Optisk vej for almindeligt optisk mikroskop
1. Et almindeligt optisk mikroskop er et optisk præcisionsinstrument. Tidligere bestod simple mikroskoper kun af få linser, mens nutidens mikroskoper består af et sæt linser. Almindelige optiske mikroskoper kan normalt forstørre objekter 1500-2000 gange. (1) Mikroskopets struktur Strukturen af det almindelige optiske mikroskop kan opdeles i to dele: den ene er den mekaniske enhed, og den anden er det optiske system. Først når disse to dele samarbejder godt, kan mikroskopet fungere. For det første mikroskopets mekaniske anordning Mikroskopets mekaniske anordning omfatter rammen, linsecylinderen, objektivlinsekonverteren, scenen, skubbestangen, den grove skrue, mikroskruen og andre komponenter. Beslaget består af en base og en spejlarm. Scenen og linserøret er fastgjort til det, hvilket er grundlaget for installation af de optiske forstørrelsessystemkomponenter.
(2) Okularet er forbundet med linserøret på linserøret, og konverteren er forbundet til bunden, hvilket danner et mørkt rum mellem okularet og objektivlinsen (installeret under konverteren). Afstanden fra objektivets bagkant til enden af løbet kaldes den mekaniske cylinderlængde. Fordi forstørrelsen af objektivlinsen er for en vis længde af linserøret. Ændringer i længden af objektivrøret vil ikke kun ændre forstørrelsen, men også påvirke billedkvaliteten. Ved brug af mikroskopet kan længden af linserøret derfor ikke ændres efter ønske. Internationalt er mikroskopets standard cylinderlængde sat til 160 mm, og dette tal er markeret på objektivlinsens hus.
(3) Objektivlinseskifter Næselinseskifteren kan udstyres med 3 til 4 objektivlinser, normalt tre objektivlinser (lav forstørrelse, høj forstørrelse, olielinse). Nikon mikroskoper er udstyret med fire objektiver. Ved at dreje konverteren kan enhver objektivlinse forbindes til linserøret efter behov, og okularet på linserøret udgør et forstørrelsessystem.
(4) Der er et hul i midten af scenen, som er lysvejen. Scenen er udstyret med fjederprøveklemmer og skubbestænger, hvis funktion er at fiksere eller flytte prøvens position, så den mikroskopiske genstand er lige i centrum af synsfeltet.
(5) Skubberen er en mekanisk anordning, der flytter prøven. Den er lavet af en metalramme med to fremdriftsgear, et vandret og et lodret. Et godt mikroskop har skalaer indgraveret på stangen for at skabe et meget præcist plan. Koordinatsystem. Hvis du ønsker at observere en bestemt del af testprøven gentagne gange, kan du registrere værdien af den lodrette og vandrette lineal under den første inspektion og derefter flytte skubbestangen i overensstemmelse med værdien for at finde placeringen af den originale prøve.
(6) Grov spiral er en mekanisme, der justerer afstanden mellem objektivlinsen og prøven ved at flytte linsecylinderen. I gamle mikroskoper, efter at den grove spiral er snoet fremad, falder linsen ned og nærmer sig prøven. Når du udfører mikroskopi på nye produktionsmikroskoper, skal du dreje scenen fremad med højre hånd for at hæve scenen for at bringe prøven tættere på objektivet og omvendt.
(7) Mikrobevægelsesskruen kan kun bruge grovbevægelsesskruen til at groft justere brændvidden. For at få et skarpt billede skal du foretage yderligere justeringer med mikroskrue. Linserøret bevæger sig 0,1 mm (100 mikron) for hver omdrejning af båndskruen. De tykke og tynde spiraler i det nyproducerede gao-ende mikroskop er koaksiale. 2. Mikroskopets optiske system Mikroskopets optiske system består af en reflektor, en kondensator, en objektivlinse, et okular osv. Det optiske system forstørrer objektet for at danne et forstørret billede af objektet.
