Skąd wiesz, jakie jest powiększenie okularów i soczewek obiektywu mikroskopu optycznego?
Powiększenie mikroskopu optycznego jest iloczynem powiększenia obiektywu i powiększenia okularu. Na przykład, jeśli obiektyw ma powiększenie 10×, a okular 10×, powiększenie wyniesie 10×10=100.
1. Klasyfikacja soczewek obiektywowych:
Soczewki obiektywowe można podzielić na obiektywy suche i obiektywy immersyjne w zależności od różnych warunków użytkowania; Obiektywy zanurzeniowe można podzielić na obiektywy zanurzeniowe w wodzie i obiektywy zanurzeniowe w oleju (powszechnie stosowane powiększenie wynosi 90-100 razy).
Według różnych powiększeń można je podzielić na obiektywy o małej mocy (mniej niż 10 razy), cele o średniej mocy (około 20 razy) i cele o dużej mocy (40-65 razy).
Zgodnie z korekcją aberracji dzieli się ją na achromatyczną soczewkę obiektywową (powszechnie używaną soczewkę obiektywową, która może korygować aberrację chromatyczną dwóch kolorów światła w widmie) i apochromatyczną soczewkę obiektywową (obiektyw, który może korygować aberrację chromatyczną trzech kolorów światła w widmie, drogie i rzadko stosowane).
2. Główne parametry obiektywu:
Do głównych parametrów obiektywu zalicza się: powiększenie, aperturę numeryczną oraz odległość roboczą.
① Powiększenie odnosi się do stosunku wielkości obrazu widzianego przez oko do wielkości odpowiadającej mu próbki. Odnosi się to raczej do stosunku długości niż do stosunku powierzchni. Przykład: Powiększenie wynosi 100× i odnosi się do próbki o długości 1 µm. Długość powiększonego obrazu wynosi 100 µm. Jeśli obliczono na podstawie powierzchni, powiększenie wynosi 10,000 razy.
Całkowite powiększenie mikroskopu jest równe iloczynowi powiększenia obiektywu i okularów.
②. Apertura numeryczna nazywana jest także współczynnikiem apertury obiektywu, w skrócie NA lub A. Jest to główny parametr obiektywu i kondensora, proporcjonalny do rozdzielczości mikroskopu. Apertura numeryczna obiektywów suchych wynosi 0.05-0.95, a apertura numeryczna obiektywów immersyjnych (olejek cedrowy) wynosi 1,25.
③. Odległość robocza odnosi się do odległości od spodu przedniej soczewki obiektywu do górnej części szkła nakrywkowego preparatu, gdy obserwowany preparat jest najczystszy. Odległość robocza obiektywu jest powiązana z ogniskową obiektywu. Im dłuższa ogniskowa obiektywu, tym mniejsze powiększenie i większa odległość robocza. Na przykład: obiektyw 10x jest oznaczony jako 10/0.25 i 160/0.17, gdzie 10 to powiększenie obiektywu; 0,25 to apertura numeryczna; 160 to długość tubusu obiektywu (w mm); 0,17 to standardowa grubość szkła nakrywkowego (w mm). Efektywna odległość robocza obiektywu 10x wynosi 6,5 mm, a efektywna odległość robocza obiektywu 40x wynosi 0,48 mm.
3. Zadaniem soczewki obiektywowej jest powiększenie preparatu po raz pierwszy. To najważniejszy element określający działanie mikroskopu – poziom rozdzielczości.
Rozdzielczość nazywana jest także rozdzielczością lub zdolnością rozdzielczości. Wielkość rozdzielczości wyrażana jest poprzez wartość liczbową odległości rozdzielczości (minimalna odległość pomiędzy dwoma punktami obiektu, którą można rozdzielić). Z odległości fotopowej (25 cm) normalne ludzkie oko wyraźnie widzi dwa punkty obiektu 0.0od siebie oddalone są o 73 mm. Ta wartość 0,073 mm to odległość rozdzielczości normalnego ludzkiego oka. Im mniejsza jest odległość rozdzielczości mikroskopu, tym wyższa jest jego rozdzielczość, co oznacza lepszą wydajność.
Rozdzielczość mikroskopu zależy od rozdzielczości soczewki obiektywu, która z kolei zależy od jej apertury numerycznej i długości fali światła oświetlającego.
W przypadku stosowania zwykłego oświetlenia centralnego (oświetlenia fotopowego, które umożliwia równomierne przejście światła przez preparat) odległość rozdzielczości mikroskopu wynosi d=0,61λ/NA
We wzorze d——odległość rozdzielcza obiektywu, jednostka nm.
λ — — Długość fali światła oświetlającego, jednostka nm.
NA ——Apertura numeryczna obiektywu
Na przykład apertura numeryczna obiektywu olejkowego wynosi 1,25, zakres długości fal światła widzialnego wynosi 400-700 nm, a średnia długość fali to 550 nm, a następnie d=270 nm, co stanowi w przybliżeniu połowę długości fali światła oświetlającego. Generalnie granica rozdzielczości mikroskopu oświetlonego światłem widzialnym wynosi 0,2 μm.
(2) Okular
Ponieważ znajduje się blisko oczu obserwatora, nazywany jest także okularem. Montowany na górnym końcu tubusu obiektywu.
1. Budowa okularu
Zwykle okular składa się z dwóch zestawów soczewek górnych i dolnych. Górna soczewka nazywana jest soczewką oka, a dolna soczewką skupiającą lub soczewką polową. Pomiędzy soczewką górną i dolną lub pod soczewką polową znajduje się przysłona (jej wielkość decyduje o wielkości pola widzenia). Ponieważ próbka jest obrazowana dokładnie na powierzchni apertury, do apertury można przykleić mały kawałek włoska jako wskazówkę wskazującą cel o określonej charakterystyce. Można na nim również umieścić mikrometr okularowy, aby zmierzyć wielkość obserwowanej próbki.
Im krótsza długość okularu, tym większe powiększenie (ponieważ powiększenie okularu jest odwrotnie proporcjonalne do ogniskowej okularu).
2. Funkcja okularu
Ma ona na celu dalsze powiększenie wyraźnego obrazu rzeczywistego powiększonego przez obiektyw w takim stopniu, aby ludzkie oko mogło go z łatwością rozróżnić. Powiększenie powszechnie używanych okularów jest 5-16 razy.
3. Zależność okularów od soczewek obiektywowych
Drobne struktury, które zostały wyraźnie rozdzielone przez obiektyw, nie będą wyraźnie widoczne, jeśli nie zostaną ponownie powiększone przez okular i nie osiągną rozmiaru rozpoznawalnego przez ludzkie oko. Jednakże drobne struktury, których nie można rozróżnić za pomocą obiektywu, nie będą widoczne pomimo ponownego powiększenia przez okular o dużej mocy. Nadal nie jest to jasne, więc okular może pełnić jedynie funkcję lupy i nie poprawi rozdzielczości mikroskopu. Czasami, chociaż soczewka obiektywowa może rozróżnić dwa bardzo bliskie punkty obiektu, nadal nie można wyraźnie widzieć, ponieważ odległość między obrazami dwóch punktów obiektu jest mniejsza niż odległość rozdzielczości oka. Dlatego okular i soczewka obiektywu są ze sobą powiązane i wzajemnie się ograniczają.
