Metody poprawy rozdzielczości mikroskopu
Mikroskop jest jednym z głównych urządzeń wykrywających, a rozdzielczość jest ważnym wskaźnikiem oceny działania mikroskopu. Rozdzielczość oznacza możliwość wyraźnego rozróżnienia mniejszej odległości pomiędzy dwiema kropkami lub dwiema liniami. Ludzkie oko samo w sobie jest mikroskopem. W standardowych warunkach oświetleniowych rozdzielczość ludzkiego oka w pozornej odległości (uznanej na arenie międzynarodowej jako 25 cm) wynosi około 1/10 mm. Przy obserwacji dwóch linii prostych można poprawić rozdzielczość oczu, ponieważ linie proste mogą stymulować szereg komórek nerwowych.
Rozdzielczość ludzkiego oka wynosi tylko 1/10 mm, zatem oko ludzkie nie jest w stanie rozróżnić odległości pomiędzy obiektem mniejszym niż 1/10 mm lub dwoma małymi obiektami znajdującymi się bliżej niż 1/10 mm. Dlatego od prostej makro lupy po mikroskop optyczny do obserwacji mikroskopowych, a następnie mikroskop elektronowy. Definicja rozdzielczości mikroskopu odnosi się do małej odległości pomiędzy dwoma małymi punktami, które można wyraźnie rozróżnić na próbce. Wzór obliczeniowy to: d=0.61λ/na.
Gdzie: d to rozdzielczość (um); λ to długość fali źródła światła (um); NA to apertura numeryczna (zwana także współczynnikiem apertury) obiektywu.
Zgodnie ze wzorem rozdzielczość mikroskopu zależy od długości fali padającego źródła światła i apertury numerycznej dopasowanego obiektywu. Dlatego metody ulepszania mikroskopu optycznego są następujące:
1. Zmniejsz długość fali źródła światła.
Krótsza długość fali światła widzialnego wynosi 390nm. Jeśli jako źródło światła stosowane jest światło ultrafioletowe o tej długości fali, rozdzielczość mikroskopu optycznego można zmniejszyć do 0,2 um. Ponieważ jednak większość zwykłych materiałów szklanych pochłania dużą ilość światła o długości fali poniżej 340 nm, światło ultrafioletowe nie może utworzyć wyraźnego i jasnego obrazu po dużym tłumieniu. Dlatego należy stosować drogie materiały, takie jak Shi Ying (które mogą przepuszczać światło ultrafioletowe o długości zaledwie 200 nm) i fluoryt (które mogą przepuszczać światło ultrafioletowe o długości tak małej jak 185 nm), a mikroskopu ultrafioletowego nie da się zaobserwować gołym okiem, nawet ograniczone obserwowanymi próbkami, a także kosztownym kosztem, więc ten sposób poprawy rozdzielczości mikroskopu nie jest powszechnie stosowany ze względu na swoje własne ograniczenia.
2. Zwiększ aperturę numeryczną NA obiektywu.
Apertura numeryczna NA=n*sin(u)
Gdzie n jest współczynnikiem załamania światła ośrodka pomiędzy soczewką obiektywu a próbką; U to połowa kąta przysłony obiektywu. Dlatego powszechną metodą poprawy rozdzielczości mikroskopu optycznego jest przyjęcie większego kąta apertury lub zwiększenie współczynnika załamania światła w konstrukcji optycznej. Ogólnie rzecz biorąc, ośrodkiem obiektywu o małej mocy, na przykład poniżej 10X, jest powietrze o współczynniku załamania światła 1, to znaczy sucha soczewka obiektywu; Medium zanurzeniowym jest woda destylowana o współczynniku załamania światła 1,33; Medium soczewki obiektywu zanurzonej w oleju to pachnąca smoła lub inny przezroczysty olej, a jej współczynnik załamania światła wynosi zwykle około 1,52, co jest zbliżone do współczynnika załamania soczewki i szkiełka, takiego jak 100-krotne zwierciadło olejowe firmy Olympus. Soczewki obiektywowe immersyjne i obiektywy olejowe nie tylko charakteryzują się dużym powiększeniem, ale także poprawiają rozdzielczość obiektywu ze względu na ośrodek o wysokim współczynniku załamania światła.
