Apertura numeryczna NA
Apertura numeryczna NA odnosi się do współczynnika załamania światła (η) ośrodka między przednią soczewką obiektywu a próbką pomnożonego przez połowę kąta apertury (u), a zależność to NA=η·sinu /2. Jest to główny parametr techniczny obiektywu i soczewki kondensora. Ważny wskaźnik do oceny działania obiektywu jest zaznaczony na obudowie obiektywu.
Im większa apertura numeryczna, tym lepsza jakość obrazu. Kiedy obserwuje się soczewkę obiektywu, kąta apertury nie można zmienić, a zmiana współczynnika załamania różnych mediów może zmienić NA. W związku z tym wyprowadzono soczewki obiektywowe immersyjne w wodzie i soczewki obiektywowe immersyjne w oleju. Woda η{0}}},333, NA obiektywu zanurzenia w wodzie może wynosić 0,1~1,25; olejek cedrowy η=1,515, NA obiektywu immersyjnego w olejku może wynosić 0,80~1,45; nowy pierścień Bronaftalen η=1,66, cel NA Większy lub równy 1,40.
Apertura numeryczna jest proporcjonalna do rozdzielczości, powiększenia, jasności obrazu i odwrotnie proporcjonalna do głębi ostrości. Wraz ze wzrostem NA odpowiednio zmniejsza się szerokość pola widzenia i odległość robocza.
Rezolucja
Rozdzielczość odnosi się do minimalnej odległości rozdzielczości, przy której plamki świetlne wykazują różnice w procesie obrazowania, wyrażonej jako d{{0}}λ/NA, gdzie d to minimalna odległość rozdzielczości, λ to długość fali optycznej światłowód, a NA to apertura numeryczna soczewki obiektywu. Można zauważyć, że im większe NA, tym krótsze λ, tym mniejsze d i tym wyższa rozdzielczość. Źródło światła widzialnego może rozróżnić tylko dwa punkty obiektu w minimalnej odległości 0,4 μm.
Poprawa rozdzielczości zależy od 4 powiązanych czynników: 1. Gdy używane jest źródło światła o krótszej długości fali, λ maleje; 2. Gdy używany jest ośrodek o wyższym współczynniku załamania światła, η wzrasta, a NA wzrasta; 3. Zaprojektuj i wyprodukuj większy kąt przysłony obiektywu; 4. Zwiększ kontrast światła i ciemności na obrazie i popraw wyrazistość obrazu.
osiągać
Głębia ostrości
Odnosi się do głębi ostrości, to znaczy zakresu tej samej wyraźnej obserwacji powyżej i poniżej płaszczyzny ogniskowej próbki. Im większa głębia ostrości, tym więcej warstw, w których próbka będzie ostra.
① Głębia ostrości jest odwrotnie proporcjonalna do całkowitego powiększenia, apertury numerycznej obiektywu i rozdzielczości obrazu. Im większe powiększenie, tym większa wartość NA, mniejsza głębia ostrości i wyższa rozdzielczość.
②Współczynnik załamania otaczającego ośrodka, takiego jak środek mocujący przygotowany przez próbkę, wzrasta, a głębia ostrości staje się większa.
Szerokość pola widzenia
Odnosi się do rzeczywistego zasięgu próbki mieszczącej się w okrągłym polu widzenia mikroskopu, znanym również jako średnica pola widzenia. Im większy, tym większa ilość informacji o próbce.
① Szerokość pola widzenia jest proporcjonalna do liczby pól widzenia okularu. Jeśli powiększenie okularu pozostaje niezmienione, im większa liczba pól widzenia, tym większa szerokość pola widzenia, co jest wygodne do obserwacji (Uwaga: liczba pól widzenia odnosi się do szerokości pola widzenia widok okularu, który jest reprezentowany przez FN i jest oznaczony na muszli okularu). ②Powiększenie soczewki obiektywu wzrasta, a szerokość pola widzenia zmniejsza się. Oznacza to, że cały obraz jest widoczny pod soczewką o małej mocy, a część jest widoczna pod soczewką o dużej mocy.
słaby zasięg
Międzynarodowa norma grubości szkiełka nakrywkowego próbki wynosi 0,17 mm, a soczewka obiektywu skorygowała tę aberrację i jest oznaczona na obudowie. Kiedy światło przedostaje się do powietrza przez szklaną osłonę o niestandardowej grubości, ulega załamaniu, a wynikająca z tego aberracja nazywana jest słabym pokryciem.
Słabe pokrycie wpływa na jakość obrazowania mikroskopowego. Obserwując próbki, musisz zrozumieć następujące trzy punkty:
(1) Im większe powiększenie, tym większa wartość NA i bardziej oczywista różnica pokrycia. Wraz ze wzrostem grubości szkiełka nakrywkowego zwiększa się słabe pokrycie i trudno jest ustawić ostrość.
