Hogyan határozható meg az optikai mikroszkóp szemlencse és az objektívlencse nagyítása
Az optikai mikroszkóp nagyítása az objektívlencse és a szemlencse nagyításának szorzata. Például, ha az objektív lencse 10×-es, a szemlencse pedig 10×, a nagyítás 10×10=100.
Egy objektív:
1. Az objektívlencsék osztályozása:
Az objektív a különböző használati feltételeknek megfelelően száraz objektívre és folyadékmerítésű objektívre osztható; ezek közül a folyadékimmerziós objektív lencsék vízmerítésű objektívre és olajimmerziós objektívre oszthatók (az általánosan használt nagyítás 90-100-szeres).
A különböző nagyítások szerint kis nagyítású objektívre (kevesebb, mint 10-szeres), közepes nagyítású objektívre (kb. 20-szoros) és nagy nagyítású objektívre (40-65-szeres) osztható.
Az aberráció korrekciós helyzete szerint akromatikus objektívre (általánosan használt objektívre, amely kétféle színfény kromatikus aberrációját képes korrigálni a spektrumban) és apokromatikus objektívre (az objektív lencsékre, amely korrigálja a kromatikus fényt) háromféle színes fény aberrációja a spektrumban, ami drága és ritkán használt).
2. Az objektív fő paraméterei:
Az objektív fő paraméterei a következők: nagyítás, numerikus rekesznyílás és munkatávolság.
① A nagyítás a szem által látott kép méretének és a megfelelő minta méretének arányát jelenti. Inkább a hosszúságok arányára utal, mint a területek arányára. Példa: A nagyítási tényező 100×, ami egy 1 μm hosszúságú próbatestre vonatkozik. A felnagyított kép hossza 100 μm. Ha terület szerint számítja ki, akkor 10,000-szeresére nagyítja.
A mikroszkóp teljes nagyítása megegyezik az objektív és a szemlencse nagyításának szorzatával.
②. A numerikus rekeszértéket rekeszaránynak is nevezik, rövidítve NA vagy A. Ez az objektívlencse és a kondenzátor fő paramétere, és egyenesen arányos a mikroszkóp felbontásával. A száraz objektívek numerikus rekeszértéke 0.05-0,95, az olajimmerziós objektívek (cédrusolaj) pedig 1,25.
③. A munkatávolság az objektívlencse elülső lencséjének alja és a minta fedőüvegének teteje közötti távolságra vonatkozik, amikor a megfigyelt minta a legtisztább. Az objektívlencse működési távolsága az objektív gyújtótávolságához kapcsolódik. Minél hosszabb az objektív gyújtótávolsága, annál kisebb a nagyítás, és annál nagyobb a munkatávolsága. Példa: Az 10x-es objektív jelölése 10/0.25 és 160/0.17, ahol 10 a nagyítás az objektív lencse; 0,25 a numerikus rekesznyílás; 160 a lencsecső hossza (mm-ben); 0,17 a fedőüveg szabványos vastagsága (mm-ben). A 10x objektív effektív munkatávolsága 6,5 mm, a 40x objektív effektív munkatávolsága 0,48 mm.
3. Az objektív funkciója a minta első nagyítása. Ez a legfontosabb rész, amely meghatározza a mikroszkóp teljesítményét – a felbontást.
A felbontást felbontásnak vagy feloldóképességnek is nevezik. A felbontás nagyságát a felbontási távolság (két tárgypont közötti minimális távolság, amely feloldható) értékével fejezzük ki. A fotopikus távolságban (25 cm) a normál emberi szem jól látja két tárgypontot, amelyek 0.073 mm távolságra vannak egymástól. A 0,073 mm-es érték a normál emberi szem felbontási távolsága. Minél kisebb a mikroszkóp felbontási távolsága, annál nagyobb a felbontása és annál jobb a teljesítménye.
A mikroszkóp felbontásának méretét az objektívlencse felbontása, az objektívlencse felbontását pedig annak numerikus apertúrája és a megvilágító fény hullámhossza határozza meg.
A közös központi megvilágítási módszer alkalmazásakor (a fotopikus megvilágítási módszer, amely lehetővé teszi a fény egyenletes áthaladását a mintán), a mikroszkóp felbontási távolsága d=0.61λ/NA
A képletben d——az objektívlencse felbontási távolsága, nm-ben.
λ – a megvilágító fény hullámhossza, egység nm.
NA - az objektív numerikus rekeszértéke
Például az olajimmerziós objektívlencse numerikus apertúrája 1,25, a látható fény hullámhossz-tartománya pedig 400-700nm. Ha az átlagos hullámhossz 550 nm, akkor d=270 nm, ami körülbelül a fele a megvilágító fény hullámhosszának. Általában a látható fénnyel megvilágított mikroszkópok felbontási határa 0,2 μm.
(2), okulár
Mivel közel van a megfigyelő szeméhez, okulárnak is nevezik. Az objektív hengerének felső végére szerelve.
1. A szemlencse felépítése
Általában a szemlencse felső és alsó lencsekészletekből áll, a felső lencsét szemlencsének, az alsó lencsét pedig konvergáló lencsének vagy terepi lencsének nevezik. A felső és az alsó lencse közé vagy a terepi lencse alá egy membrán (a mérete határozza meg a látómező méretét) van beépítve. Mivel a minta a membrán felületén van leképezve, erre a rekeszre egy kis szőrdarabot lehet ragasztani mutatóként egy bizonyos cél jelzésére. A megfigyelt minta méretének mérésére okulár-mikrométer is helyezhető rá.
Minél rövidebb a szemlencse hossza, annál nagyobb a nagyítás (mivel a szemlencse nagyítása fordítottan arányos a szemlencse gyújtótávolságával).
2. Az okulár szerepe
Az objektív lencséjével felnagyított, világos felbontású valós kép további nagyítása olyan mértékben, hogy az emberi szem könnyen tisztán megkülönböztethesse. A gyakran használt szemlencsék nagyítása 5-16-szeres.
3. Az okulár és az objektív kapcsolata
A finom szerkezet, amelyet az objektívlencse egyértelműen feltárt, ha nem nagyítja újra az okulárt, és nem éri el azt a méretet, amelyet az emberi szem képes megkülönböztetni, akkor nem lesz tisztán látható; de az objektívlencsével fel nem oldható finom szerkezet még jól látható annak ellenére, hogy nagy teljesítményű okulárral újra felnagyítja, így a szemlencse csak nagyításra használható, és nem javítja a mikroszkóp felbontását . Néha, bár az objektívlencse képes megkülönböztetni két nagyon közeli tárgypontot, mégsem lehet tisztán látni, mert a két tárgypont képei közötti távolság kisebb, mint a szem felbontási távolsága. Ezért a szemlencse és az objektív nem csak kapcsolatban állnak egymással, hanem korlátozzák is egymást.
