Miten määritellään ja lasketaan optisen mikroskoopin tehokkuus
1. Numeerinen aukko
Numeerinen aukko on lyhennetty NA. Numeerinen aukko on objektiivilinssin ja kondensaattorilinssin tärkein tekninen parametri, ja se on tärkeä indikaattori arvioitaessa molempien suorituskykyä (etenkin objektiivilinssien osalta). Sen numeerisen arvon koko on merkitty objektiivin ja kondensaattorilinssin kuoreen.
Numeerinen aukko (NA) on objektiivin etulinssin ja tarkastettavan kohteen välisen aineen taitekertoimen (n) ja aukkokulman puolikkaan sinin (u) tulo. Kaava ilmaistaan seuraavasti: NA=nsinu/2
Aukkokulma, joka tunnetaan myös nimellä "peilikulma", on kulma, jonka muodostavat objektiivilinssin optisella akselilla oleva kohdepiste ja objektiivin etulinssin tehollinen halkaisija. Mitä suurempi aukkokulma on, sitä kirkkaampi valo tulee objektiiviin, mikä on verrannollinen objektiivin teholliseen halkaisijaan ja kääntäen verrannollinen etäisyyteen polttopisteestä.
Mikroskooppihavainnossa, jos halutaan nostaa NA-arvoa, aukkokulmaa ei voi kasvattaa, ja ainoa tapa on kasvattaa väliaineen taitekertoimen n-arvoa. Tämän periaatteen pohjalta valmistetaan vesiimmersioobjektiivilinssi ja öljyimmersioobjektiivilinssi. Koska väliaineen taitekerroin n on suurempi kuin 1, NA-arvo voi olla suurempi kuin 1.
Suurin numeerinen aukko on 1,4, mikä on teoreettisesti ja teknisesti raja. Tällä hetkellä väliaineena käytetään bronaftaleenia, jolla on korkea taitekerroin. Bronaftaleenin taitekerroin on 1,66, joten NA-arvo voi olla suurempi kuin 1,4.
Tässä on huomautettava, että objektiivilinssin numeerisen aukon vaikutukselle täyden pelin antamiseksi kondensaattorin 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, joka voidaan selvästi erottaa mikroskoopilla, joka tunnetaan myös nimellä "diskriminaationopeus". Sen laskentakaava on σ=λ/NA
missä σ on pienin resoluutioetäisyys; λ on valon aallonpituus; NA on objektiivin numeerinen aukko. Näkyvän objektiivilinssin resoluutio määräytyy objektiivin NA-arvon ja valaisevan valonlähteen aallonpituuden mukaan. Mitä suurempi NA-arvo, sitä lyhyempi valaistusvalon aallonpituus, sitä pienempi σ-arvo ja korkeampi resoluutio.
Tarkkuuden lisäämiseksi eli σ:n arvon pienentämiseksi voidaan tehdä seuraavat toimenpiteet:
1. Pienennä aallonpituuden λ-arvoa ja käytä lyhyen aallonpituuden valonlähdettä.
2. Nosta NA-arvoa (NA=nsinu/2) suurentamalla väliaineen n-arvoa.
3. Suurenna aukkokulman u-arvoa lisätäksesi NA-arvoa.
4. Lisää vaalean ja tumman kontrastia.
3. Suurennus ja tehokas suurennus
Objektiivilinssin ja okulaarin kahdesta suurennuksesta johtuen mikroskoopin kokonaissuurennuksen Γ tulisi olla objektiivin linssin suurennuksen ja okulaarin suurennuksen Γ1 tulo:
Γ= Γ1
On selvää, että mikroskoopilla voi olla paljon suurempi suurennus kuin suurennuslasilla, ja mikroskoopin suurennusta voidaan helposti muuttaa vaihtamalla objektiivilinssejä ja okulaareja eri suurennoksilla.
Suurennus on myös tärkeä mikroskoopin parametri, mutta et voi sokeasti uskoa, että mitä suurempi suurennus, sitä parempi. Mikroskoopin suurennuksen raja on tehollinen suurennus.
