A közönséges optikai mikroszkópos ismeretek részletes magyarázata: szerkezet
A közönséges optikai mikroszkóp egy precíz optikai műszer. Míg a múltban a legegyszerűbb mikroszkópok csak néhány lencséből álltak, a ma használatos mikroszkópok lencsékből állnak. A hagyományos optikai mikroszkópok általában 1500-2000-szeres nagyításra képesek.
(1) A mikroszkóp felépítése
A közönséges optikai mikroszkóp szerkezete két részre osztható: az egyik egy mechanikus eszköz, a másik pedig egy optikai rendszer. A mikroszkóp csak akkor működhet, ha ez a két rész jól együttműködik.
1. A mikroszkóp mechanikus eszköze
A mikroszkóp mechanikus eszköze tartalmazza a lencsetartót, a lencsetartót, az orrrészt, a tárgyasztalt, a tolót, a durva mozgású csavart, a finommozgású csavart és egyéb alkatrészeket
(1) Tükörtalp A tükörtalp a mikroszkóp alaptartója, amely két részből áll: az alapból és a tükörkarból. Ehhez kapcsolódik a tárgyasztal és a lencsecső, amely az optikai nagyítórendszer alkatrészeinek beépítésének alapja.
(2) Lencsecső A szemlencse a lencsecső tetejéhez, az átalakító pedig az alsó részhez csatlakozik, hogy sötét helyiséget képezzen a szemlencse és az objektívlencse között (a konverter alá van szerelve).
Az objektív lencse kifutó éle és a lencsecső hátsó vége közötti távolságot mechanikus csőhossznak nevezzük. Mivel az objektív nagyítása a lencsecső bizonyos hosszához viszonyítva van. Az objektívcső hosszának változása nemcsak a nagyítást változtatja meg, hanem a képminőséget is befolyásolja. Ezért mikroszkóp használatakor a lencsecső hossza nem változtatható önkényesen. A mikroszkóp standard hengerhossza nemzetközi szinten 160 mm-re van beállítva, és ez a szám az objektív héján van feltüntetve.
(3) Objektív-átalakító Az objektív-átalakító 3-4 objektívvel szerelhető fel, általában három objektívvel (alacsony nagyítás, nagy nagyítás, olajlencse). A Nikon mikroszkópok négy objektívvel vannak felszerelve. A konverter elforgatásával az objektívlencsék és a lencsecső bármelyike tetszőlegesen csatlakoztatható, nagyító rendszert alkotva a lencsecsőn lévő okulárral.
(4) Színpad A színpad közepén van egy lyuk, amely a fényjárat. A színpadon rugós mintabilincsek és tolóelemek találhatók, amelyekkel a minta helyzetét rögzítjük vagy mozgatjuk úgy, hogy a mikroszkopikus tárgy éppen a látómező közepén legyen.
(5) A toló a minta mozgatására szolgáló mechanikus eszköz. Fémvázból áll, két hajtóműtengelyből, egy vízszintes és egy függőleges. Egy jó mikroszkóp függőleges és vízszintes keretrudakra van egy skála vésve, ami nagyon pontos síkkoordinátát alkot. Nyakkendő. Ha a vizsgált minta egy részét ismételten meg kell figyelnünk, akkor az első ellenőrzéskor felírhatjuk a függőleges és vízszintes skála értékét, majd az értéknek megfelelően mozgatjuk a tolót, hogy megtaláljuk az eredeti minta helyzetét.
(6) Durva mozgó csavar A durva mozgó csavar egy olyan mechanizmus, amely mozgatja a lencse hengerét az objektívlencse és a minta közötti távolság beállításához. A régimódi mikroszkópokban a durva csavart előre csavarják, és a lencse leereszkedik, hogy megközelítse a mintát. Ha újonnan gyártott mikroszkópot (például Nikon mikroszkópot) használnak a mikroszkópos vizsgálathoz, a tárgyasztalt a jobb kezével előre csavarják, hogy felemeljék a tárgyat, hogy a minta megközelítse az objektívet, és fordítva, a minta leesik a tárgyról. az objektív lencsét.
(7) Mikromozgású csavar A durva mozgású csavar csak durván tudja beállítani a gyújtótávolságot. A legtisztább tárgykép érdekében a mikromozgásos csavart kell használni a további beállításhoz. Az objektív hengere 0,1 mm-t (100 mikron) mozdul el a mikrospirál fordulatánként. A durva és finoman mozgó hélixek koaxiálisak az újabb, magasabb minőségű mikroszkópokban.
