Mikrobiologisten öljymikroskooppien kokonaissuurennuksen ja resoluution välinen suhde
Mikrobiologisessa tutkimuksessa käytettäviä mikroskooppeja on yleensä kolmea tyyppiä: öljylinssi, jolla on pieni suurennus (10×), suurennostettu objektiivilinssi (40×) ja öljylinssi ( 100×). Siellä on myös sana "OI" (öljyimmersio), joka osoittaa, että sillä on suurin suurennus kolmesta. Erisuurennuksilla varustettujen okulaarien käytöstä riippuen tarkastettava kohde voidaan suurentaa 1000-1600 kertaa. Käytettäessä öljylinssien ja muiden objektiivilinssien ero on se, että objektilasien ja objektiivin välissä ei ole ilmakerrosta, vaan öljykerros, jota kutsutaan öljyimmersiojärjestelmäksi. Setriöljyä käytetään usein tämän öljynä, koska setriöljyn taitekerroin on n=1,52, joka on sama kuin lasin. Kun valo kulkee lasilevyn läpi, se voi päästä objektiiviin suoraan setriöljyn läpi ilman taittumista. Jos lasilevyn ja objektiivin välissä oleva väliaine on ilmaa, sitä kutsutaan kuivaksi järjestelmäksi. Kun valo kulkee lasilevyn läpi, se taittuu ja siroaa, ja objektiiviin tuleva valo vähenee selvästi, mikä vähentää näkökentän valaistusta. Öljylinssien käyttö ei voi ainoastaan lisätä valaistusta, vaan myös lisätä numeerista aukkoa, koska mikroskoopin suurennusteho määräytyy sen numeerisen aukon perusteella. Niin sanottu numeerinen aukko on puolet sinistä suurimmasta kulmasta, jossa valo heijastuu objektiiviin (kutsutaan linssikulmaksi), kerrottuna lasilevyn ja objektiivin välisen väliaineen taitekertoimella. Se voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla: NA=n×sinа missä NA{{10}} Numeerinen aukko; n=väliaineen taitekerroin;=puolet suurimmasta tulokulmasta, eli puolet peilin suukulmasta. Siksi mitä suuremmassa kulmassa valo osuu objektiiviin, sitä suurempi on mikroskoopin tehokkuus. Tämän kulman koko määräytyy objektiivin halkaisijan ja polttovälin mukaan. Samanaikaisesti a:n teoreettinen raja on 90. . sin90. =1, joten kun ilmaa käytetään väliaineena (n=1), numeerinen aukko ei voi ylittää 1:tä. Esimerkiksi kun setriöljyä käytetään väliaineena, n kasvaa ja myös numeerinen aukko lisääntyy. Esimerkiksi jos valon tulokulma on 120o ja sen puolisini on sin60o=0.87, niin: kun ilmaa käytetään väliaineena: NA{ {22}}×0.87=0.87 Käytettäessä vettä väliaineena: NA=1.33×0.87=1.15 Kun setriöljyä käytetään väliaineena: NA =1.52×0.87=1.32 Mikroskoopin resoluutio viittaa mikroskoopin kykyyn erottaa kahden pisteen välinen vähimmäisetäisyys. Se on suoraan verrannollinen objektiivin numeeriseen aukkoon ja kääntäen verrannollinen aallonpituuden pituuteen. Siksi mitä suurempi objektiivin linssin numeerinen aukko on ja mitä lyhyempi valoaallon aallonpituus, sitä suurempi on mikroskoopin resoluutio ja sitä selvemmin tarkastettavan kohteen hieno rakenne voidaan erottaa. Siksi korkea resoluutio tarkoittaa pientä erotettavaa etäisyyttä. Nämä kaksi tekijää liittyvät käänteisesti toisiinsa. Yleensä jotkut ihmiset puhuvat resoluutiosta mikrometreinä tai nanometreinä. Tämä itse asiassa sekoittaa resoluution vähimmäisresoluutioetäisyyteen. Herätä. Mikroskoopin erotuskyky ilmaistaan vähimmäisetäisyydellä, joka voidaan erottaa. Pienin etäisyys, joka voidaan erottaa kahden pisteen välillä=λ/2NA jossa λ=valoaallon aallonpituus. Paljain silmin tuntemien valoaaltojen keskimääräinen pituus on 0,55 μm. Jos käytetään suuritehoista objektiivilinssiä, jonka numeerinen aukko on 0,65, se pystyy erottamaan kahden pisteen välisen etäisyyden. on 0,42 μm. Kahden alle 0,42 μm:n pisteen välistä etäisyyttä ei voida erottaa. Vaikka suurempaa okulaaria käytettäisiin lisäämään mikroskoopin kokonaissuurennusta, sitä ei silti voida erottaa. Ainoa ratkaisu on käyttää suurempaa objektiivilinssiä suuremmalla numeerisella aukolla sen resoluution lisäämiseksi. Esimerkiksi käytettäessä öljylinssiä, jonka numeerinen aukko on 1,25, kahden erotettavan pisteen välinen vähimmäisetäisyys on=0,55/(2×1,25)=0,22 μm. Näin ollen voimme nähdä, että jos käytetään suuritehoista objektiivilinssiä (NA=0.65), jonka suurennus on 40-kertainen, ja okulaaria, jonka suurennus on 24-kertainen, vaikka kokonaissuurennus on 960-kertainen, resoluution vähimmäisetäisyys on vain 0,42 μm. Jos käytät öljylinssiä, jonka suurennus on 90-kertainen (NA=1.25) ja okulaaria, jonka suurennus on 9-kertainen, vaikka kokonaissuurennus on 810-kertainen, voit erottaa etäisyyden 0,22 μm.
