Jak mogę poprawić rozdzielczość mojego mikroskopu?
Mikroskop jako jedno z głównych urządzeń do testowania sprzętu i ważnym wskaźnikiem oceny działania mikroskopu jest rozdzielczość. Rozdzielczość odnosi się do możliwości wyraźnego rozróżnienia dwóch małych punktów lub mniejszej odległości między dwiema liniami. Samo oko ludzkie jest mikroskopem, w standardowych warunkach oświetleniowych okiem ludzkim w odległości wizualnej (uznanej na arenie międzynarodowej jako 25cm) przy rozdzielczości około 1/10mm. w przypadku obserwacji dwóch linii prostych, ponieważ szereg linii prostych może stymulować szereg komórek nerwowych, rozdzielczość oka można nieco zwiększyć.
Rozdzielczość ludzkiego oka wynosi tylko 1/10 mm, zatem oko ludzkie nie jest w stanie rozróżnić obiektów mniejszych niż 1/10 mm lub odległości pomiędzy dwoma małymi obiektami bliższej niż 1/10 mm. Zatem od prostej makroskopowej lupy po obserwację mikroskopową za pomocą mikroskopu optycznego, a następnie mikroskopu elektronowego. Rozdzielczość mikroskopu definiuje się jako mniejszą odległość między dwoma małymi punktami, które można wyraźnie rozróżnić na próbce. Jego wzór obliczeniowy to: D=0.61λ / NA
Gdzie: D dla rozdzielczości (um); λ dla długości fali źródła światła (um); NA dla kalibru numerycznego obiektywu (znanego również jako współczynnik wlotu lustra).
Ze wzoru można uzyskać rozdzielczość mikroskopu określoną przez długość fali padającego źródła światła i odpowiednią aperturę numeryczną obiektywu. Można zauważyć, że sposób udoskonalenia mikroskopu optycznego:
1, zmniejsz długość fali źródła światła.
Światło widzialne ma krótszą długość fali wynoszącą 390nm, jeśli długość fali światła ultrafioletowego jest źródłem oświetlenia, rozdzielczość mikroskopu optycznego można zmniejszyć do 0,2 um. Jednak ze względu na większość powszechnych materiałów, szkło będzie miało dużą absorpcję długości fali 340 nm lub mniejszej, światło ultrafioletowe po dużej liczbie tłumień nie może powstać po wyraźnym, jasnym obrazie. Dlatego musimy używać kwarcu (przepuszcza światło ultrafioletowe już od 200 nm), kamienia fluorescencyjnego (przepuszcza światło ultrafioletowe od 185 nm) i innych drogich materiałów, a mikroskopii ultrafioletowej nie da się zaobserwować gołym okiem, a nawet pod ograniczenia obserwowanych próbek w połączeniu z wysokimi kosztami, dlatego ten sposób poprawy rozdzielczości mikroskopu ze względu na swoje własne ograniczenia nie jest powszechnie stosowany.
2 Obiektyw służy do zwiększania apertury numerycznej NA.
Apertura numeryczna NA=n*sin(u)
Gdzie n jest współczynnikiem załamania światła ośrodka pomiędzy soczewką obiektywu a próbką; u jest połową kąta rozwarcia obiektywu. Dlatego też w konstrukcji optycznej coraz powszechniejsze staje się zastosowanie większego kąta rozwarcia lub zwiększenie współczynnika załamania światła w celu poprawy rozdzielczości mikroskopu optycznego. Ogólny obiektyw o małym powiększeniu, np. 10X poniżej ośrodka przy użyciu powietrza, współczynnik załamania światła 1, czyli obiektyw w systemie suchym; ośrodkiem immersyjnym jest woda destylowana o współczynniku załamania światła 1,33; medium obiektywowym zanurzonym w oleju jest olej cedrowy lub inny przezroczysty olej, jego współczynnik załamania światła jest na ogół w okolicach 1,52, blisko współczynnika załamania soczewki i szkiełka, takiego jak soczewka olejowa 100X firmy Olympus. Obiektyw zanurzeniowy w wodzie i obiektyw zanurzeniowy w oleju to nie tylko duże powiększenie, ale także dzięki zastosowaniu wysokiego współczynnika załamania światła ośrodka, poprawiając w ten sposób rozdzielczość obiektywu.
