Kilka ważnych optycznych parametrów technicznych mikroskopu
Mikroskop posiada następujące ważne optyczne parametry techniczne: aperturę numeryczną, rozdzielczość, powiększenie, głębię ogniskowej, średnicę pola widzenia, odległość roboczą itp. Parametry te nie zawsze są możliwie najwyższe, są ze sobą powiązane i wzajemnie się ograniczają. Konieczne jest dobranie parametrów dopasowanych do rzeczywistych potrzeb inspekcji, tak aby osiągnąć jak najlepsze rezultaty.
1. Apertura numeryczna (NA)
Apertura numeryczna jest kluczowym elementem przy ocenie wydajności (rozdzielczość, głębia ostrości i jasność) obiektywu.
Aperturę numeryczną (NA) obliczono według następującego wzoru.
NA=n×sinx
n=współczynnik załamania światła ośrodka między próbką a soczewką obiektywu (powietrze: n=1, olej: n=1,515)
X: Kąt utworzony przez oś optyczną i załamane światło najdalej od środka soczewki obiektywu.
Jeśli podczas obserwacji pod mikroskopem chcesz zwiększyć wartość NA, nie można zwiększyć kąta apertury. Najlepszym sposobem jest zwiększenie wartości współczynnika załamania n ośrodka. W oparciu o tę zasadę produkowane są soczewki obiektywowe immersyjne w wodzie oraz soczewki obiektywowe immersyjne w oleju. Ponieważ wartość współczynnika załamania n ośrodka jest większa niż jeden, wartość NA może być większa niż jeden.
Maksymalna apertura numeryczna wynosi 1,4, czyli osiągnęła granicę zarówno teoretyczną, jak i techniczną. Obecnie jako medium stosowany jest bromonaftalen o wysokim współczynniku załamania światła. Współczynnik załamania światła bromonaftalenu wynosi 1,66, więc wartość NA może być większa niż 1,4.
W tym miejscu należy zaznaczyć, że aby w pełni wykorzystać rolę apertury numerycznej soczewki obiektywu, wartość NA soczewki kondensora powinna być podczas obserwacji równa lub nieco większa niż wartość NA soczewki obiektywu.
Apertura numeryczna jest ściśle powiązana 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 jest również znana jako „współczynnik dyskryminacji” i „rozdzielczość”. Jest to kolejny ważny parametr techniczny do pomiaru wydajności mikroskopu.
Rozdzielczość mikroskopu wyraża się wzorem: d=l/NA
Gdzie d jest minimalną odległością rozdzielczości; l to długość fali światła; NA to apertura numeryczna obiektywu. Rozdzielczość widzialnej soczewki obiektywu zależy od dwóch czynników: wartości NA soczewki obiektywu i długości fali źródła oświetlenia. Im większa wartość NA, tym krótsza długość fali światła oświetlającego, a im mniejsza wartość d, tym wyższa rozdzielczość.
Aby zwiększyć rozdzielczość, tj. zmniejszyć wartość d, można wykonać następujące czynności
1. Zmniejsz wartość długości fali l i użyj źródła światła o krótkiej długości fali.
2. Zwiększ wartość n pożywki i zwiększ wartość NA (NA=nsinu/2).
3. Zwiększ kąt przysłony.
4. Zwiększ kontrast między jasnymi i ciemnymi.
3. Powiększenie
Powiększenie to powiększenie, które odnosi się do stosunku rozmiaru końcowego obrazu widzianego przez ludzkie oko do rozmiaru oryginalnego obiektu po powiększeniu badanego obiektu przez obiektyw, a następnie powiększeniu przez okular, co jest iloczyn powiększenia obiektywu i okularu.
Ważnym parametrem mikroskopu jest również powiększenie, ale nie należy ślepo wierzyć, że im większe powiększenie, tym lepiej. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę aperturę numeryczną obiektywu.
4. Głębia ostrości
Głębia ostrości to skrót od głębi ostrości, to znaczy podczas używania mikroskopu, gdy ostrość znajduje się na określonym obiekcie, nie tylko wszystkie punkty na płaszczyźnie tego punktu można wyraźnie zobaczyć, ale także w obrębie określonej grubości powyżej i poniżej płaszczyzny, Aby było jasne, grubość tej przezroczystej części to głębia ostrości. Głębia ostrości,
Możesz zobaczyć całą warstwę badanego obiektu, ale przy małej głębi ostrości możesz zobaczyć 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. Zostanie to opisane bardziej szczegółowo na mikrofotografiach. 5. Średnica pola widzenia
Podczas obserwacji pod mikroskopem jasny pierwotny obszar nazywany jest polem widzenia, a jego wielkość jest określana przez przysłonę polową w okularze.
Średnica pola widzenia nazywana jest również szerokością pola widzenia, która odnosi się do rzeczywistego zasięgu badanego obiektu, jaki może się zmieścić w kołowym polu widzenia widzianym pod mikroskopem. Im większa średnica pola widzenia, tym łatwiej jest obserwować.
Można to zobaczyć ze wzoru:
1. Średnica pola widzenia jest proporcjonalna do liczby pól widzenia.
2. Zwiększenie wielokrotności soczewki obiektywu zmniejsza średnicę pola widzenia. Dlatego jeśli widzisz cały obraz badanego obiektu pod soczewką o małym powiększeniu i zmienisz na obiektyw o dużym powiększeniu, zobaczysz tylko niewielką część badanego obiektu.
6. Odległość robocza
Odległość robocza jest również nazywana odległością obiektu i odnosi się do odległości od powierzchni przedniej soczewki obiektywu do badanego obiektu. Podczas inspekcji mikroskopowej badany obiekt powinien mieć od jednego do dwóch ogniskowych obiektywu. Dlatego to i ogniskowa to dwa pojęcia. To, co zwykle nazywa się ustawianiem ostrości, jest w rzeczywistości dostosowaniem odległości roboczej.
W przypadku określonej apertury numerycznej obiektywu odległość robocza jest niewielka, a kąt apertury duży.
Obiektyw o dużej mocy z dużą aperturą numeryczną ma małą odległość roboczą.
7. Słaby zasięg
Układ optyczny mikroskopu obejmuje również szkiełko nakrywkowe. Ze względu na niestandardową grubość szkiełka nakrywkowego droga optyczna światła po wejściu w powietrze ze szkiełka nakrywkowego ulega zmianie, co skutkuje przesunięciem fazowym, czyli słabym pokryciem. Generowanie słabego pokrycia wpływa na jakość dźwięku mikroskopu.
Zgodnie z przepisami międzynarodowymi standardowa grubość szkiełka nakrywkowego wynosi 0,17 mm,
Dopuszczalny zakres to {{0}}.{1}},18 mm. Różnica faz w tym zakresie grubości została obliczona przy wytwarzaniu soczewki obiektywu. Standardem dla osłony obiektywu jest rzeczywiście 0,17, co oznacza, że obiektyw wymaga grubości szkiełka nakrywkowego.
