A hét optikai mikroszkóp jellemző mindegyikének részletes magyarázata
A mikroszkópos vizsgálat során az emberek mindig tiszta és fényes ideális képet remélnek, ami megköveteli, hogy a mikroszkóp optikai műszaki paraméterei megfeleljenek bizonyos szabványoknak, és használatuk során azt a mikroszkópos vizsgálat céljának megfelelően kell összehangolni. tényleges helyzet A paraméterek közötti kapcsolat. Csak így tudunk teljes játékot adni a mikroszkóp megfelelő működésének, és kielégítő mikroszkópos vizsgálati eredményeket kapni.
A mikroszkóp optikai műszaki paraméterei a következők: numerikus rekesznyílás, felbontás, nagyítás, fókuszmélység, látómező szélesség, gyenge lefedettség, munkatávolság stb. Ezek a paraméterek nem mindig a lehető legmagasabbak, és kölcsönösen korlátozzák egymást. Használatuk során a paraméterek kapcsolatát a mikroszkópos vizsgálat céljának és a tényleges helyzetnek megfelelően kell összehangolni, de a felbontás érvényesüljön.
1. Numerikus rekesznyílás
A numerikus rekesznyílás rövidítése NA, a numerikus rekesz pedig az objektív és a gyűjtőlencse fő műszaki paramétere, és fontos szimbólum a kettő teljesítményének megítéléséhez (különösen az objektív esetében). Számértékének mérete rendre fel van tüntetve az objektív és a gyűjtőlencse burkolatán.
A numerikus apertúra (NA) az objektívlencse elülső lencséje és a vizsgálandó tárgy közötti közeg törésmutatójának (n) és a rekeszszög felének szinuszának (u) szorzata. A képlet a következő: NA=nsinu/2
A rekeszszög, más néven "tükör szájszöge" az a szög, amelyet a tárgypont az objektívlencse optikai tengelyén és az objektívlencse elülső lencséjének effektív átmérője alkot. Minél nagyobb a rekeszszög, annál nagyobb az objektívbe jutó fényáram, amely arányos az objektív effektív átmérőjével és fordítottan arányos a fókuszpont távolságával.
Mikroszkópos megfigyelés esetén, ha az NA értéket szeretné növelni, a rekeszszög nem növelhető. Az egyetlen mód a közeg n törésmutatójának növelése. Ezen az alapelv alapján állítják elő a vízimmerziós objektívlencséket és az olajimmerziós objektívlencséket. Mivel a közeg n törésmutatója nagyobb 1-nél, az NA értéke nagyobb lehet 1-nél.
A numerikus rekesznyílás maximális értéke 1,4, ami elméletileg és műszakilag is elérte a határt. Jelenleg magas törésmutatójú bróm-naftalint használnak közegként. A brómonaftalin törésmutatója 1,66, így az NA értéke nagyobb is lehet, mint 1,4.
Itt ki kell emelni, hogy az objektívlencse numerikus apertúrájának szerepének teljes körű eljátszásához a kondenzátorlencse NA-értékének meg kell egyeznie a tárgylencse NA-értékével, vagy valamivel nagyobbnak kell lennie a megfigyelés során.
A numerikus apertúra szorosan összefügg más műszaki paraméterekkel, és szinte meghatároz és befolyásol más műszaki paramétereket. Ez arányos a felbontással, arányos a nagyítással, és fordítottan arányos a fókusz mélységével. Az NA érték növekedésével a látómező szélessége és a munkatávolság ennek megfelelően csökken.
2. Felbontás
A mikroszkóp felbontása két tárgypont közötti legkisebb távolságra utal, amelyet a mikroszkóp egyértelműen megkülönböztethet, más néven "megkülönböztetési arány". Számítási képlete σ=λ/NA
ahol σ a minimális felbontási távolság; λ a fény hullámhossza; Az NA az objektív numerikus rekeszértéke. A látható objektívlencse felbontását két tényező határozza meg: az objektív lencse NA értéke és a megvilágító forrás hullámhossza. Minél nagyobb az NA érték, annál rövidebb a megvilágítás hullámhossza, és minél kisebb a σ érték, annál nagyobb a felbontás.
A felbontás növelésére, azaz a σ értékének csökkentésére a következő intézkedéseket tehetjük
(1) Csökkentse a hullámhossz λ értékét, és használjon rövid hullámhosszú fényforrást.
(2) Növelje a közepes n értéket az NA érték növeléséhez (NA=nsinu/2).
(3) Növelje a rekeszszög u értékét az NA érték növeléséhez.
(4) Növelje a kontrasztot a világos és a sötét között.
3. Nagyítás és effektív nagyítás
Az objektívlencse és a szemlencse két nagyítása miatt a mikroszkóp teljes nagyítása Γ az objektívlencse nagyítása és a Γ1 szemlencse nagyítás szorzata legyen: Γ= Γ1
Nyilvánvaló, hogy egy mikroszkópnak sokkal nagyobb a nagyítása, mint a nagyítónak, és a mikroszkóp nagyítása is könnyen megváltoztatható különböző nagyítású objektívlencsék és szemlencsék cseréjével.
