Detaljeret forklaring af de syv parametre i det optiske mikroskop
Under mikroskopisk inspektion håber folk altid at have et klart og lyst idealbillede, som kræver, at mikroskopets optiske tekniske parametre opfylder visse standarder, og kræver, at det ved brug skal koordineres efter formålet med mikroskopisk inspektion og den faktiske situationsforhold mellem parametre. Kun på denne måde kan vi give fuldt ud spil til mikroskopets korrekte ydeevne og opnå tilfredsstillende mikroskopiske inspektionsresultater.
Mikroskopets optiske tekniske parametre omfatter: numerisk blænde, opløsning, forstørrelse, fokusdybde, synsfeltsbredde, dårlig dækning, arbejdsafstand osv. Disse parametre er ikke altid, jo højere jo bedre. De er gensidigt begrænsende. Ved brug bør forholdet mellem parametrene koordineres efter formålet med mikroskopi og den faktiske situation, men opløsningen bør garanteres.
1. Numerisk blænde
Numerisk blænde er forkortet til NA. Numerisk blænde er den vigtigste tekniske parameter for objektivlinsen og kondensatorlinsen, og det er en vigtig indikator til at bedømme ydeevnen af begge (især for objektivlinsen). Størrelsen af dens numeriske værdi er markeret på henholdsvis objektivlinsens og kondensatorlinsens skal.
Den numeriske blænde (NA) er produktet af brydningsindekset (n) af mediet mellem den forreste linse på objektivlinsen og det objekt, der skal inspiceres, og sinusen af halvdelen af blændevinklen (u). Formlen er udtrykt som følger: NA=nsinu/2
Blændevinkel, også kendt som "spejlvinkel", er den vinkel, der dannes af objektpunktet på objektivlinsens optiske akse og den effektive diameter af objektivlinsens frontlinse. Jo større blændevinklen er, jo stærkere er lyset, der kommer ind i objektivet, hvilket er proportionalt med objektivets effektive diameter og omvendt proportionalt med afstanden fra brændpunktet.
Hvis du under mikroskopobservation ønsker at øge NA-værdien, kan blændevinklen ikke øges. Den eneste måde er at øge brydningsindekset n værdi af mediet. Baseret på dette princip produceres vandsænkningsobjektivet og oliesænkningsobjektivet. Da brydningsindekset n for mediet er større end 1, kan NA-værdien være større end 1.
Den maksimale numeriske blændeværdi er 1,4, hvilket har nået grænsen både teoretisk og teknisk. På nuværende tidspunkt anvendes bronaphthalen med højt brydningsindeks som medium. Brydningsindekset for bronaphthalen er 1,66, så NA-værdien kan være større end 1,4.
Det skal her pointeres, at for at give fuldt udspil til effekten af objektivlinsens numeriske blænde, bør NA-værdien af kondensatoren være lig med eller lidt større end NA-værdien af objektivlinsen under observation.
Numerisk blænde har et tæt forhold til andre tekniske parametre, og det bestemmer og påvirker nærmest andre tekniske parametre. Den er proportional med opløsningen, proportional med forstørrelsen og omvendt proportional med dybden af fokus. Når NA-værdien stiger, vil bredden af synsfeltet og arbejdsafstanden falde tilsvarende.
2. Opløsning
Mikroskopets opløsning refererer til den mindste afstand mellem to objektpunkter, der tydeligt kan skelnes af mikroskopet, også kendt som "diskrimineringshastigheden". Dens beregningsformel er σ=λ/NA
hvor σ er den mindste opløsningsafstand; λ er lysets bølgelængde; NA er den numeriske blænde for objektivlinsen. Opløsningen af den synlige objektivlinse bestemmes af NA-værdien af objektivlinsen og bølgelængden af belysningslyskilden. Jo større NA-værdien er, jo kortere er bølgelængden af belysningslyset, jo mindre er σ-værdien, og jo højere opløsning.
For at forbedre opløsningen, det vil sige at reducere σ-værdien, kan følgende foranstaltninger tages
(1) Reducer bølgelængden λ og brug en lyskilde med kort bølgelængde.
(2) Forøg n-værdien af mediet for at øge NA-værdien (NA=nsinu/2).
(3) Forøg blændevinklen u-værdien for at øge NA-værdien.
(4) Øg kontrasten mellem lys og mørke.
3. Forstørrelse og effektiv forstørrelse
På grund af de to forstørrelser af objektivlinsen og okularet, bør mikroskopets samlede forstørrelse Γ være produktet af objektivlinsens forstørrelse og okularforstørrelsen Γ1:
Γ= Γ1
Det er klart, at mikroskopet kan have meget højere forstørrelse end forstørrelsesglasset, og mikroskopets forstørrelse kan nemt ændres ved at udskifte objektivlinser og okularer med forskellige forstørrelser.
