Yksityiskohtainen selitys optisen mikroskoopin seitsemästä parametrista
1. Numeerinen aukko
Numeerinen aukko on lyhennetty NA. Numeerinen aukko on objektiivilinssin ja kondensaattorilinssin tärkein tekninen parametri, ja se on tärkeä symboli arvioitaessa molempien suorituskykyä (erityisesti objektiivilinssissä). Sen numeerisen arvon koko on merkitty objektiivin ja kondensaattorilinssin koteloon.
Numeerinen aukko (NA) on objektiivin etulinssin ja tarkastettavan kohteen välisen aineen taitekertoimen (n) ja aukkokulman puolikkaan sinin (u) tulo. Kaava on seuraava: NA=nsinu/2
Aukkokulma, joka tunnetaan myös nimellä "peilin suukulma", on kulma, jonka muodostavat objektiivilinssin optisella akselilla oleva kohdepiste ja objektiivin etulinssin tehollinen halkaisija. Mitä suurempi aukkokulma on, sitä suurempi on objektiiviin tuleva valovirta, joka on verrannollinen objektiivin teholliseen halkaisijaan ja kääntäen verrannollinen polttopisteen etäisyyteen.
Mikroskoopilla tarkasteltaessa aukkokulmaa ei voi suurentaa, jos haluat suurentaa NA-arvoa. Ainoa tapa on lisätä väliaineen taitekertoimen n arvoa. Tämän periaatteen pohjalta valmistetaan vesiimmersioobjektiivilinssejä ja öljyimmersioobjektiivilinssejä. Koska väliaineen taitekertoimen n-arvo on suurempi kuin 1, NA-arvo voi olla suurempi kuin 1.
Numeerisen aukon maksimiarvo on 1,4, joka on saavuttanut rajan sekä teoreettisesti että teknisesti. Tällä hetkellä väliaineena käytetään bromonaftaleenia, jolla on korkea taitekerroin. Bromonaftaleenin taitekerroin on 1,66, joten NA-arvo voi olla suurempi kuin 1,4.
Tässä on huomautettava, että objektiivilinssin numeerisen aukon roolin antamiseksi täysipainoisesti kondensaattorilinssin NA-arvon tulee olla yhtä suuri tai hieman suurempi kuin objektiivin NA-arvo havainnoinnin aikana.
Numeerinen aukko liittyy läheisesti muihin teknisiin parametreihin ja se melkein määrää ja vaikuttaa muihin teknisiin parametreihin. Se on verrannollinen resoluutioon, verrannollinen suurennukseen ja kääntäen verrannollinen tarkennuksen syvyyteen. Kun NA-arvo kasvaa, näkökentän leveys ja työskentelyetäisyys pienenevät vastaavasti.
2. Resoluutio
Mikroskoopin resoluutio viittaa kahden kohdepisteen väliseen vähimmäisetäisyyteen, jotka mikroskoopilla voidaan selvästi erottaa. Sen laskentakaava on σ=λ/NA
Kaavassa σ on pienin resoluutioetäisyys; λ on valon aallonpituus; NA on objektiivin numeerinen aukko. Näkyvän objektiivin resoluution määrää kaksi tekijää: objektiivin NA-arvo ja valonlähteen aallonpituus. Mitä suurempi NA-arvo on, sitä lyhyempi on valaistusvalon aallonpituus ja mitä pienempi σ-arvo, sitä korkeampi resoluutio.
Tarkkuuden parantamiseksi eli σ-arvon pienentämiseksi voidaan tehdä seuraavat toimenpiteet
(1) Pienennä aallonpituuden λ-arvoa ja käytä lyhyen aallonpituuden valonlähdettä.
(2) Suurenna keskiarvoa n lisätäksesi NA-arvoa (NA=nsinu/2).
(3) Suurenna aukkokulman u-arvoa lisätäksesi NA-arvoa.
(4) Lisää kontrastia vaalean ja tumman välillä.
3. Suurennus ja tehokas suurennus
Objektiivilinssin ja okulaarin kaksinkertaisen suurennuksen vuoksi mikroskoopin kokonaissuurennuksen Γ tulisi olla objektiivin linssin suurennuksen ja okulaarin suurennuksen Γ1 tulo:
Γ= Γ1
Ilmeisesti mikroskoopilla voi olla suurennuslasiin verrattuna paljon suurempi suurennus, ja mikroskoopin suurennusta voidaan helposti muuttaa vaihtamalla objektiivilinssejä ja okulaareja eri suurennoksilla.
Suurennus on myös tärkeä mikroskoopin parametri, mutta ei voi sokeasti uskoa, että mitä suurempi suurennus, sitä parempi. Mikroskoopin suurennuksen raja on tehollinen suurennus.
