Mikrobiológiai olajtükrök teljes nagyítása és felbontása közötti kapcsolat
A mikrobiológiai kutatásban használt mikroszkópok objektívlencséi általában alacsony nagyítású olajlencsék (10 x), nagy nagyítású objektívlencsék (40 x) és olajlencsék (10). 0 x). Az "OI" (olajmerítés) szó is jelzi, hogy a három közül ez a legnagyobb nagyítású. Különböző nagyítású szemlencsék használata szerint a vizsgált tárgy 1000-1600-szeresre nagyítható. Használat közben az a különbség az olajlencse és más objektívlencsék között, hogy a tárgylemez és a tárgylencse között nem levegőréteg van, hanem olajréteg, amit olajimmerziós rendszernek nevezünk. Ez a fajta olaj gyakran használ cédrusolajat, mert törésmutatója n=1,52, ami megegyezik az üvegével. Amikor a fény áthalad egy tárgylemezen, a cédrusolajon keresztül közvetlenül bejuthat az objektívbe, anélkül, hogy törne. Ha a tárgylemez és az objektív közötti közeg levegő, azt száraz rendszernek nevezzük. Amikor a fény áthalad a tárgylemezen, az a fénytörés következtében szóródáson megy keresztül, és az objektívlencsékbe jutó fény mennyisége nyilvánvalóan csökken, ami csökkenti a látómező megvilágítását. Az olajtükrök használatával nem csak a megvilágítás, hanem elsősorban a numerikus rekeszérték növelhető, hiszen a mikroszkóp nagyítási hatásfokát a numerikus apertúrája határozza meg. Az úgynevezett numerikus apertúra a fényt az objektívre vetített maximális szög szinuszának felének a szorzata (rekeszszögnek nevezik), megszorozva a tárgylemez és az objektívlencse közötti közeg törésmutatójával. . A következő képlettel fejezhető ki: NA=nx sin , ahol NA=numerikus apertúra; A közeg N=törésmutatója; A{{10}}maximális beesési szög fele, azaz a rekeszszög fele. Ezért minél nagyobb szögben vetítik a fényt az objektívre, annál nagyobb a mikroszkóp hatékonysága, és ennek a szögnek a nagyságát az objektívlencse átmérője és fókusztávolsága határozza meg. Eközben a elméleti határértéke 90.. sin90.＝1, Ezért, ha levegőt használunk közegként (n=1), a numerikus rekesznyílás nem haladhatja meg az 1-et. Például, ha kátrányt használunk közegként, n nő, és a numerikus apertúrája is nő. Ha a fény beesési szöge 120o, és szinuszának fele sin6{{60}}o=0.87, akkor: levegőt használva közegként: NA =1 x 0.87=0.87, ha vizet használunk médiumként: NA=1.33 x 0.87=1.15, ha kátrányt használunk közegként: NA =1.52 x 0.87=1.32. A mikroszkóp felbontása arra utal, hogy képes megkülönböztetni két pont közötti minimális távolságot. Arányos az objektívlencse numerikus apertúrájával és fordítottan arányos a hullámhossz hosszával. Ezért minél nagyobb az objektívlencse numerikus apertúrája, annál rövidebb a fényhullám hullámhossza, és annál nagyobb a mikroszkóp felbontása. A vizsgált tárgy finomabb szerkezetei is jól megkülönböztethetők. Ezért a nagy felbontás kis megkülönböztethető távolságot jelent, és ez a két tényező fordítottan arányos. Vannak, akik a felbontást gyakran mikrométerek vagy nanométerek számának nevezik, ami valójában összekeveri a felbontást a minimális felbontási távolsággal. A mikroszkóp felbontását a legkisebb felbontható távolság jelenti. Két megkülönböztethető pont közötti minimális távolság λ/2NA. A képletben a fényhullám λ=hullámhossza és a szabad szemmel észlelhető fényhullám átlagos hossza 0,55 μm. Ha nagy teljesítményű, 0,65-ös numerikus rekesznyílású objektívet használunk, az két pont közötti távolságot 0,42 μm-ben tudja megkülönböztetni. Két pont távolsága azonban 0,42 μm alatt nem különböztethető meg, még nagyobb nagyítású okulárral sem lehet megkülönböztetni a mikroszkóp teljes nagyítását. Csak nagyobb, nagyobb rekesznyílású objektívek használatával növelhető a felbontásuk. Például 1,25-ös numerikus apertúrájú olajtükör használatakor a két megkülönböztethető pont közötti minimális távolság 0,55/(2 x 1,25)=0,22 μm. Ezért azt láthatjuk, hogy ha egy nagy teljesítményű, 40-szeres nagyítású objektívet (NA{56}}.65) és egy 24-szeres nagyítású okulárt használunk, bár a teljes nagyítás 960-szoros, akkor a minimum felbontási távolság mindössze 0,42 μm. Ha 90-szeres nagyítású olajtükröt (NA=1.25) és 9-szeres nagyítású okulárt használunk, bár a teljes nagyítás 810-szeres, akkor 0,22 μm távolság különböztethető meg.
