Hvilke bransjer bruker optiske mikroskoper mest?
Det optiske mikroskopet er et eldgammelt og ungt vitenskapelig verktøy. Den har en historie på 300 år siden den ble født. Det optiske mikroskopet er mye brukt, slik som i biologi, kjemi, fysikk, astronomi osv. i enkelte vitenskapelige forskningsarbeider Alt uten mikroskop.
For tiden har det nesten blitt bildegodkjenningen av vitenskap og teknologi. Du trenger bare å se figuren som ofte vises i medieoppslag om vitenskap og teknologi for å se at denne uttalelsen er sann.
I biologi er laboratoriet uatskillelig fra denne typen eksperimentelt utstyr, som kan hjelpe elever til å studere den ukjente verdenen; å forstå verden.
Sykehus er de største bruksstedene for mikroskoper, som hovedsakelig brukes til å sjekke informasjon som endringer i pasientens kroppsvæsker, bakterier som invaderer menneskekroppen, endringer i cellevevsstruktur osv., og gi leger referanse- og verifiseringsmetoder for å formulere behandling planer. I mikrokirurgi er mikroskopet det eneste verktøyet for leger; i landbruk, avl, skadedyrbekjempelse og annet arbeid kan ikke klare seg uten hjelp av mikroskopet; i industriell produksjon er prosessinspeksjon og monteringsjustering av fine deler og forskning på materialegenskaper mulig med mikroskopet. Et sted å vise sine talenter; kriminelle etterforskere er ofte avhengige av mikroskoper for å analysere ulike mikroskopiske forbrytelser, som et viktig middel for å fastslå den virkelige morderen; miljøvernavdelinger trenger også mikroskoper for å oppdage ulike faste forurensninger; geologiske og gruveingeniører og kulturminner arkeologer bruker Ledetrådene funnet av mikroskopet kan bedømme de dypt begravde mineralforekomstene eller utlede den støvete historiske sannheten; selv folks daglige liv kan ikke klare seg uten mikroskopet, som skjønnhets- og frisørindustrien, som kan bruke mikroskopet til å oppdage hud- og hårkvalitet. Kan få de beste resultatene. Man kan se hvor tett mikroskopet er integrert med menneskers produksjon og liv.
I henhold til forskjellige bruksformål kan mikroskoper grovt klassifiseres i fire kategorier: biologiske mikroskoper, metallografiske mikroskoper, stereomikroskoper og polariserende mikroskoper. Som navnet tilsier, brukes biologiske mikroskoper hovedsakelig i biomedisin, og observasjonsobjektene er for det meste gjennomsiktige eller gjennomskinnelige mikrokropper; metallografiske mikroskoper brukes hovedsakelig til å observere overflaten til ugjennomsiktige gjenstander, slik som metallografisk struktur og overflatedefekter av materialer; Mens objektet forstørres og avbildes, er også orienteringen til objektet og bildet i forhold til det menneskelige øyet konsistent, og det er en følelse av dybde, som er i tråd med folks konvensjonelle visuelle vaner; Polariserende mikroskoper bruker transmisjons- eller refleksjonsegenskapene til forskjellige materialer for polarisert lys for å skille forskjellige mikroobjekter Komponent. I tillegg kan noen spesielle typer også deles inn, for eksempel et invertert biologisk mikroskop eller et kulturmikroskop, som hovedsakelig brukes til å observere kulturen gjennom bunnen av kulturkaret; et fluorescensmikroskop bruker visse stoffer for å absorbere spesifikt lys med kortere bølgelengde. Egenskapene ved å sende ut spesifikt lys med lengre bølgelengder for å oppdage eksistensen av disse stoffene og bedømme innholdet deres; sammenligningsmikroskopet kan danne sidestilte eller overlagrede bilder av to objekter i samme synsfelt, for å sammenligne likhetene og forskjellene til de to objektene.
Tradisjonelle optiske mikroskoper er hovedsakelig sammensatt av optiske systemer og deres støttende mekaniske strukturer. De optiske systemene inkluderer objektivlinser, okularer og kondensatorlinser, som alle er kompliserte forstørrelsesglass laget av ulike optiske briller. Objektivlinsen forstørrer bildet av prøven, og dens forstørrelse M objekt bestemmes av følgende formel: M objekt=Δ∕f' objekt , der f' objekt er brennvidden til objektivlinsen, og Δ kan forstås som avstanden mellom objektivlinsen og okularet. Okularet forstørrer bildet som dannes av objektivlinsen igjen, og danner et virtuelt bilde på 250 mm foran det menneskelige øyet for observasjon. Dette er den mest komfortable observasjonsposisjonen for de fleste. Forstørrelsen til okularet M eye=250/f' eye, f' eye er okularets brennvidde. Den totale forstørrelsen av mikroskopet er produktet av objektivlinsen og okularet, det vil si M=M objekt*M øye=Δ*250/f' øye *f; gjenstand. Man kan se at å redusere brennvidden til objektivlinsen og okularet vil øke den totale forstørrelsen, som er nøkkelen til å se bakterier og andre mikroorganismer med et mikroskop, og det er også forskjellen på det og vanlige forstørrelsesglass.
