Jak można zwiększyć rozdzielczość mikroskopu?
Skład i budowa mikroskopu optycznego Mikroskop optyczny składa się zazwyczaj ze stolika, systemu oświetlenia punktowego, soczewki obiektywu, okularu i mechanizmu ogniskowania. Scena służy do trzymania obserwowanego obiektu. Mechanizm ustawiania ostrości może być napędzany pokrętłem ustawiania ostrości, aby przesuwać scenę w górę iw dół w celu zgrubnej i precyzyjnej regulacji, dzięki czemu obserwowany obiekt może być wyostrzony i wyraźnie zobrazowany.
Jej górna warstwa może precyzyjnie przesuwać się i obracać w płaszczyźnie poziomej i generalnie ustawiać obserwowaną część do środka pola widzenia. System oświetlenia punktowego składa się ze źródła światła i kondensatora. Funkcją kondensatora jest skupienie większej ilości energii świetlnej na obserwowanej części. Charakterystyka widmowa lampy oświetlającej musi być zgodna z pasmem roboczym odbiornika mikroskopu.
Soczewka obiektywu znajduje się w pobliżu obserwowanego obiektu i to właśnie soczewka realizuje pierwszy stopień powiększenia. Kilka obiektywów o różnych powiększeniach jest jednocześnie zainstalowanych na konwerterze obiektywów, a obiektywy o różnych powiększeniach mogą wejść na roboczą ścieżkę optyczną, obracając konwerter. Powiększenie obiektywu wynosi zwykle od 5 do 100 razy. Soczewka obiektywu jest elementem optycznym, który odgrywa decydującą rolę w jakości obrazu w mikroskopie.
Powszechnie stosowane są achromatyczne soczewki obiektywowe, które mogą korygować aberrację chromatyczną dla dwóch kolorów światła; apochromatyczne soczewki obiektywowe wyższej jakości, które mogą korygować aberrację chromatyczną dla trzech rodzajów światła barwnego; może zapewnić, że cała płaszczyzna obrazu obiektywu jest płaska, aby poprawić pole widzenia Obiektywy z płaskim polem i marginalną jakością obrazu. Obiektywy immersyjne w płynie są często stosowane w obiektywach o dużym powiększeniu, to znaczy współczynnik załamania wynosi 1 między dolną powierzchnią soczewki obiektywu a górną powierzchnią arkusza preparatu.
5 cieczy, może znacznie poprawić rozdzielczość obserwacji mikroskopowych. Okular jest soczewką umieszczoną blisko ludzkiego oka, aby osiągnąć drugi poziom powiększenia, a powiększenie soczewki wynosi zwykle od 5 do 20 razy. W zależności od wielkości pola widzenia, które można zobaczyć, okulary można podzielić na dwa rodzaje: zwykłe okulary o mniejszym polu widzenia i okulary o dużym polu widzenia (lub okulary szerokokątne) o większym polu widzenia.
Zarówno stolik, jak i soczewka obiektywu muszą mieć możliwość poruszania się względem siebie wzdłuż osi optycznej soczewki obiektywu, aby uzyskać regulację ostrości i wyraźny obraz. Podczas pracy z obiektywem o dużym powiększeniu dopuszczalny zakres ogniskowania jest często mniejszy niż mikrony, dlatego mikroskop musi mieć bardzo precyzyjny mechanizm mikroogniskowania. Granicą powiększenia mikroskopu jest powiększenie efektywne, a rozdzielczość mikroskopu odnosi się do minimalnej odległości między dwoma punktami obiektu, którą mikroskop może wyraźnie rozróżnić.
Rozdzielczość i powiększenie to dwa różne, ale powiązane pojęcia. Kiedy apertura numeryczna wybranego obiektywu nie jest wystarczająco duża, to znaczy rozdzielczość nie jest wystarczająco wysoka, mikroskop nie może rozróżnić drobnej struktury obiektu. W tym momencie, nawet jeśli powiększenie zostanie nadmiernie zwiększone, uzyskany obraz może być tylko obrazem o dużym obrysie, ale niewyraźnych szczegółach. , zwane nieprawidłowym powiększeniem.
I odwrotnie, jeśli rozdzielczość spełnia wymagania, ale powiększenie jest niewystarczające, mikroskop ma zdolność rozdzielania, ale obraz jest nadal zbyt mały, aby mógł być wyraźnie widziany przez ludzkie oczy. Dlatego, aby w pełni wykorzystać zdolność rozdzielczą mikroskopu, apertura numeryczna powinna być rozsądnie dopasowana do całkowitego powiększenia mikroskopu. System oświetlenia punktowego ma ogromny wpływ na wydajność obrazowania mikroskopu, ale jest to ogniwo, które użytkownicy łatwo przeoczą.
Jego zadaniem jest zapewnienie dostatecznego i równomiernego oświetlenia powierzchni obiektu. Wiązka światła wysyłana przez kondensor powinna zapewniać wypełnienie kąta apertury soczewki obiektywu, w przeciwnym razie najwyższa rozdzielczość, jaką może osiągnąć soczewka obiektywu, nie może być w pełni wykorzystana. W tym celu kondensor jest wyposażony w przysłonę o zmiennej aperturze, podobną do tej w obiektywie fotograficznym, która może regulować wielkość apertury i służy do dostosowywania apertury wiązki oświetlenia do kąta apertury obiektywu obiektyw.
Zmieniając metodę oświetlenia, można uzyskać różne metody obserwacji, takie jak ciemne punkty obiektów na jasnym tle (tzw. oświetlenie jasnego pola) lub jasne punkty obiektów na ciemnym tle (tzw. mikrostruktura. Mikroskop elektronowy to instrument, który wykorzystuje wiązki elektronów i soczewki elektronowe zamiast wiązek światła i soczewek optycznych do obrazowania drobnych struktur substancji przy bardzo dużych powiększeniach w oparciu o zasadę optyki elektronowej.
Zdolność rozdzielcza mikroskopu elektronowego jest reprezentowana przez minimalną odległość między dwoma sąsiednimi punktami, jaką może on rozróżnić. W 197{1}} wieku rozdzielczość transmisyjnego mikroskopu elektronowego wynosiła około 0,3 nanometra (zdolność rozdzielcza ludzkiego oka wynosiła około 0,1 mm). Teraz maksymalne powiększenie mikroskopu elektronowego przekracza 3 miliony razy, podczas gdy maksymalne powiększenie mikroskopu optycznego wynosi około 2000 razy, więc atomy niektórych metali ciężkich i starannie ułożone sieci atomowe w krysztale można bezpośrednio obserwować przez mikroskop elektronowy .