(2) Obiektyw immersyjny w oleju nie ma problemu ze słabym pokryciem, ponieważ współczynnik załamania oleju i szkła nakrywkowego wynoszą 1,52, tworząc jednolity układ optyczny.
(3) Im większa wartość NA obiektywu, tym mniejszy dopuszczalny błąd grubości szkła nakrywkowego i tym surowsze wymagania jakościowe dotyczące grubości szkła nakrywkowego.
odległość robocza
Odnosi się do odległości między przednią powierzchnią soczewki obiektywu a próbką, znanej również jako odległość obiektu. Podczas obserwacji próbka powinna znajdować się w odległości od 1 do 2 ogniskowej soczewki obiektywu. To i ogniskowa to dwa pojęcia. Ogniskowanie mikroskopu jest w rzeczywistości dostosowaniem odległości roboczej.
Gdy apertura numeryczna (NA) obiektywu pozostaje niezmieniona, jeśli odległość robocza jest skrócona, należy zwiększyć kąt apertury. Im wyższa wartość NA obiektywu o dużej mocy, tym mniejsza odległość robocza.
Jasność lustra a jasność pola
(1) Jasność odbicia lustrzanego to jasność obrazu, która wskazuje jasność obrazu obserwowanego przez oczy. Wymagane jest, aby nie był przyćmiony, nie olśniewał i nie był zmęczony.
(2) Jasność pola widzenia to jasność pola widzenia pod mikroskopem, na którą wpływają różne czynniki, takie jak obiektyw, okular i intensywność źródła światła.
Zależność między jasnością lustrzanego odbicia a innymi parametrami technicznymi mikroskopu ma dwa główne punkty.
(1) Jasność lustrzanego odbicia jest proporcjonalna do kwadratu apertury numerycznej (NA). W tych samych warunkach jasność obiektywu z dużym NA ulega znacznej poprawie.
(2) Jasność lustrzanego odbicia jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu całkowitego powiększenia. W tych samych warunkach powiększenie okularu wzrasta, a jasność odbicia lustrzanego maleje.
obiektyw
Soczewka obiektywu jest pierwszym optycznym elementem obrazującym mikroskopu i składa się z wielu grup połączonych ze sobą soczewek. Ogniskowa to całkowita ogniskowa grupy soczewek.
W zależności od stopnia korekcji aberracji chromatycznych, aberracji, krzywizny pola itp., a także własności własnych wyróżnia się różne typy obiektywów: (planowe) achromatyczne, (planowe) apochromatyczne, ultra-planowe i specjalistyczne, itp.
okular
Okular powiększa obraz rzeczywisty obiektywu, który jest powiększeniem obrazu pośredniego, czyli drugim powiększeniem. Budowa okularu jest stosunkowo prosta, składa się z kilku soczewek w kilku grupach. Punkt, w którym promienie światła przechodzące przez okular przecinają się na górze, nazywany jest punktem ocznym i jest to najlepsza pozycja do obserwacji obrazowych.
Okulary mają różne konfiguracje powiększenia, najczęściej używane jest 10X; 5X ma wyższą odtwarzalność obrazowania, ale powiększenie jest małe; Okulary 20X mają największe powiększenie, ale ostrość obrazu jest zmniejszona. Wybierz według rzeczywistych potrzeb.
skraplacz
Soczewka kondensorowa służy do uzupełnienia braków ilości światła, odpowiedniej zmiany właściwości świetlnych źródła światła, zogniskowania próbki i poprawy oświetlenia. Znajduje się pod sceną i musi być dopasowany, gdy używany jest cel NA Większy lub równy 0,40. Ma różnorodne struktury, a wymagania dotyczące kondensora są również różne dla apertury numerycznej obiektywu.
1. Kondensator Abbego: Kondensator Abbego składa się z dwóch soczewek, które mają lepszą zdolność zbierania światła. Gdy obiektyw zwykłego mikroskopu ma wartość NA większą lub równą 0,60, korekcja aberracji chromatycznej i sferycznej jest niepełna i musi być stosowana łącznie.
2. Achromatyczny kondensor aplanatyczny: Achromatyczny kondensor składa się z szeregu soczewek, które mogą korygować aberrację chromatyczną i aberrację sferyczną i uzyskiwać zadowalające obrazowanie. Jest najlepszy w obserwacjach w jasnym polu, wyposażony w zaawansowany mikroskop i obiektyw o małym powiększeniu Nie dotyczy.
3. Inne kondensatory odnoszą się do kondensatorów używanych do innych celów niż powyższe kondensatory jasnego pola, takie jak kondensatory ciemnego pola, kondensatory kontrastu fazowego, kondensatory spolaryzowane, kondensatory różnicowo-interferencyjne itp.
