Jak określić powiększenie okularu i obiektywu mikroskopu optycznego
Powiększenie mikroskopu optycznego jest iloczynem powiększenia soczewki obiektywu i powiększenia okularu. Na przykład, jeśli obiektyw ma powiększenie 10×, a okular 10×, powiększenie wynosi 10×10=100.
Jeden obiektyw:
1. Klasyfikacja soczewek obiektywowych:
Soczewkę obiektywu można podzielić na suchą soczewkę obiektywu i soczewkę obiektywu zanurzeniowego w płynie zgodnie z różnymi warunkami użytkowania; wśród nich soczewkę obiektywu zanurzeniowego w cieczy można podzielić na soczewkę obiektywową zanurzoną w wodzie i soczewkę obiektywową zanurzoną w oleju (powszechnie stosowane powiększenie to 90-100 razy).
Zgodnie z różnymi powiększeniami można go podzielić na obiektywy o niskim powiększeniu (mniej niż 10 razy), obiektywy o średnim powiększeniu (około 20 razy) i obiektywy o dużym powiększeniu (40-65 razy).
Zgodnie z sytuacją korekcji aberracji, jest on podzielony na achromatyczny obiektyw (powszechnie używany obiektyw, który może korygować aberrację chromatyczną dwóch rodzajów światła kolorowego w widmie) i apochromatyczny obiektyw (obiektyw, który może korygować chromatyczny aberracja trzech rodzajów światła barwnego w widmie, co jest drogie i rzadko stosowane).
2. Główne parametry obiektywu:
Główne parametry obiektywu to: powiększenie, apertura numeryczna oraz odległość robocza.
① Powiększenie odnosi się do stosunku wielkości obrazu widzianego oczami do wielkości odpowiedniej próbki. Odnosi się raczej do stosunku długości niż stosunku powierzchni. Przykład: Współczynnik powiększenia wynosi 100×, co odnosi się do próbki o długości 1 μm. Długość powiększonego obrazu wynosi 100 μm. Jeśli jest obliczany na podstawie powierzchni, jest powiększany 10,{4}} razy.
Całkowite powiększenie mikroskopu jest równe iloczynowi powiększeń obiektywu i okularu.
②. Apertura numeryczna jest również nazywana współczynnikiem apertury, w skrócie NA lub A. Jest głównym parametrem obiektywu i kondensora i jest wprost proporcjonalna do rozdzielczości mikroskopu. Obiektywy suche mają aperturę numeryczną 0.{1}}.95, a obiektywy immersyjne (olejek cedrowy) mają aperturę numeryczną 1,25.
③. Odległość robocza odnosi się do odległości od spodu przedniej soczewki obiektywu do górnej krawędzi szkiełka nakrywkowego preparatu, gdy obserwowany preparat jest najczystszy. Odległość robocza obiektywu jest związana z ogniskową obiektywu. Im dłuższa ogniskowa obiektywu, tym mniejsze powiększenie i większa odległość robocza. Przykład: obiektyw 10x jest oznaczony jako 10/{8}}.25 i 160/0.17, gdzie 10 to powiększenie obiektyw; 0,25 to apertura numeryczna; 160 to długość tubusu obiektywu (w mm); 0,17 to standardowa grubość szkiełka nakrywkowego (w mm). Efektywna odległość robocza obiektywu 10x wynosi 6,5 mm, a efektywna odległość robocza obiektywu 40x wynosi 0,48 mm.
3. Funkcją soczewki obiektywu jest powiększenie preparatu po raz pierwszy i jest to najważniejsza część określająca działanie mikroskopu — rozdzielczość.
Rozdzielczość jest również nazywana rozdzielczością lub zdolnością rozdzielczą. Wielkość rozdzielczości wyraża się wartością odległości rozdzielczości (minimalna odległość między dwoma punktami obiektu, którą można rozdzielić). Z odległości fotopowej (25 cm) normalne ludzkie oczy mogą wyraźnie widzieć dwa punkty obiektu oddalone od siebie o 0.073 mm. Wartość 0,073 mm to odległość rozdzielczości normalnych ludzkich oczu. Im mniejsza odległość rozdzielczości mikroskopu, tym wyższa jego rozdzielczość i lepsza wydajność.
Wielkość rozdzielczości mikroskopu jest określona przez rozdzielczość soczewki obiektywu, a rozdzielczość soczewki obiektywu przez jej aperturę numeryczną i długość fali światła oświetlającego.
W przypadku korzystania ze wspólnej metody oświetlenia centralnego (metody oświetlenia fotopowego, która umożliwia równomierne przechodzenie światła przez preparat), rozdzielczość mikroskopu wynosi d=0,61λ/NA
We wzorze d — odległość rozdzielczości soczewki obiektywu, w nm.
λ — długość fali światła oświetlającego, jednostka nm.
NA - apertura numeryczna obiektywu
Na przykład apertura numeryczna obiektywu imersyjnego w oleju wynosi 1,25, a zakres długości fal światła widzialnego wynosi 400-700 nm. Jeśli średnia długość fali wynosi 550 nm, to d=270 nm, co stanowi mniej więcej połowę długości fali światła oświetlającego. Na ogół granica rozdzielczości mikroskopów oświetlonych światłem widzialnym wynosi 0,2 μm.
(2), okular
Ponieważ znajduje się blisko oczu obserwatora, nazywany jest również okularem. Zainstalowany na górnym końcu tubusu obiektywu.
1. Budowa okularu
Zwykle okular składa się z górnego i dolnego zestawu soczewek, górna soczewka nazywana jest soczewką oka, a dolna soczewka nazywana jest soczewką skupiającą lub soczewką polową. Pomiędzy górną a dolną soczewką lub pod lustrem polowym znajduje się przesłona (jej wielkość decyduje o wielkości pola widzenia), ponieważ preparat jest właśnie obrazowany na powierzchni przysłony, można na tę przesłonę przykleić mały kosmyk włosów jako wskaźnik wskazujący cel o określonej charakterystyce. Można również umieścić na nim mikrometr okularowy, aby zmierzyć rozmiar obserwowanej próbki.
Im krótsza długość okularu, tym większe powiększenie (ponieważ powiększenie okularu jest odwrotnie proporcjonalne do ogniskowej okularu).
2. Rola okularu
Ma to na celu dalsze powiększenie wyraźnie rozdzielczego rzeczywistego obrazu, który został powiększony przez obiektyw w takim stopniu, aby ludzkie oko mogło go łatwo rozróżnić. Powiększenie powszechnie używanych okularów wynosi 5-16 razy.
3. Zależność między okularem a soczewką obiektywu
Drobna struktura, która została wyraźnie rozdzielona przez obiektyw, jeśli nie zostanie ponownie powiększona przez okular i nie osiągnie rozmiaru, który ludzkie oko może rozróżnić, nie będzie wyraźna; ale drobna struktura, której obiektyw nie może rozróżnić, chociaż jest ponownie powiększana przez okular o dużej mocy, nadal nie jest wyraźna, więc okular może tylko powiększyć i nie poprawi rozdzielczości mikroskopu. Czasami, chociaż obiektyw może rozróżnić dwa bardzo bliskie punkty obiektu, nadal nie jest możliwe wyraźne widzenie, ponieważ odległość między obrazami tych dwóch punktów obiektu jest mniejsza niż odległość rozdzielczości oczu. Dlatego okular i obiektyw są nie tylko ze sobą powiązane, ale także wzajemnie się ograniczają.