A nagyítás szintén fontos paramétere a mikroszkópnak, de nem lehet vakon elhinni, hogy minél nagyobb a nagyítás, annál jobb. A mikroszkóp nagyításának határa az effektív nagyítás.
A felbontás és a nagyítás két különböző, de egymással összefüggő fogalom. Relációs képlet: 500NA<>
Ha a kiválasztott objektívlencse numerikus rekeszértéke nem elég nagy, vagyis a felbontás nem elég nagy, a mikroszkóp nem tudja megkülönböztetni a tárgy finom szerkezetét. Ekkor még a nagyítás túlzott növelése esetén is csak nagy körvonalú, de tisztázatlan részletekkel rendelkező kép lehet a kapott kép. , az úgynevezett érvénytelen nagyítás. Ezzel szemben, ha a felbontás megfelel a követelményeknek, de a nagyítás nem elegendő, a mikroszkóp képes feloldani, de a kép még mindig túl kicsi ahhoz, hogy az emberi szem tisztán láthassa. Ezért a mikroszkóp felbontóképességének teljes játéka érdekében a numerikus apertúrát ésszerűen össze kell hangolni a mikroszkóp teljes nagyításával.
a
4. A fókusz mélysége
A fókuszmélység a fókuszmélység rövidítése, vagyis mikroszkóp használatakor, amikor a fókusz egy bizonyos tárgyon van, nem csak a pont síkjának minden pontja látható tisztán, hanem egy bizonyos vastagságon belül is. és a sík alatt, Hogy világos legyen, ennek a tiszta résznek a vastagsága a fókusz mélysége. Ha nagy a fókuszmélység, akkor a vizsgált objektum teljes rétege látható, míg ha kicsi a fókuszmélység, akkor a vizsgált objektumnak csak egy vékony rétege látható. A fókusz mélysége a következő összefüggésben van más műszaki paraméterekkel:
(1) A fókuszmélység fordítottan arányos a teljes nagyítással és az objektív numerikus rekeszértékével.
(2) Minél nagyobb a fókuszmélység, annál kisebb a felbontás.
Az alacsony nagyítású objektív nagy mélységélessége miatt az alacsony nagyítású objektívvel nehéz képeket készíteni. Ezt részletesebben a mikrofényképek írják le.
5. A látómező átmérője (FieldOfView)
Mikroszkóp megfigyelésekor a látható fényes kör alakú területet látómezőnek nevezzük, méretét pedig a szemlencse membránja határozza meg.
A látómező átmérőjét a látómező szélességének is nevezik, ami a vizsgált tárgy tényleges hatótávolságára vonatkozik, amely a mikroszkóp alatt látható körkörös látómezőben elhelyezhető. Minél nagyobb a látómező átmérője, annál könnyebben megfigyelhető.
Van egy képlet F=FN/
A képletben F: mezőátmérő, FN: mezőszám (FieldNumber, rövidítve FN, a szemlencse hengerének külső oldalán jelölve), : objektívlencse nagyítása.
A képletből látható:
(1) A látómező átmérője arányos a látómezők számával.
(2) Az objektívlencse többszörösének növelése csökkenti a látómező átmérőjét. Ezért, ha a kis teljesítményű objektív alatt a vizsgált tárgy teljes képe látható, és nagy teljesítményű objektívre vált, akkor a vizsgált objektumnak csak egy kis részét láthatja.
6. Gyenge lefedettség
A mikroszkóp optikai rendszeréhez tartozik a fedőlemez is. A fedőüveg nem szabványos vastagsága miatt a fény optikai útja a fedőüvegből a levegőbe jutva megváltozik, ami fáziskülönbséget eredményez, ami rossz fedés. A gyenge lefedettség befolyásolja a mikroszkóp hangminőségét.
A nemzetközi előírások szerint a fedőüveg szabványos vastagsága {{0}},17 mm, a megengedett tartomány pedig 0.16-0,18 mm. Ennek a vastagságtartománynak a különbségét az objektívlencse gyártása során számították ki. A lencseházon jelölt 0,17 jelzi az objektívhez szükséges fedőüveg vastagságát.
7. Munkatávolság WD
A munkatávolságot tárgytávolságnak is nevezik, ami a tárgylencse elülső lencséjének felülete és a vizsgálandó tárgy közötti távolságra utal. A mikroszkópos vizsgálat során a vizsgálandó tárgynak a tárgylencse gyújtótávolságának egy-kétszerese között kell lennie. Ezért ez és a gyújtótávolság két fogalom. Amit általában fókuszálásnak neveznek, az valójában a munkatávolság beállítása.
Ha az objektívlencse numerikus rekeszértéke állandó, a rekesznyílás szöge nagyobb, ha a munkatávolság rövidebb.
A nagy teljesítményű, nagy numerikus rekesznyílású objektívnek kicsi a munkatávolsága.