(1) Spejle Tidlige almindelige optiske mikroskoper brugte naturligt lys til at inspicere objekter, og et spejl blev installeret på rammen. Reflektoren består af en flad overflade og et konkavt spejl på den anden, som kan reflektere lys, der rammer den, til midten af kondensatorlinsen og derved oplyse prøven. Når du ikke bruger en kondensator, skal du bruge et konkavt spejl. Konkave spejle fokuserer lys. Ved brug af en kondensator bruges generelt et fladt spejl. Den nyproducerede ringere mikroskopramme er udstyret med en lyskilde og en strømjusteringsskrue, som kan justere lysintensiteten ved at justere strømmen.
(2) Kondensator Kondensatoren er under bordet. Den består af en kondensatorlinse, en iriserende blænde og en løfteskrue. Koncentratorer kan opdeles i brightfield-koncentratorer og darkfield-koncentratorer. Almindelige optiske mikroskoper er udstyret med lysfeltskondensatorer. Brightfield-kondensatorer omfatter Abbe-kondensatorer, oplysningskondensatorer og faldende sandkondensatorer. Abbe-kondensatorer lider af kromatiske og sfæriske aberrationer, når den objektive numeriske blændeåbning er højere end 0.6. Qiming-kondensatorer er stærkt korrigeret for kromatisk aberration, sfærisk aberration og koma. Det er en kondensator af høj kvalitet til lysfeltsmikroskopi, men den er ikke egnet til formål under 4x. Udrystning af kondensatoren kan ryste kondensatorens øverste linse ud af lysbanen for at imødekomme behovene for objektiv med lav forstørrelse (4×) stort synsfeltbelysning.
Kondensatoren er installeret under scenen, og dens funktion er at fokusere lyset, der reflekteres af lyskilden på prøven gennem spejlet for at opnå stærk belysning og gøre billedet af objektet lyst og klart. Kondensatorens højde er justerbar, så fokus falder på det objekt, der skal inspiceres, og der opnås høj lysstyrke. Brændpunktet for den generelle kondensator er 1,25 mm over den, og dens stigningsgrænse er 0,1 mm under sceneplanet. Derfor bør tykkelsen af det påkrævede objektglas være mellem 0.8-1,2 mm, ellers vil prøven under inspektion ikke være i stand til at fokusere, hvilket vil påvirke den mikroskopiske effekt. Der er også en iriserende blænde foran kondensatorens frontlinsegruppe, som kan åbnes og lukkes, hvilket påvirker billedets opløsning og kontrast. Hvis irisåbningen åbnes for stort, ud over objektivets numeriske blænde, vil der opstå flare; hvis blænden lukkes for lille ned, reduceres opløsningen og kontrasten øges. Ved observation åbnes derfor feltblænden (mikroskop med feltblænde) til den ydre tangent i periferien af synsfeltet, så objekter, der ikke er i synsfeltet, ikke kan få noget lys . Belysning undgår spredt lysinterferens.
(3) Objektivlinsen, der er installeret på konverteren i den forreste ende af linserøret, bruger lys til at fremstille genstanden, der skal inspiceres for første gang. Objektivets billedkvalitet har en afgørende indflydelse på opløsningen. Et objektivs ydeevne afhænger af objektivets numeriske blænde (numerisk blænde forkortet til NA). Den numeriske blænde for hvert objektiv er markeret på objektivets hus. Jo større numerisk blænde, jo bedre ydeevne har objektivet. Der findes mange typer objektivlinser, som kan klassificeres fra forskellige vinkler: Ifølge forskellen i mediet mellem objektivlinsens frontlinse og objektet, der skal inspiceres, kan det opdeles i: 1. Den tørre objektivlinse