A co z powiększeniem okularu i 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.
Obiektyw:
1. Klasyfikacja obiektywów:
Soczewkę obiektywu można podzielić na soczewkę suchą i soczewkę immersyjną w zależności od różnych warunków użytkowania; Wśród nich obiektywy immersyjne można podzielić na obiektywy immersyjne i obiektywy olejowe (zwykle powiększenie wynosi 90-100 razy).
Zgodnie z różnym powiększeniem można go podzielić na obiektyw o małej mocy (mniej niż 10 razy), obiektyw o średniej mocy (około 20 razy) i obiektyw o dużej mocy (40-65 razy).
Zgodnie z korekcją aberracji można ją podzielić na achromatyczną soczewkę obiektywową (powszechnie używaną, która może korygować aberrację chromatyczną dwóch kolorów w widmie) i apochromatyczną soczewkę obiektywową (która może korygować aberrację chromatyczną trzech kolorów w widmie, co jest drogi i rzadko używany).
2. Główne parametry obiektywu:
Do głównych parametrów obiektywu zalicza się powiększenie, aperturę numeryczną i odległość roboczą.
① Powiększenie odnosi się do stosunku wielkości obrazu widzianego przez oczy do wielkości odpowiadającej mu próbki. Odnosi się to raczej do stosunku długości niż do stosunku powierzchni. Przykład: powiększenie wynosi 100×, co odnosi się do próbki o długości 1 μm, a długość powiększonego obrazu wynosi 100 μm, czyli 10,000 razy pod względem powierzchni.
Całkowite powiększenie mikroskopu jest równe iloczynowi powiększenia obiektywu i okularu.
② Apertura numeryczna, zwana także współczynnikiem apertury, w skrócie NA lub A, jest głównym parametrem obiektywu i kondensora, który jest wprost proporcjonalny do rozdzielczości mikroskopu. Apertura numeryczna suchego obiektywu wynosi 0.05-0.95, a apertura numeryczna obiektywu zanurzonego w oleju (pachnący asfalt) wynosi 1,25.
③ Odległość robocza odnosi się do odległości od spodu przedniej soczewki obiektywu do powierzchni powyżej 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. Przykład: obiektyw o powiększeniu 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 (mm); 0,17 to standardowa grubość szkła osłonowego (mm). Efektywna odległość robocza obiektywu 10x wynosi 6,5 mm, a obiektywu 40x 0,48 mm.
3. Do powiększenia preparatu po raz pierwszy stosuje się soczewkę obiektywową. Jest to najważniejszy element określający działanie mikroskopu – rozdzielczość.
Rozdzielczość nazywana jest także rozdzielczością lub zdolnością rozdzielczą. Rozdzielczość wyrażana jest wartością odległości rozdzielczości (minimalna odległość między dwoma obiektami, jaką można rozróżnić). Z pozornej odległości (25 cm) normalne ludzkie oko widzi dwa obiekty w odległości 0.073 mm, a ta wartość 0,073 mm to odległość z rozdzielczością normalnego ludzkiego oka. Im mniejsza rozdzielczość odległości mikroskopu, tym wyższa jest jego rozdzielczość, co oznacza lepszą jego wydajność.
Rozdzielczość mikroskopu zależy od rozdzielczości soczewki obiektywu, a rozdzielczość soczewki obiektywu zależy od jej apertury numerycznej i długości fali światła oświetlającego.
W przypadku stosowania powszechnej metody centralnego oświetlenia (metoda jasnego oświetlenia, która zapewnia równomierne przejście światła przez preparat), odległość rozdzielczości mikroskopu wynosi d=0.61λ/NA.
Gdzie d jest odległością rozdzielczą obiektywu, w nm.
λ —— długość fali światła oświetlającego, w nm.
Na-numeryczna apertura obiektywu
Na przykład apertura numeryczna obiektywu zanurzonego w oleju wynosi 1,25, a zakres długości fal światła widzialnego wynosi 400-700 nm. Jeśli średnia długość fali wynosi 550 nm, d=270 nm, czyli około połowy długości fali światła oświetlającego. Ogólnie rzecz biorąc, 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 grup soczewek, górna soczewka nazywana jest soczewką obiektywową, a dolna soczewka nazywana jest soczewką zbieżną lub soczewką polową. Pomiędzy soczewką górną i dolną lub pod soczewką polową znajduje się przysłona (jej wielkość decyduje o wielkości pola widzenia). Ponieważ preparat właśnie obrazuje powierzchnię membrany, na membranę można przykleić krótki kawałek włosa jako wskazówkę wskazującą cel określonej cechy. 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. Rola okularu
Ma na celu dalsze powiększenie wyraźnego obrazu rzeczywistego, który został wzmocniony przez obiektyw, tak aby ludzkie oko mogło go łatwo rozróżnić. Powiększenie w zwykłych okularach jest 5-16 razy.
3. Związek okularu z obiektywem
Delikatna struktura wyraźnie odróżniona przez obiektyw nie może być wyraźnie widoczna, jeśli nie zostanie powiększona przez okular i nie osiągnie rozmiaru rozpoznawalnego przez ludzkie oko; Jednak drobna struktura, której nie można rozróżnić za pomocą obiektywu, nie jest wyraźnie widoczna, chociaż jest powiększona przez okular o dużej mocy, więc okular może jedynie odgrywać rolę powiększającą i nie poprawi rozdzielczości obiektywu mikroskop. Czasami, mimo że obiektyw potrafi rozróżnić dwa bliskie obiekty, nadal nie można wyraźnie widzieć, ponieważ odległość obrazu tych dwóch obiektów jest mniejsza niż odległość rozdzielczości oczu. Dlatego okular i soczewka obiektywu są ze sobą powiązane i wzajemnie się ograniczają.
