De fire optiske prinsippene for mikroskoper
1, brytnings- og brytningsindeks
Lys forplanter seg i en rett linje mellom to punkter i et homogent isotropt medium. Når de passerer gjennom gjennomsiktige gjenstander med forskjellig tetthet, oppstår brytning på grunn av de forskjellige forplantningshastighetene til lys i forskjellige medier. Når lysstråler som ikke er vinkelrett på overflaten til en gjennomsiktig gjenstand (som glass) sendes ut av luft, endres retningen til lysstrålene ved grensesnittet og danner en brytningsvinkel med normalen.
2, Ytelse av linser
Linser er de mest grunnleggende optiske komponentene som utgjør det optiske systemet til et mikroskop. Objektivet, okularet og kondensatorkomponentene er alle sammensatt av en enkelt eller flere linse. I henhold til deres forskjellige former kan de deles inn i to kategorier: konvekse linser (positive linser) og konkave linser (negative linser). Når en lysstråle parallelt med den optiske aksen skjærer i et punkt gjennom en konveks linse, kalles dette punktet fokalplanet, og planet som går gjennom skjæringspunktet og vinkelrett på den optiske aksen kalles fokalplanet. Det er to brennpunkter, brennpunktet i objektrommet kalles "objektets brennpunkt", og brennplanet på det punktet kalles "objektets brennplan"; Tvert imot kalles brennpunktet i bilderommet "bildefokuspunktet", og brennplanet på det punktet kalles "bildets fokalplan". Etter å ha passert gjennom en konkav linse, danner lys et oppreist virtuelt bilde, mens en konveks linse danner et oppreist ekte bilde. Ekte bilder kan vises på skjermen, mens virtuelle bilder ikke kan.
3, nøkkelfaktoren som påvirker bildebehandling - aberrasjon
På grunn av objektive forhold kan intet optisk system generere teoretisk ideelle bilder, og tilstedeværelsen av ulike aberrasjoner påvirker bildekvaliteten. Nedenfor er en kort introduksjon til ulike aberrasjoner.
1. Fargeforskjell er en alvorlig feil i linseavbildning, som oppstår når flere lysfarger brukes som lyskilder, og monokromatisk lys ikke produserer fargeforskjell. Hvitt lys er sammensatt av syv typer: rødt, oransje, gult, grønt, blått, blått og lilla. Bølgelengdene til hver type lys er forskjellige, så brytningsindeksen når den passerer gjennom en linse er også forskjellig. På denne måten kan et punkt på objektsiden danne en fargeflekk på bildesiden. Hovedfunksjonen til optiske systemer er å eliminere kromatisk aberrasjon.
Fargeforskjell inkluderer vanligvis posisjonell fargeforskjell og forstørrelsesfargeforskjell. Den posisjonelle fargeforskjellen fører til at bildet har flekker eller glorier når det observeres i en hvilken som helst posisjon, noe som gjør bildet uskarpt. Og den kromatiske aberrasjonen for forstørrelsen gjør at bildet får fargede kanter.
2. Sfærisk aberrasjon refererer til den monokromatiske aberrasjonen av punkter på aksen, forårsaket av den sfæriske overflaten av linsen. Resultatet av sfærisk aberrasjon er at etter avbildning av et punkt, er det ikke lenger et lyspunkt, men et lyspunkt med gradvis uskarpe midtkanter, noe som påvirker bildekvaliteten.
Korrigeringen av sfærisk aberrasjon oppnås ofte ved å bruke linsekombinasjoner. Siden den sfæriske aberrasjonen til konvekse og konkave linser er motsatt, kan forskjellige materialer av konvekse og konkave linser velges og limes sammen for å eliminere det. Den sfæriske aberrasjonen til objektivlinsen i det gamle mikroskopet ble ikke fullstendig korrigert, og det bør matches med det tilsvarende kompenserende okularet for å oppnå korrigeringseffekten. Den sfæriske aberrasjonen til generelle nye mikroskoper er fullstendig eliminert av objektivlinsen.
3. Huixia Huixia tilhører den monokromatiske aberrasjonen av punkter utenfor aksen. Når et objekt utenfor aksen avbildes med en stor blenderåpning, passerer den utsendte strålen gjennom linsen og krysser ikke lenger i et punkt. Bildet av et lyspunkt vil danne en prikklignende form, som ligner en komet, derav navnet "koma".
4. Astigmatisme er også en monokromatisk aberrasjon utenfor aksen som påvirker klarheten. Når synsfeltet er stort, er objektpunktene på kanten langt fra den optiske aksen, og strålen vipper for mye, noe som forårsaker astigmatisme etter å ha passert gjennom linsen. Astigmatisme fører til at det opprinnelige objektpunktet blir to separate og vinkelrette korte linjer etter avbildning, som kombineres på det ideelle bildeplanet for å danne en elliptisk flekk. Astigmatisme elimineres gjennom komplekse linsekombinasjoner.
5. Feltkurvatur, også kjent som "bildefeltkurvatur". Når det er feltkrumning i linsen, faller ikke skjæringspunktet for hele strålen sammen med det ideelle bildepunktet. Selv om klare bilder kan oppnås på hvert spesifikt punkt, er hele bildeplanet en buet overflate. Dette gjør det vanskelig å se hele bildeoverflaten klart under mikroskopisk undersøkelse, noe som gjør observasjon og fotografering vanskelig. Derfor er objektivlinsene som brukes til å studere mikroskoper generelt flate feltobjektiver, som allerede har korrigert feltkurvaturen.
6. De forskjellige aberrasjonene nevnt tidligere, bortsett fra feltforvrengning, påvirker alle bildets klarhet. Forvrengning er en annen type aberrasjon hvor konsentrisiteten til strålen ikke blir kompromittert. Derfor påvirker det ikke klarheten til bildet, men forårsaker forvrengning i formen sammenlignet med det originale objektet.