A nagyító képalkotási elve
Az üvegből vagy más átlátszó anyagból készült, ívelt felületű optikai lencse képes nagyítani és leképezni a tárgyakat. Az optikai út diagramja az 1. ábrán látható. A tárgyoldal F fókuszpontjában elhelyezkedő AB objektumot, amelynek mérete y, a nagyító y' méretű A'B' virtuális képpé formálja.
nagyító nagyítása
Γ=250/f'
A képletben a 250--fotopikus távolság mértékegysége mm
f'-- a nagyító gyújtótávolsága, mm-ben
A nagyítás a nagyítóval megfigyelt tárgykép látószögének és a nagyító nélkül megfigyelt tárgy 250 mm-es távolságon belüli látószögének arányát jelenti.
2. A mikroszkóp optikai rendszere
A mikroszkóp optikai rendszere egy reflektorból, egy kondenzátorból, egy objektívlencséből, egy okulárból stb. áll. Az optikai rendszer kinagyítja a tárgyat, és a tárgyról felnagyított képet alkot. Lásd: 1-2. ábra.
(1) Reflektor A korábbi hagyományos optikai mikroszkóp természetes fényt használt a tárgy vizsgálatához, és a reflektort a tükör alapjára szerelték fel. A reflektor egy lapos és egy másik homorú tükörből áll, amely a rá vetített fényt a kondenzátorlencse közepére veri vissza, megvilágítva a mintát. A homorú tükröket akkor használják, ha a kondenzátort nem használják, és a homorú tükrök kondenzálhatják a fényt. Kondenzátor használatakor általában lapos tükröt használnak. Az újonnan gyártott, magasabb minőségű mikroszkóp lencsetartója fényforrással és árambeállító csavarral van felszerelve, amely az aktuális méret beállításával tudja állítani a fény intenzitását.
(2) Kondenzátor A kondenzátor a tárgyasztal alatt található, amely egy kondenzátorlencséből, egy irizáló nyílásból és egy emelőcsavarból áll. A kondenzátor világos mezőre és sötét mezőre osztható. Az általános optikai mikroszkópok fényerejű kondenzátorokkal vannak felszerelve. A világos mezős kondenzátorok közé tartoznak az Abbe kondenzátorok, a Zimmer kondenzátorok és a kirázható kondenzátorok. Az Abbe kondenzátorok kromatikus és gömbi aberrációt mutatnak 0.6-nál nagyobb objektív numerikus apertúráknál. A Ziming kondenzátor magas fokú kromatikus aberráció, szférikus aberráció és kóma aberráció korrekcióval rendelkezik, és a legjobb minőségű kondenzátor a fényes térmikroszkópiában, de nem alkalmas 4-szeresnél kisebb objektívre. A kondenzátor kihajtása kirázhatja a kondenzátor felső lencséjét a fény útjából, hogy megfeleljen az alacsony nagyítású objektív (4×) nagy látómező megvilágításának.
A kondenzátor a színpad alá van felszerelve, és az a funkciója, hogy a fényforrás által a reflektoron keresztül visszavert fényt a mintára fókuszálja, hogy a legerősebb megvilágítást kapja, így a tárgykép világos és tiszta legyen. A kondenzátor magassága úgy állítható, hogy a fókusz a vizsgálandó tárgyra essen a maximális fényerő érdekében. Egy tipikus kondenzátor fókuszpontja felette 1,25 mm-rel, emelkedési határa pedig 0,1 mm-rel a színpad síkja alatt van. Ezért a szükséges üveglemez vastagsága 0.8-1,2 mm között legyen, ellenkező esetben a vizsgálandó minta nem lesz fókuszban, ami befolyásolja a mikroszkópos vizsgálat hatását. A kondenzátor elülső lencsecsoport eleje szintén fel-le nyitható irizáló rekesznyílással van ellátva, ami befolyásolja a képfelbontást és a kontrasztot. Ha a rekesznyílás túl kicsi, a felbontás csökken, a kontraszt pedig nő. Ezért a megfigyeléskor az íriszmembrán beállításával a membrán (mikroszkóp a membránnal) megnyílik a látómező perifériájának körülhatárolása felé, így a látómezőben nem lévő tárgyak nem juthatnak hozzá. könnyű. Világítás a szórt fény okozta interferencia elkerülésére.
(3) Objektívlencse A lencsecső elülső végén lévő konverterre szerelt objektív lencse először fényt használ a vizsgált tárgy leképezéséhez. Az objektív lencse képminősége döntően befolyásolja a felbontást. Az objektívlencse teljesítménye az objektív numerikus rekeszértékétől (numerikus rekesznyílás, rövidítve NA) függ. Az egyes objektívlencsék numerikus rekeszértéke az objektívlencse házán van jelölve. Minél nagyobb a numerikus rekesznyílás, annál jobb az objektív teljesítménye.