Forstørrelse er også en vigtig parameter i mikroskopet, men vi kan ikke blindt tro, at jo højere forstørrelsen er, jo bedre. Grænsen for mikroskopforstørrelse er den effektive forstørrelse.
Opløsning og forstørrelse er to forskellige, men gensidigt udelukkende begreber. Der er en relationel formel: 500NA<><>
Når den numeriske blænde på den valgte objektivlinse ikke er stor nok, det vil sige opløsningen ikke er høj nok, kan mikroskopet ikke skelne objektets fine struktur. På dette tidspunkt, selvom forstørrelsen øges for meget, kan der kun opnås et billede med en stor kontur, men uklare detaljer. , kaldet den ineffektive forstørrelse. På den anden side, hvis opløsningen har opfyldt kravene, og forstørrelsen er utilstrækkelig, har mikroskopet evnen til at løse, men billedet er for lille til at ses tydeligt af det menneskelige øje. Derfor, for at give fuldt spil til mikroskopets opløsningsevne, bør den numeriske blænde være rimeligt afstemt med mikroskopets totale forstørrelse.
4. Dybde af fokus
Fokusdybden er forkortelsen af fokusdybden, det vil sige, når man bruger et mikroskop, når fokus er på et objekt, kan ikke kun punkterne på punktets plan ses tydeligt, men også inden for en vis tykkelse over og under flyet. Tykkelsen af denne klare del er tydeligvis dybden af fokus. Når fokusdybden er stor, kan hele laget af objektet, der skal inspiceres, ses, mens når fokusdybden er lille, kan kun et tyndt lag af objektet, der skal inspiceres, ses. Fokusdybden har følgende forhold til andre tekniske parametre:
(1) Fokusdybden er omvendt proportional med den samlede forstørrelse og den numeriske blænde på objektivlinsen.
(2) Fokusdybden er stor, og opløsningen er reduceret.
På grund af den store dybdeskarphed af objektivet med lav forstørrelse, er det svært at tage billeder med objektivet med lav forstørrelse. Detaljer vil blive beskrevet i mikrofotografierne.
5. Synsfelt (FieldOfView)
Når man observerer et mikroskop, kaldes det lyse cirkulære område, der ses, for synsfeltet, og dets størrelse bestemmes af feltmembranen i okularet.
Diameteren af synsfeltet kaldes også bredden af synsfeltet, hvilket refererer til den faktiske rækkevidde af objektet under inspektion, der kan rummes i det cirkulære synsfelt set under mikroskopet. Jo større diameter synsfeltet er, jo lettere er det at observere.
Der er formlen F=FN/
I formlen, F: diameteren af synsfeltet, FN: nummeret på synsfeltet (FieldNumber, forkortet FN, markeret på ydersiden af objektivrøret på okularet), : forstørrelsen af objektivlinsen .
Det kan ses ud fra formlen:
(1) Diameteren af synsfeltet er proportional med antallet af synsfelter.
(2) Forøgelse af multiplum af objektivlinsen reducerer diameteren af synsfeltet. Derfor, hvis du kan se hele billedet af det inspicerede objekt under en laveffekt-linse, og erstatte det med et high-power-objektiv, kan du kun se en lille del af det inspicerede objekt.
6. Dårlig dækning
Mikroskopets optiske system inkluderer også dækglasset. På grund af den ikke-standardiserede tykkelse af dækglasset ændres lysvejen efter lyset i luften fra dækglasset og brydes, hvilket resulterer i en faseforskel, hvilket er dårlig dækning. Dårlig dækning påvirker mikroskopets lydkvalitet.
Internationalt er standardtykkelsen af dækglasset {{0}}.17 mm, og det tilladte område er 0.16-0.18 mm. Ved fremstillingen af objektivlinsen er aberrationen i dette tykkelsesområde blevet beregnet. 0,17 markeret på objektivets hus angiver den nødvendige tykkelse af dækglasset til objektivlinsen.
7. Arbejdsafstand WD
Arbejdsafstanden kaldes også objektafstanden, som refererer til afstanden mellem overfladen af den forreste linse på objektivlinsen og den genstand, der skal inspiceres. Under mikroskopinspektion skal objektet, der skal inspiceres, være mellem en og to gange objektivets brændvidde. Derfor er det og brændvidden to begreber. Det, vi normalt kalder fokusering, er faktisk at justere arbejdsafstanden.
Når objektivlinsens numeriske blænde er konstant, er arbejdsafstanden kort, og blændevinklen er stor.
Det kraftige objektivobjektiv med stor numerisk blænde har en lille arbejdsafstand.