Tarkkuus ja suurennus ovat kaksi erilaista, mutta toisiinsa liittyvää käsitettä. Relaatiokaava: 500NA<>
Kun valitun objektiivilinssin numeerinen aukko ei ole riittävän suuri, eli resoluutio ei ole riittävän korkea, mikroskooppi ei pysty erottamaan kohteen hienoa rakennetta. Tällä hetkellä, vaikka suurennusta lisättäisiin liikaa, saatu kuva voi olla vain kuva, jolla on suuret ääriviivat mutta epäselvät yksityiskohdat. , jota kutsutaan virheelliseksi suurennoksi. Päinvastoin, jos resoluutio täyttää vaatimukset, mutta suurennus on riittämätön, mikroskoopilla on kyky erottaa, mutta kuva on silti liian pieni näkemään sitä selvästi ihmissilmälle. Siksi, jotta mikroskoopin erotusvoimalle saadaan täysi peli, numeerinen aukko on sovitettava kohtuullisesti mikroskoopin kokonaissuurennukseen.
4. Tarkennuksen syvyys
Tarkennuksen syvyys on tarkennuksen syvyyden lyhenne, eli mikroskooppia käytettäessä tarkennus on tiettyyn kohteeseen, ei ainoastaan tämän pisteen tason kaikki pisteet näkyvät selvästi, vaan myös tietyn paksuuden rajoissa yläpuolella. ja tason alapuolella. Selvyyden vuoksi tämän selkeän osan paksuus on tarkennuksen syvyys. Jos tarkennussyvyys on suuri, näet tarkastettavan kohteen koko kerroksen, kun taas jos tarkennussyvyys on pieni, näet vain ohuen kerroksen tarkastettavasta kohteesta. Tarkennuksen syvyydellä on seuraava suhde muihin teknisiin parametreihin:
(1) Tarkennuksen syvyys on kääntäen verrannollinen objektiivin kokonaissuurennukseen ja numeeriseen aukkoon.
the
(2) Tarkennuksen syvyys on suuri ja resoluutio on pienempi.
Pienisuurennuksen objektiivin suuren syväterävyyden vuoksi on vaikea ottaa kuvia matalan suurennoksen objektiivilla. Tämä kuvataan tarkemmin mikrovalokuvissa.
5. Näkökentän halkaisija (FieldOfView)
Mikroskoopilla tarkasteltaessa näkyvää kirkasta pyöreää aluetta kutsutaan näkökentällä, ja sen koon määrää okulaarin kenttäkalvo.
Näkökentän halkaisijaa kutsutaan myös näkökentän leveydeksi, joka viittaa tarkasteltavan kohteen todelliseen kantamaan, joka mahtuu mikroskoopilla näkyvään pyöreään näkökenttään. Mitä suurempi näkökentän halkaisija on, sitä helpompi se on havaita.
On olemassa kaava F=FN/
Kaavassa F: kentän halkaisija, FN: kentän numero (FieldNumber, lyhennettynä FN, merkitty okulaarin kotelon ulkopuolelle), : objektiivilinssin suurennus.
Se näkyy kaavasta:
(1) Näkökentän halkaisija on verrannollinen näkökenttien lukumäärään.
the
(2) Objektiivilinssin monikerran lisääminen pienentää näkökentän halkaisijaa. Siksi, jos näet koko kuvan tarkastetusta kohteesta pienitehoisen linssin alla ja vaihdat suuritehoiseen objektiiviin, näet vain pienen osan tarkastetusta kohteesta.
6. Huono kattavuus
Mikroskoopin optiseen järjestelmään kuuluu myös kansilasi. Peitelasin epätyypillisestä paksuudesta johtuen valon optinen polku päällyslasista ilmaan tulleen muuttuu, mikä johtaa vaihe-eroon, joka on huono peitto. Huono peitto vaikuttaa mikroskoopin äänenlaatuun.
Kansainvälisten määräysten mukaan suojalasin vakiopaksuus on {{0}},17 mm ja sallittu alue on 0.16-0,18 mm. Tämän paksuusalueen vaihe-ero on otettu huomioon objektiivin valmistuksessa. Objektiivin linssikoteloon merkitty 0,17 ilmaisee objektiivin tarvitseman suojalasin paksuuden.
7. Työetäisyys WD
Työetäisyyttä kutsutaan myös kohdeetäisyydeksi, jolla tarkoitetaan etäisyyttä objektiivin etulinssin pinnasta tarkastettavaan kohteeseen. Mikroskoopin tarkastuksen aikana tarkastettavan kohteen tulee olla 1-2 kertaa objektiivin polttoväli. Siksi se ja polttoväli ovat kaksi käsitettä. Se, mitä yleensä kutsutaan tarkentamiseksi, on itse asiassa työetäisyyden säätämistä.
Kun objektiivin numeerinen aukko on vakio, aukkokulma on suurempi, kun työskentelyetäisyys on lyhyempi.
Tehokas objektiivilinssillä, jossa on suuri numeerinen aukko, on pieni työskentelyetäisyys.