Tarkkuus ja suurennus ovat kaksi erillistä, mutta toisiinsa liittyvää käsitettä. On olemassa 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, voidaan saada vain kuva, jossa on suuret ääriviivat mutta epäselvät yksityiskohdat. , jota kutsutaan tehottomaksi suurennokseksi. Toisaalta, jos resoluutio on täyttänyt vaatimukset ja suurennus on riittämätön, mikroskoopilla on erotuskyky, mutta kuva on liian pieni ihmissilmälle selvästi nähtäväksi. Siksi, jotta mikroskoopin erotusvoimalle saadaan täysi peli, numeerinen aukko on sovitettava kohtuullisesti mikroskoopin kokonaissuurennukseen.
4. Tarkennuksen syvyys
Tarkennuksen syvyys on lyhenne tarkennuksen syvyydestä, eli mikroskooppia käytettäessä tarkennus on johonkin kohteeseen, ei vain pisteen tasossa olevat pisteet näkyvät selvästi, vaan myös tietyn paksuuden sisällä. koneen ylä- ja alapuolella. On selvää, että tämän selkeän osan paksuus on tarkennuksen syvyys. Kun tarkennussyvyys on suuri, koko tarkastettavan kohteen kerros näkyy, kun taas tarkennussyvyys on pieni, vain ohut kerros tarkastettavasta kohteesta näkyy. Tarkennuksen syvyydellä on seuraava suhde muihin teknisiin parametreihin:
1. Tarkennuksen syvyys on kääntäen verrannollinen objektiivin kokonaissuurennukseen ja numeeriseen aukkoon.
2. Tarkennuksen syvyys on suuri ja resoluutio on pienempi.
Pienisuurennuksen objektiivin suuren syväterävyyden vuoksi on vaikea ottaa kuvia matalan suurennoksen objektiivilla. Yksityiskohdat kuvataan mikrokuvissa.
Viisi, näkökentän halkaisija (FieldOfView)
Mikroskooppia katsottaessa 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 mikroskoopin alla näkyvään pyöreään näkökenttään. Mitä suurempi näkökentän halkaisija on, sitä helpompi se on havaita.
Siellä on kaava:
F=FN/
jossa F on näkökentän halkaisija;
FN-kentän numero (FieldNumber, lyhennettynä FN, merkitty okulaarin linssin kotelon ulkopuolelle);
- objektiivilinssin suurennus.
Se näkyy kaavasta:
1. Näkökentän halkaisija on verrannollinen näkökenttien lukumäärään.
2. Objektiivilinssin monikerran lisääminen pienentää näkökentän halkaisijaa. Näin ollen, jos näet koko kuvan tarkastetusta kohteesta pienitehoisen objektiivin alla ja korvaat sen tehokkaalla objektiivilinssillä, näet vain pienen osan tarkastetusta kohteesta.
6. Huono kattavuus
Mikroskoopin optiseen järjestelmään kuuluu myös peitinlasi. Peitelasin epätyypillisestä paksuudesta johtuen valon kulku sen jälkeen, kun valo pääsee ilmaan kansilasista ja taittuu, muuttuu, mikä johtaa vaihe-eroon, joka on huono peitto. Huono peitto vaikuttaa mikroskoopin äänenlaatuun.
Kansainvälisesti suojalasin vakiopaksuus on {{0}},17 mm ja sallittu alue on 0.16-0,18 mm. Tämän paksuusalueen ero on laskettu objektiivin valmistuksessa. Objektiivin linssikoteloon merkitty 0,17 ilmaisee objektiivin suojalasin vaaditun paksuuden.
7. Työetäisyys WD
Työetäisyyttä kutsutaan myös kohdeetäisyydeksi, jolla tarkoitetaan objektiivin etulinssin pinnan ja tarkastettavan kohteen välistä etäisyyttä. Mikroskoopin tarkastuksen aikana tarkastettavan kohteen tulee olla 1-2 kertaa objektiivin polttoväli. Siksi se ja polttoväli ovat kaksi käsitettä. Se, mitä yleensä kutsumme tarkentamiseksi, on itse asiassa työetäisyyden säätämistä.
Kun objektiivin numeerinen aukko on vakio, työetäisyys on lyhyt ja aukkokulma suuri.
Suurentunut objektiivi suurella numeerisella aukolla ja pienellä työskentelyetäisyydellä
