Honnan ismeri az optikai mikroszkóp szemlencséinek és objektívlencséinek nagyítását?
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.
1. Az objektívlencsék osztályozása:
Az objektívlencsék a különböző használati feltételek szerint száraz objektívekre és folyadékmerítésű objektívekre oszthatók; a folyékony merítésű objektívek vízbe merülő objektívekre és olajmerítő objektívekre oszthatók (az általánosan használt nagyítás 90-100-szeres).
A különböző nagyítások szerint kis teljesítményű objektívekre (kevesebb, mint 10-szeres), közepes teljesítményű objektívekre (kb. 20-szoros) és nagy teljesítményű objektívekre (40-65-szeres) osztható.
Az aberráció korrekciója szerint akromatikus objektívre (általánosan használt objektív, amely képes korrigálni a spektrum két színének kromatikus aberrációját) és apokromatikus objektívre (objektívlencsére, amely három szín kromatikus aberrációját képes korrigálni) fény a spektrumban, 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 nagyítás 100×, ami egy 1 μm hosszúságú próbatestre vonatkozik. A felnagyított kép hossza 100 μm. A terület alapján számítva a nagyítás 10,000-szeres.
A mikroszkóp teljes nagyítása megegyezik az objektív és a szemlencsék nagyításának szorzatával.
②. A numerikus rekeszértéket objektív rekeszaránynak is nevezik, rövidítve NA vagy A. Ez az objektívlencse és a kondenzátor fő paramétere, és arányos a mikroszkóp felbontásával. A száraz objektívek numerikus apertúrája 0.05-0,95, az olajimmerziós objektívek (cédrusolaj) numerikus apertúrája 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. Például: Az 10x objektív jelölése 10/0.25 és 160/0.17, ahol 10 a nagyítás az objektív lencséjének; 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 összetevő, amely meghatározza a mikroszkóp teljesítményét - a felbontás szintjét.
A felbontást felbontásnak vagy felbontási képességnek is nevezik. A felbontás nagyságát a felbontási távolság számértéke fejezi ki (az a minimális távolság két tárgypont között, amely feloldható). Fotopikus távolságban (25 cm) a normál emberi szem jól látja a két tárgypontot 0.073 mm távolságra egymástól. Ez a 0,073 mm-es érték a normál emberi szem felbontási távolsága. Minél kisebb a mikroszkóp felbontási távolsága, annál nagyobb a felbontása, ami azt jelenti, hogy annál jobb a teljesítménye.
A mikroszkóp felbontását az objektívlencse felbontása határozza meg, amelyet viszont a numerikus apertúrája és a megvilágító fény hullámhossza határoz meg.
Szokásos központi megvilágítás (fotopikus megvilágítás, amely lehetővé teszi a fény egyenletes áthaladását a mintán) esetén a mikroszkóp felbontási távolsága d=0.61λ/NA
A képletben d——az objektívlencse feloldási távolsága, egység nm.
λ——A megvilágító fény hullámhossza, egység nm.
NA ——Az objektívlencse numerikus rekeszértéke
Például egy olajimmerziós objektív lencséjének numerikus apertúrája 1,25, a látható fény hullámhossz-tartománya 400-700nm, az átlagos hullámhossz pedig 550 nm, majd d=270 nm, ami megközelítőleg a megvilágító fény hullámhosszának a fele. Általában a látható fénnyel megvilágított mikroszkóp felbontási határa 0,2 μm.
(2) Okulár
Mivel közel van a megfigyelő szeméhez, okulárnak is nevezik. Az objektív hengerének felső végére szerelve.
1. Az okulár felépítése
A szemlencse általában két felső és alsó lencséből áll. A felső lencsét szemlencsének, az alsó lencsét konvergáló lencsének vagy mezőlencsének nevezik. A felső és az alsó lencse között, illetve a terepi lencse alatt rekesz van (annak mérete határozza meg a látómező méretét). Mivel a minta pontosan a nyílás felületén van leképezve, egy kis szőrdarabot lehet a nyíláshoz ragasztani mutatóként, hogy jelezze egy bizonyos jellemző célpontját. Egy okulár-mikrométer is elhelyezhető rá, amely megméri a megfigyelt minta méretét.
Minél rövidebb a szemlencse hossza, annál nagyobb a nagyítás (mivel a szemlencse nagyítása fordítottan arányos a szemlencse gyújtótávolságával).
2. Az okulár funkciója
Célja, hogy tovább nagyítsa a tiszta valós képet, amelyet az objektív lencse olyan mértékben nagyított, hogy az emberi szem könnyen tisztán megkülönböztethesse. A gyakran használt szemlencsék nagyítása 5-16-szeres.
3. A szemlencsék és az objektívlencsék kapcsolata
A finom struktúrák, amelyeket az objektívlencse egyértelműen feltárt, nem lesznek tisztán láthatók, ha nem nagyítja őket újra a szemlencse, és nem érik el azt a méretet, amelyet az emberi szem képes felvenni. Az objektívlencsével nem feloldható finom struktúrák azonban a nagy teljesítményű szemlencse általi újranagyítás ellenére sem lesznek láthatóak. Még mindig nem tiszta, így a szemlencse csak nagyítóként működik, és nem javítja a mikroszkóp felbontását. Néha, bár az objektívlencse képes feloldani 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 objektívlencse egyaránt kapcsolatban van egymással, és korlátozzák egymást.
