Hvordan kan mikroskopets opløsning øges?
Mikroskop er et af hovedudstyret til testudstyr, og det vigtige indeks til at bedømme mikroskopets ydeevne er opløsning. Opløsning refererer til evnen til klart at skelne den lille afstand mellem to små punkter eller to linjer. Det menneskelige øje er i sig selv et mikroskop. Under standard lysforhold er opløsningen af det menneskelige øje på synsafstanden (internationalt anerkendt som 25 cm) omkring 1/10 mm. For at observere to lige linjer kan opløsningen af øjnene forbedres, fordi de lige linjer kan stimulere en række nerveceller.
Opløsningen af det menneskelige øje er kun 1/10 mm, så det menneskelige øje kan ikke skelne genstande mindre end 1/10 mm eller afstanden mellem to små genstande tættere på end 1/10 mm. Så der dukkede op fra et simpelt makroskopisk forstørrelsesglas til et optisk mikroskop til mikroskopisk observation og derefter et elektronmikroskop. Mikroskopopløsning er defineret som den mindste afstand mellem to små pletter, der tydeligt kan opløses på en prøve. Dens beregningsformel er: D=0.61λ/NA
I formlen: D er opløsningen (um); λ er bølgelængden af lyskilden (um); NA er den numeriske blænde for objektivlinsen (også kaldet blændeforholdet).
Det kan opnås ud fra formlen, at mikroskopets opløsning afhænger af bølgelængden af den indfaldende lyskilde og den numeriske blænde på den matchede objektivlinse. Det kan ses, at metoden til at forbedre det optiske mikroskop:
1. Reducer lyskildens bølgelængde.
Den kortere bølgelængde af synligt lys er 390nm. Hvis ultraviolet lys af denne bølgelængde bruges som belysningskilde, kan opløsningen af det optiske mikroskop reduceres til 0,2um. Men da glasset af de mest almindelige materialer absorberer en stor mængde lys med en bølgelængde under 340nm, kan det ultraviolette lys ikke danne et klart og lyst billede efter en stor mængde dæmpning. Derfor skal der bruges dyre materialer som kvarts (som kan passere gennem ultraviolet lys så lavt som 200nm) og fluorit (som kan passere gennem ultraviolet lys helt ned til 185nm), og ultraviolet lysmikroskopet kan ikke observeres med det blotte øje og endda begrænset af observationsprøven. Ud over de høje omkostninger er denne metode til at forbedre opløsningen af mikroskopet ikke meget brugt på grund af sine egne begrænsninger.
2. Forøg den numeriske blænde NA for objektivlinsen.
Numerisk blænde NA=n*sin(u)
I formlen er n brydningsindekset for mediet mellem objektivlinsen og prøven; u er objektivets halve blændevinkel. Derfor er passende at vedtage en større blændevinkel med hensyn til optisk design eller forøgelse af brydningsindeks blevet en almindelig metode til at forbedre opløsningen af et optisk mikroskop. Generelt er mediet for objektivlinser med lav forstørrelse, såsom under 10X, luft, og brydningsindekset er 1, det vil sige den tørre objektivlinse; vandnedsænkningsmediet er destilleret vand, og dets brydningsindeks er 1,33; olie-immersionsobjektivlinsemediet er cederolie eller andre gennemsigtige olier, og dets brydningsindeks er generelt omkring 1,52, hvilket er tæt på brydningsindekset for linsen og glasglasset, såsom Olympus 100X olielinse. Vandnedsænkningsobjektivlinsen og olienedsænkningsobjektivlinsen har ikke kun høj forstørrelse, men forbedrer også objektivlinsens opløsning på grund af brugen af medier med højt brydningsindeks.
