1. Apertura numeryczna
Apertura numeryczna jest oznaczana skrótem NA. Apertura numeryczna jest głównym parametrem technicznym obiektywu i soczewki kondensora i jest ważnym wskaźnikiem do oceny wydajności obu (szczególnie w przypadku soczewki obiektywowej). Wielkość jego wartości liczbowej jest zaznaczona odpowiednio na osłonie soczewki obiektywu i soczewki kondensora.
Apertura numeryczna (NA) jest iloczynem współczynnika załamania światła (n) ośrodka między przednią soczewką obiektywu a badanym obiektem oraz sinusa połowy kąta apertury (u). Formuła jest wyrażona w następujący sposób: NA=nsinu/2
Kąt przysłony, znany również jako „kąt lustra”, to kąt utworzony przez punkt obiektu na osi optycznej obiektywu i efektywną średnicę przedniej soczewki obiektywu. Im większy kąt apertury, tym jaśniejsze światło wpada do obiektywu, co jest proporcjonalne do efektywnej średnicy obiektywu i odwrotnie proporcjonalne do odległości od ogniska.
W obserwacji mikroskopowej, jeśli chcesz zwiększyć wartość NA, nie można zwiększyć kąta apertury, a jedynym sposobem jest zwiększenie wartości współczynnika załamania n ośrodka. W oparciu o tę zasadę produkowane są soczewka obiektywowa immersyjna w wodzie oraz soczewka obiektywowa immersyjna w oleju. Ponieważ współczynnik załamania n ośrodka jest większy niż 1, wartość NA może być większa niż 1.
Maksymalna apertura numeryczna wynosi 1,4, co jest teoretycznie i technicznie granicą. Obecnie jako medium stosuje się bronaftalen o wysokim współczynniku załamania światła. Współczynnik załamania światła bronaftalenu wynosi 1,66, więc wartość NA może być większa niż 1,4.
Należy tutaj zaznaczyć, że aby w pełni wykorzystać efekt apertury numerycznej soczewki obiektywu, wartość NA kondensora powinna być podczas obserwacji równa lub nieco większa od wartości NA soczewki obiektywu.
Apertura numeryczna ma ścisły związek z innymi parametrami technicznymi i niemalże determinuje i wpływa na inne parametry techniczne. Jest proporcjonalna do rozdzielczości, proporcjonalna do powiększenia i odwrotnie proporcjonalna do głębi ostrości. Wraz ze wzrostem wartości NA odpowiednio zmniejsza się szerokość pola widzenia i odległość robocza.
2. Rozdzielczość
Rozdzielczość mikroskopu odnosi się do minimalnej odległości między dwoma punktami obiektu, którą mikroskop może wyraźnie rozróżnić, znanej również jako „współczynnik dyskryminacji”. Jego wzór obliczeniowy to σ=λ/NA
gdzie σ jest minimalną odległością rozdzielczości; λ to długość fali światła; NA to apertura numeryczna obiektywu. Rozdzielczość widzialnej soczewki obiektywu jest określona przez wartość NA soczewki obiektywu i długość fali źródła światła oświetlającego. Im większa wartość NA, tym krótsza długość fali światła oświetlającego, mniejsza wartość σ i wyższa rozdzielczość.
Aby zwiększyć rozdzielczość, tj. zmniejszyć wartość σ, można wykonać następujące czynności
(1) Zmniejsz wartość długości fali λ i użyj źródła światła o krótkiej długości fali.
(2) Zwiększ wartość n pożywki, aby zwiększyć wartość NA (NA=nsinu/2).
(3) Zwiększ wartość u kąta przysłony, aby zwiększyć wartość NA.
(4) Zwiększ kontrast między jasnymi i ciemnymi.
3. Powiększenie i efektywne powiększenie
Ze względu na dwa powiększenia obiektywu i okularu całkowite powiększenie Γ mikroskopu powinno być iloczynem powiększenia obiektywu i powiększenia okularu Γ1:
Γ= Γ1
Oczywiście mikroskop może mieć znacznie większe powiększenie niż szkło powiększające, a powiększenie mikroskopu można łatwo zmienić, wymieniając obiektywy i okulary o różnych powiększeniach.
Powiększenie to również ważny parametr mikroskopu, ale nie można ślepo wierzyć, że im większe powiększenie, tym lepiej. Granicą powiększenia mikroskopu jest powiększenie efektywne.
