpning er forkortet til NA. Numerisk blenderåpning er den viktigste tekniske parameteren til objektivlinsen og kondensatorlinsen, og det er en viktig indikator for å bedømme ytelsen til begge (spesielt for objektivlinse). Størrelsen på dens numeriske verdi er markert på henholdsvis objektivlinsen og kondensatorlinsens skall.
Den numeriske blenderåpningen (NA) er produktet av brytningsindeksen (n) til mediet mellom frontlinsen på objektivlinsen og objektet som skal inspiseres og sinusen til halvparten av blendervinkelen (u). Formelen uttrykkes som følger: NA=nsinu/2
Blendervinkel, også kjent som "speilvinkel", er vinkelen som dannes av objektpunktet på den optiske aksen til objektivlinsen og den effektive diameteren til frontlinsen til objektivlinsen. Jo større blendervinkelen er, desto klarere er lyset som kommer inn i objektivet, som er proporsjonalt med objektivets effektive diameter og omvendt proporsjonalt med avstanden fra brennpunktet.
Under mikroskopobservasjon, hvis du ønsker å øke NA-verdien, kan ikke blendervinkelen økes. Den eneste måten er å øke brytningsindeksen n-verdien til mediet. Basert på dette prinsippet produseres vannnedsenkningsobjektivet og oljenedsenkingsobjektivet. Siden brytningsindeksen n til mediet er større enn 1, kan NA-verdien være større enn 1.
Maksimal numerisk blenderåpning er 1,4, som har nådd grensen både teoretisk og teknisk. For tiden brukes bronaftalen med høy brytningsindeks som medium. Brytningsindeksen til bronaftalen er 1,66, så NA-verdien kan være større enn 1,4.
Det må her påpekes at for å gi fullt spill til effekten av den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen, bør NA-verdien til kondensatoren være lik eller litt større enn NA-verdien til objektivlinsen under observasjon.
Numerisk blenderåpning har et nært forhold til andre tekniske parametere, og den bestemmer og påvirker nesten andre tekniske parametere. Den er proporsjonal med oppløsningen, proporsjonal med forstørrelsen og omvendt proporsjonal med dybden av fokus. Når NA-verdien øker, vil bredden på synsfeltet og arbeidsavstanden reduseres tilsvarende.
2. Oppløsning
Oppløsningen til mikroskopet refererer til den minste avstanden mellom to objektpunkter som tydelig kan skilles fra mikroskopet, også kjent som "diskrimineringshastigheten". Beregningsformelen er σ=λ/NA
hvor σ er minste oppløsningsavstand; λ er bølgelengden til lys; NA er den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen. Oppløsningen til den synlige objektivlinsen bestemmes av NA-verdien til objektivlinsen og bølgelengden til belysningslyskilden. Jo større NA-verdien er, jo kortere er bølgelengden til belysningslyset, jo mindre er σ-verdien, og jo høyere oppløsning.
For å forbedre oppløsningen, det vil si å redusere σ-verdien, kan følgende tiltak tas
(1) Reduser bølgelengden λ og bruk en lyskilde med kort bølgelengde.
(2) Øk n-verdien til mediet for å øke NA-verdien (NA=nsinu/2).
(3) Øk blendervinkelen u-verdien for å øke NA-verdien.
(4) Øk kontrasten mellom lys og mørkt.
3. Forstørrelse og effektiv forstørrelse
På grunn av de to forstørrelsene av objektivlinsen og okularet, bør den totale forstørrelsen Γ av mikroskopet være produktet av objektivlinseforstørrelsen og okularforstørrelsen Γ1:
Γ= Γ1
Det er klart at mikroskopet kan ha mye høyere forstørrelse enn forstørrelsesglasset, og mikroskopets forstørrelse kan enkelt endres ved å bytte ut objektivlinser og okularer med forskjellige forstørrelser.
Forstørrelse er også en viktig parameter for mikroskopet, men vi kan ikke blindt tro at jo høyere forstørrelse, jo bedre. Grensen for mikroskopforstørrelse er den effektive forstørrelsen.