bruger luft som medium, f.eks. den almindeligt anvendte objektivlinse under 4{{10}}×, er den numeriske blænde lig med mindre end 1. ②Olie nedsænkningsobjektiver bruger ofte cederolie som medium. Sådanne objektiver kaldes også olielinser. Dens forstørrelse er 90×-100×, og den numeriske blændeværdi er større end 1. Ifølge forstørrelsen af objektivlinsen kan den opdeles i: ①Low-power objektiv refererer til 1× -6×, NA-værdien er 0.04-0.15; ②Mål med mellemstyrke refererer til 6×-25×, NA-værdien er 0.15-0.40; ③Højeffektmål refererer til 25 ×—63×, NA-værdien er 0,35—0,95; ④ Olie nedsænkningsobjektiv refererer til 90×—100×, NA-værdien er 1,25—1,40. I henhold til graden af aberrationskorrektion kan klassificeringen opdeles i: ① Akromatisk objektivlinse er en almindeligt brugt objektivlinse, markeret med "Ach" på skallen, denne objektivlinse kan fjerne den kromatiske aberration dannet af rødt lys og cyan. Lys. Det bruges ofte i forbindelse med Huygens okularer i mikroskopi. ②Det apokromatiske objektiv er markeret med ordet "Apo" på objektivhuset. Ud over at korrigere den kromatiske aberration af rødt, blåt og grønt lys, kan det også korrigere faseforskellen forårsaget af gult lys. Det bruges ofte i forbindelse med kompenserende okularer. ③ Specielle objektivlinser fremstilles på basis af ovenstående objektivlinser for at opnå en bestemt specifik observationseffekt. Såsom: objektivlinse med korrektionsring, objektivlinse med feltblænde, fasekontrastobjektivlinse, fluorescensobjektivlinse, belastningsfri objektivlinse, hætteløs objektivlinse, objektivlinse med lang arbejdsafstand osv. De almindeligt anvendte objektivlinser i pt. forskning er: semi-apokromatisk mål (FL), plan mål (Plan), plan apokromatisk mål (Plan Apo), super plan mål (Splan, super plan apochromat) mål (Splan) Apo) osv.
(4) Okular Okularets funktion er at forstørre det virkelige billede forstørret af objektivlinsen igen og reflektere objektbilledet til observatørens øjne. Strukturen af okularet er enklere end objektivlinsen. Okularet på et almindeligt optisk mikroskop består normalt af to linser. Den øverste linse kaldes "okularet", og den nederste linse kaldes "feltlinsen". Mellem de øvre og nedre linser eller under de to linser er der en ringformet metalmembran eller "feltmembran". Efter forstørrelsen falder mellembilledet af objektivlinsen på feltblændens plan, så et okularmikrometer kan placeres. Ofte brugte okularer i optiske mikroskoper er. For Huygens okularer, hvis du skal udføre forskning, skal du generelt vælge okularer med bedre ydeevne, såsom kompenserende okularer (K), flade okularer (P) og wide field okularer (WF). Brug et fotografisk okular (NFK), når du tager billeder.
(2) Optisk mikroskop Forstørrelsen af mikroskopet sker gennem linsen, og billeddannelsen af en enkelt linse har aberrationer, som påvirker billedkvaliteten. En linsegruppe bestående af en enkelt linse svarer til en konveks linse med bedre forstørrelse. Figur 1-4 er hovedmetoden for mikroskop-billeddannelse. AB er eksemplet.
(3) Mikroskopets ydeevne. Opløsningen af et mikroskop afhænger af forskellige forhold i det optiske system. Objektet, der observeres, skal have høj forstørrelse og være tydeligt. Hvorvidt et objekt kan vise en klar og fin struktur efter forstørrelse afhænger først af objektivlinsens ydeevne, efterfulgt af ydeevnen af okularet og kondensatoren.