Rozdzielczość i powiększenie to dwa odrębne, ale powiązane ze sobą pojęcia. Formuła relacyjna: 500NA
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, można uzyskać tylko obraz z dużymi konturami, ale niewyraźnymi szczegółami. , zwane powiększeniem nieefektywnym. Z drugiej strony, jeśli rozdzielczość spełnia wymagania, a powiększenie jest niewystarczające, mikroskop ma zdolność rozdzielania, ale obraz jest zbyt mały, aby mógł być wyraźnie widziany przez ludzkie oko. Dlatego, aby w pełni wykorzystać zdolność rozdzielczą mikroskopu, apertura numeryczna powinna być rozsądnie dopasowana do całkowitego powiększenia mikroskopu.
4. Głębia ostrości
Głębia ostrości to skrót od głębi ostrości, to znaczy podczas korzystania z mikroskopu, gdy ostrość znajduje się na obiekcie, można wyraźnie zobaczyć nie tylko punkty na płaszczyźnie punktu, ale także w obrębie określonej grubości nad i pod płaszczyzną. Oczywiście grubość tej jasnej części to głębia ostrości. Gdy głębia ostrości jest duża, można zobaczyć całą warstwę badanego obiektu, podczas gdy głębia ostrości jest mała, widać tylko cienką warstwę badanego obiektu. Głębia ostrości ma następujący związek z innymi parametrami technicznymi:
(1) Głębia ostrości jest odwrotnie proporcjonalna do całkowitego powiększenia i apertury numerycznej obiektywu.
(2) Głębia ostrości jest duża, a rozdzielczość zmniejszona.
Ze względu na dużą głębię ostrości obiektywu o małym powiększeniu trudno jest robić zdjęcia obiektywem o małym powiększeniu. Szczegóły zostaną opisane na mikrofotografiach.
5. Pole widzenia
Podczas oglądania pod mikroskopem widoczny jasny okrągły obszar nazywany jest polem widzenia, a jego rozmiar jest określany przez przysłonę polową w okularze.
Średnica pola widzenia jest również nazywana szerokością pola widzenia i odnosi się do rzeczywistego zasięgu badanego obiektu, który można zmieścić w okrągłym polu widzenia widzianym pod mikroskopem. Im większa średnica pola widzenia, tym łatwiej jest obserwować.
Istnieje wzór F=FN/
We wzorze F: średnica pola widzenia, FN: liczba pola widzenia (Field Number, w skrócie FN, oznaczana na zewnątrz tubusu obiektywu okularu), : powiększenie obiektywu obiektyw.
Można to zobaczyć ze wzoru:
(1) Średnica pola widzenia jest proporcjonalna do liczby pól widzenia.
(2) Zwiększenie powiększenia soczewki obiektywu zmniejsza średnicę pola widzenia. Dlatego jeśli można zobaczyć cały obraz badanego obiektu pod soczewką o małej mocy i zastąpić go soczewką obiektywu o dużej mocy, można zobaczyć tylko niewielką część kontrolowanego obiektu.
6. Słaby zasięg
Układ optyczny mikroskopu obejmuje również szkiełko nakrywkowe. Ze względu na niestandardową grubość szkiełka nakrywkowego, droga światła po wejściu światła w powietrze ze szkiełka nakrywkowego i jego załamaniu zmienia się, co skutkuje różnicą faz, czyli słabym pokryciem. Słabe pokrycie wpływa na jakość dźwięku mikroskopu.
Na arenie międzynarodowej standardowa grubość szkiełka nakrywkowego wynosi {{0}},17 mm, a dopuszczalny zakres to 0,16-0,18 mm. Różnica w tym zakresie grubości została obliczona przy wytwarzaniu soczewki obiektywu. Wartość 0,17 zaznaczona na obudowie soczewki obiektywu wskazuje wymaganą grubość szkiełka nakrywkowego soczewki obiektywu.
7. Odległość robocza WD
Odległość robocza jest również nazywana odległością obiektu i odnosi się do odległości między powierzchnią przedniej soczewki obiektywu a badanym obiektem. Podczas inspekcji mikroskopowej badany obiekt powinien mieć od jednego do dwóch ogniskowych obiektywu. Dlatego to i ogniskowa to dwa pojęcia. To, co zwykle nazywamy ustawianiem ostrości, jest w rzeczywistości dostosowywaniem odległości roboczej.
Gdy apertura numeryczna obiektywu jest stała, odległość robocza jest niewielka, a kąt apertury duży.
Obiektyw o dużym powiększeniu z dużą aperturą numeryczną ma niewielką odległość roboczą.