Så, er det tenkelig å redusere f' objekt f' mesh uten grenser, for å øke forstørrelsen, slik at vi kan se mer subtile objekter? Svaret er nei! Dette er fordi lyset som brukes til avbildning i hovedsak er en slags elektromagnetisk bølge, så diffraksjons- og interferensfenomener vil uunngåelig oppstå under forplantningsprosessen, akkurat som krusningene på vannoverflaten som kan sees i dagliglivet kan gå rundt når man møter hindringer , og to søyler med vannbølger kan styrke hverandre når de møtes eller svekke det samme. Når lysbølgen som sendes ut fra et punktformet lysende objekt kommer inn i objektivlinsen, hindrer rammen til objektivlinsen spredningen av lys, noe som resulterer i diffraksjon og interferens. Det er en serie lysringer med svak og gradvis svekket intensitet. Vi kaller det sentrale lyspunktet som den luftige disken. Når to lysemitterende punkter er nær en viss avstand, vil de to lyspunktene overlappe hverandre til de ikke kan bekreftes som to lyspunkter. Rayleigh foreslo en vurderingsstandard, og tenkte at når avstanden mellom sentrene til de to lysflekkene er lik radiusen til Airy-skiven, kan de to lysflekkene skilles. Etter beregning er avstanden mellom de to lysemitterende punktene på dette tidspunktet e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, der I er bølgelengden til lyset, bølgelengden av lys som kan mottas av det menneskelige øyet er omtrent 0.4-0.7um, og n er brytningsindeksen til mediet der det lysemitterende punktet er plassert, for eksempel i luft, n ≈1, i vann , n≈1.33, og A er halvparten av åpningsvinkelen til det lysemitterende punktet til rammen til objektivlinsen, og NA kalles den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen. Det kan sees fra formelen ovenfor at avstanden mellom to punkter som kan skilles fra objektivlinsen er begrenset av lysets bølgelengde og den numeriske blenderåpningen. Siden bølgelengden til det mest akutte synet til det menneskelige øyet er omtrent 0.5um, og vinkelen A ikke kan overstige 90 grader, er sinA alltid mindre enn 1. Den maksimale brytningsindeksen til tilgjengelige lystransmitterende medium er omtrent 1,5, så e-verdien er alltid større enn 0.2um, som er den minste grenseavstanden som det optiske mikroskopet kan skille. Forstørr bildet gjennom et mikroskop, hvis du vil forstørre objektets punktavstand e som kan oppløses av objektivlinsen med en viss NA-verdi nok til å oppløses av det menneskelige øyet, trenger du Me Greater than eller lik {{26 }}.15 mm, der {{30}}.15 mm er den eksperimentelle verdien av det menneskelige øyet Minimumsavstanden mellom to mikroobjekter som kan skilles fra hverandre på 250 mm foran øynene, så M større enn eller lik (0,15∕0,61 in) NA≈500N.A, for å gjøre observasjonen ikke for arbeidskrevende, er det nok å doble M, det vil si 500N. A Mindre enn eller lik M Mindre enn eller lik 1000N.A er et rimelig utvalgsområde for den totale forstørrelsen av mikroskopet. Uansett hvor stor den totale forstørrelsen er, er den meningsløs, fordi den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen har begrenset minste oppløselige avstand, og det er umulig å skille mer ved å øke forstørrelsen. Små gjenstander er detaljerte.
Bildekontrast er et annet nøkkelspørsmål ved optiske mikroskoper. Den såkalte kontrasten refererer til svart-hvitt-kontrasten eller fargeforskjellen mellom tilstøtende deler på bildeoverflaten. Det er vanskelig for det menneskelige øyet å bedømme lysstyrkeforskjellen under 0.02. er litt mer følsom. For noen mikroskopobservasjonsobjekter, for eksempel biologiske prøver, er lysstyrkeforskjellen mellom detaljene veldig liten, og design- og produksjonsfeilene til det optiske mikroskopsystemet reduserer bildekontrasten ytterligere og gjør det vanskelig å skille. På dette tidspunktet kan ikke detaljene til objektet ses tydelig, ikke fordi den totale forstørrelsen er for lav, og heller ikke den numeriske blenderåpningen til objektivlinsen er for liten, men fordi kontrasten i bildeplanet er for lav.
Gjennom årene har folk jobbet hardt for å forbedre oppløsningen og bildekontrasten til mikroskopet. Med den kontinuerlige utviklingen av datateknologi og verktøy, blir teorien og metodene for optisk design også kontinuerlig forbedret. Sammen med forbedringen av råstoffytelse, prosess og Den kontinuerlige forbedringen av deteksjonsmetoder og innovasjon av observasjonsmetoder har gjort bildekvaliteten til det optiske mikroskopet nær perfeksjonen av diffraksjonsgrensen. Folk vil bruke prøvefarging, mørkt felt, fasekontrast, fluorescens, interferens, polarisering og andre observasjonsteknikker for å lage det optiske mikroskopet. Det kan tilpasses forskningen til alle slags prøver. Selv om elektronmikroskoper, ultralydmikroskoper og andre forstørrende bildeinstrumenter har kommet ut suksessivt de siste årene, og har overlegen ytelse i noen aspekter, er de fortsatt ikke tilgjengelige når det gjelder billighet, bekvemmelighet, intuisjon og spesielt egnet for forskning på levende organismer. Rival til lysmikroskopet, som fortsatt holder bakken godt. På den annen side, kombinert med laser, datamaskin, ny materialteknologi og informasjonsteknologi, er det eldgamle optiske mikroskopet foryngende og viser kraftig vitalitet. Digitalt mikroskop, laser konfokalt skanningsmikroskop, nærfelt skanningsmikroskop, to-foton mikroskop og Det er ulike nye funksjoner eller instrumenter som kan tilpasse seg ulike nye miljøforhold, dukker opp i en endeløs strøm, som ytterligere utvider bruksområdet til optiske mikroskoper. Hvor spennende er de mikroskopiske bildene av fjellformasjoner lastet opp fra Mars-roverne! Vi kan fullt ut tro at det optiske mikroskopet vil gagne menneskeheten med en oppdatert holdning.