1. Numerisk blænde kaldes også blændeforhold (eller blændeforhold), forkortet til NA, og deres værdier er markeret på objektivlinsen og kondensatorlinsen. Blænde og numerisk blænde er hovedparametrene for objektiver og kondensatorer og er også vigtige indikatorer til at bedømme deres ydeevne. Numerisk blænde er tæt forbundet med forskellige egenskaber ved mikroskoper. Den er proportional med mikroskopets opløsning og omvendt proportional med dybden af fokus. Den er proportional med kvadratroden af spejlbilledets lysstyrke. Den numeriske blænde kan udtrykkes med følgende formel: NA=n.sin 2 hvor: n——middelopløsningen mellem objektivlinsen og prøven ——objektivets objektivåbningsvinkel Den såkaldte linsens åbningsvinkel refererer til afstanden fra objektivlinsens optiske akse. Vinklen mellem det lys, der udsendes af det øverste objektpunkt og kanten af den effektive diameter af objektivlinsens frontlinse er vist i figur 1-5 . Linsens åbningsvinkel er altid mindre end 180 grader. Da luftens brydningsindeks er 1, er den numeriske åbning af det tørre objektiv altid mindre end 1, generelt 0.05-0.95; hvis olienedsænkningsobjektivet er nedsænket i cederolie (med et brydningsindeks på 1,515), kan den numeriske blænde nå op på 1,5. Mens grænsen for numerisk blænde teoretisk set er lig med brydningsindekset for det anvendte nedsænkningsmedie, er det i praksis umuligt at nå denne grænse fra et objektivfremstillingsteknologisk perspektiv. Normalt inden for det praktiske område er den største numeriske åbning af olienedsænkningsobjektiver 1,4. De mellemstore brydningsindekser for flere stoffer er som følger: 1,0 for luft, 1,33 for vand, 1,5 for glas, 1,47 for glycerin og 1,52 for cedertræ. Virkningen af mediets brydningsindeks på objektivlinsens optiske vej er vist i figur 1-6.
2. Opløsningen D kan udtrykkes med følgende formel: D=λ/2N.A. Bølgelængden af synligt lys er 0.4-0,7 mikron med en gennemsnitlig bølgelængde på 0,55 mikron. Hvis der anvendes et objektiv med en numerisk blænde på 0.65, så D {{10}}.55 mikron / 2 x 0.65=0.42 mikron . Det betyder, at objekter større end 0.42 mikron kan observeres, og objekter mindre end 0.42 mikron kan ikke ses. Hvis et objektiv med en numerisk blænde på 1,25 bruges, så D=2.20 mikron. Enhver genstand, der skal inspiceres, hvis længde er større end denne værdi, vil være synlig. Det kan ses, at jo mindre D-værdien er, jo højere opløsning og jo klarere er objektbilledet. Ifølge ovenstående formel kan opløsningen forbedres ved: (1) at reducere bølgelængden; (2) forøgelse af brydningsindekset; (3) forøgelse af linsevinklen. Ultraviolet lys-baserede mikroskoper og elektronmikroskoper bruger korte bølgelængder af lys til at forbedre opløsningen til at undersøge mindre objekter. Opløsningen af objektivlinsen er tæt forbundet med billedets skarphed. Okularer har ikke denne funktion. Okularet forstørrer kun billedet produceret af objektivet.
3. Forstørrelse: Mikroskopet forstørrer objektet, først gennem objektivlinsen * sekundær forstørrelse, og okularet forårsager sekundær forstørrelse på afstanden til lys vision. Forstørrelsen er volumenforholdet mellem det bagerste billede og det originale objekt. Derfor er mikroskopets forstørrelse (V) lig med produktet af forstørrelsen af objektivlinsen (V1) og forstørrelsen af okularet (V2), nemlig: V=V1×V2 Beregningsmetoden for sammenligningen kan fås ud fra følgende formel M= △ × D F1 F2 F1 =Objektiv brændvidde F2=Okulær brændvidde △=Lysrørlængde D{{ 12}}Fri sigteafstand (=250mm) △=Forstørrelsesobjektiv D=Okulærforstørrelse M=Mikroskopforstørrelse F1 F2 Indstilling △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Derefter M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 gange F1 F2 4 15
4. Fokusdybde: Observer prøven under et mikroskop. Når fokus er på et bestemt billedplan, er billedet af objektet klart, og billedplanet er målplanet. Ud over målfladen i synsfeltet kan der også ses slørede objektbilleder over og under målfladen. Afstanden mellem disse to overflader kaldes fokusdybden. Fokusdybden for et objektiv er omvendt proportional med den numeriske blænde og forstørrelsen: Jo større den numeriske blænde og forstørrelsen er, jo mindre er fokusdybden. Derfor skal justeringen af oliespejlet være mere omhyggelig end justeringen af laveffektspejlet, ellers er det let at få genstanden til at glide igennem og ikke blive fundet.
