Optinen mikroskopia - Optisen linssin ominaisuudet ja näkyvän valon diffraktio selitetty
Mikroskoopin jälkeen ihmiset ovat nähneet pieniä organismeja ja soluja, joita ei ole koskaan ennen nähty. Suurennuslasi on kehittynyt alkeellisimmasta yksilinssistä monimutkaisen rakenteen omaavaksi yhdistelmämikroskoopiksi. Yli 100 vuoden jatkuvan tutkimuksen ja parantamisen jälkeen nykyisen optisen mikroskoopin rakenne on suhteellisen valmis, ja resoluutio on periaatteessa lähellä teoreettista arvoa. Siksi sitä käytetään laajasti lääketieteessä, biologiassa, erilaisissa tieteellisissä tutkimuksissa, opetuksessa ja tuotannossa, kuten materiaaleissa.
1. Optisen linssin ominaisuudet
1. Valon taittuminen Homogeenisessa isotrooppisessa väliaineessa valo etenee suoraa linjaa kahden pisteen välillä. Kulkiessaan läpinäkyvien esineiden läpi, joilla on eri tiheys, tapahtuu taittumista. Tämä johtuu siitä, että valo kulkee eri nopeuksilla eri medioissa. Kun valonsäteet, jotka eivät ole kohtisuorassa läpinäkyvän esineen pintaan nähden (kuten ilmasta), tulevat läpinäkyvään esineeseen (kuten lasiin), valo muuttaa suuntaa rajapinnallaan ja muodostaa taitekulman normaalin kanssa.
2. Lasilinssin suorituskyky Linssi on mikroskoopin optisen järjestelmän yksinkertaisin ja tärkein optinen komponentti. Objektiivilinssit, okulaarit ja kondensaattorit koostuvat kaikki yhdestä tai useammasta linssistä. Muotonsa mukaan ne voidaan jakaa kolmeen luokkaan: kuperat linssit, tasopeilit ja koverat linssit. Yleisimmin käytetyt yhdistelmät ovat kuperat linssit ja koverat linssit. Kun litteä valonsäde kulkee kuperan linssin läpi, se suppenee ja leikkaa yhdessä pisteessä, jota kutsutaan "tarkennuspaikaksi". Polttopisteen läpi kulkevaa tasoa, joka on kohtisuorassa optiseen akseliin nähden, kutsutaan "polttotasoksi". Polttopisteitä on kaksi, kohdeavaruuden polttopistettä kutsutaan "objektin polttopisteeksi" ja siellä olevaa polttopistettä kutsutaan "objektin polttotasoksi"; päinvastoin kuvaavaruuden polttopistettä kutsutaan "kuvan polttopisteeksi". Polttotasoa kohdassa kutsutaan "kuvan neliön polttotasoksi". Kun valo kulkee koveran linssin läpi, se muodostaa pystysuoran virtuaalisen kuvan; kun se kulkee kuperan linssin läpi, se muodostaa käänteisen todellisen kuvan. Todelliset kuvat voivat ilmestyä näytölle, kun taas virtuaaliset kuvat eivät.
3. Kuvaamiseen vaikuttava avaintekijä - aberraatio Objektiivisista olosuhteista johtuen mikä tahansa optinen järjestelmä voi muodostaa teoriassa ihanteellisen kuvan, mutta erilaisten vaihe-erojen olemassaolo vaikuttaa kuvanlaatuun.
2. Näkyvän valon diffraktio
Pieni aukko optisessa instrumentissa vastaa pientä pyöreää reikää, jonka läpi valo kulkee. Koska perifeerisen kirkkaan renkaan intensiteetti on suhteellisen alhainen, sitä on yleensä vaikea erottaa ja tunnistaa paljaalla silmällä, ja vain keskellä oleva kirkas täplä voidaan nähdä. Tärkeintä on vähentää valonlähteen aallonpituutta. Siksi kahdelle pienelle kohdepisteelle, jotka ovat hyvin lähellä toisiaan, vastaavat kaksi ilmavaa pistettä menevät päällekkäin, eikä edes kahden kohdepisteen kuvia voida erottaa. Voidaan nähdä, että optisten instrumenttien resoluutio on rajoitettu valon diffraktiosta johtuen.