Oppløsning og forstørrelse er to forskjellige, men gjensidig utelukkende konsepter. Det er en relasjonsformel: 500NA<><>
Når den numeriske blenderåpningen til den valgte objektivlinsen ikke er stor nok, det vil si at oppløsningen ikke er høy nok, kan ikke mikroskopet skille den fine strukturen til objektet. På dette tidspunktet, selv om forstørrelsen økes for mye, kan bare et bilde med store omriss men uklare detaljer oppnås. , kalt ineffektiv forstørrelse. På den annen side, hvis oppløsningen har oppfylt kravene og forstørrelsen er utilstrekkelig, har mikroskopet evnen til å løse opp, men bildet er for lite til å ses tydelig av det menneskelige øyet. Derfor, for å gi fullt spill til mikroskopets oppløsningsevne, bør den numeriske blenderåpningen være rimelig tilpasset den totale forstørrelsen til mikroskopet.
4. Dybde av fokus
Fokusdybden er forkortelsen for fokusdybden, det vil si at når du bruker et mikroskop, når fokuset er på et objekt, kan ikke bare punktene på punktets plan sees tydelig, men også innenfor en viss tykkelse over og under flyet. Tykkelsen på denne klare delen er tydeligvis dybden av fokus. Når fokusdybden er stor, kan hele laget av objektet som skal inspiseres sees, mens når fokusdybden er liten kan kun et tynt lag av objektet som skal inspiseres sees. Fokusdybden har følgende forhold til andre tekniske parametere:
(1) Fokusdybden er omvendt proporsjonal med den totale forstørrelsen og den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen.
(2) Fokusdybden er stor og oppløsningen er redusert.
På grunn av den store dybdeskarpheten til objektivlinsen med lav forstørrelse, er det vanskelig å ta bilder med objektivet med lav forstørrelse. Detaljer vil bli beskrevet i mikrofotografiene.
5. Synsfelt (FieldOfView)
Når du observerer et mikroskop, kalles det lyse sirkulære området som sees for synsfeltet, og størrelsen bestemmes av feltmembranen i okularet.
Diameteren til synsfeltet kalles også bredden på synsfeltet, som refererer til den faktiske rekkevidden til objektet under inspeksjon som kan rommes i det sirkulære synsfeltet sett under mikroskopet. Jo større diameter synsfeltet er, desto lettere er det å observere.
Det er formelen F=FN/
I formelen, F: diameteren til synsfeltet, FN: nummeret til synsfeltet (FieldNumber, forkortet FN, markert på utsiden av linserøret til okularet), : forstørrelsen til objektivlinsen .
Det kan sees fra formelen:
(1) Diameteren til synsfeltet er proporsjonal med antall synsfelt.
(2) Å øke multiplumet til objektivlinsen reduserer diameteren på synsfeltet. Derfor, hvis du kan se hele bildet av det inspiserte objektet under en laveffektlinse, og erstatte det med en høyeffekts objektivlinse, kan du bare se en liten del av det inspiserte objektet.
6. Dårlig dekning
Det optiske systemet til mikroskopet inkluderer også dekkglasset. På grunn av den ikke-standardiserte tykkelsen på dekkglasset, endres lysbanen etter at lyset kommer inn i luften fra dekkglasset og brytes, noe som resulterer i en faseforskjell, som er dårlig dekning. Dårlig dekning påvirker lydkvaliteten til mikroskopet.
Internasjonalt er standardtykkelsen på dekkglasset {{0}}.17 mm, og det tillatte området er 0.16-0.18 mm. Ved fremstillingen av objektivlinsen er aberrasjonen i dette tykkelsesområdet beregnet. 0,17 merket på objektivlinsehuset indikerer den nødvendige tykkelsen på dekkglasset for objektivlinsen.
7. Arbeidsavstand WD
Arbeidsavstanden kalles også objektavstanden, som refererer til avstanden mellom overflaten av frontlinsen til objektivlinsen og objektet som skal inspiseres. Under mikroskopinspeksjon bør objektet som skal inspiseres være mellom en og to ganger brennvidden til objektivlinsen. Derfor er det og brennvidden to begreper. Det vi vanligvis kaller fokusering er faktisk å justere arbeidsavstanden.
Når den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen er konstant, er arbeidsavstanden kort og blendervinkelen stor.
Det kraftige objektivobjektivet med stor numerisk blenderåpning har en liten arbeidsavstand.
