Hogyan növelhető a mikroszkóp felbontása?
A mikroszkóp a vizsgálóberendezések egyik fő berendezése, és a mikroszkóp teljesítményének megítélésének fontos mutatója a felbontás. A felbontás a két kis pont vagy két vonal közötti kis távolság világos megkülönböztetésének képességére utal. Az emberi szem maga egy mikroszkóp. Normál fényviszonyok mellett az emberi szem felbontása a látótávolságban (nemzetközileg 25 cm-nek) körülbelül 1/10 mm. Két egyenes vonal megfigyelésekor a szem felbontása javítható, mivel az egyenes vonalak egy sor idegsejtet stimulálhatnak.
Az emberi szem felbontása mindössze 1/10 mm, így az emberi szem nem tudja megkülönböztetni az 1/10 mm-nél kisebb tárgyakat, illetve a két apró, 1/10 mm-nél közelebbi tárgy közötti távolságot. Így aztán megjelent az egyszerű makroszkopikus nagyítótól a mikroszkópos megfigyelésre szolgáló optikai mikroszkópig, majd az elektronmikroszkópig. A mikroszkóp felbontása az a legkisebb távolság két kis folt között, amely egyértelműen meghatározható a mintán. Számítási képlete: D=0.61λ/NA
A képletben: D a felbontás (um); λ a fényforrás hullámhossza (um); Az NA az objektív numerikus rekeszértéke (rekeszértéknek is nevezik).
A képletből megállapítható, hogy a mikroszkóp felbontása a beeső fényforrás hullámhosszától és az illesztett objektívlencse numerikus apertúrájától függ. Látható, hogy az optikai mikroszkóp javításának módszere:
1. Csökkentse a fényforrás hullámhosszát.
A látható fény rövidebb hullámhossza 390nm. Ha ilyen hullámhosszú ultraibolya fényt használunk megvilágítási forrásként, az optikai mikroszkóp felbontása 0,2 um-ra csökkenthető. Mivel azonban a legelterjedtebb anyagok üvegei nagy mennyiségű, 340 nm alatti hullámhosszú fényt nyelnek el, az ultraibolya fény nagymértékű csillapítás után nem tud tiszta és világos képet alkotni. Ezért olyan drága anyagokat kell használni, mint a kvarc (amely akár 200 nm-es ultraibolya fényen is áthatol) és a fluorit (amely akár 185 nm-es ultraibolya fényen is áthatol), és az ultraibolya fénymikroszkóp szabad szemmel nem figyelhető meg. , sőt a megfigyelési minta korlátozza. A magas költségek mellett a mikroszkóp felbontásának ezt a módszerét saját korlátai miatt nem használják széles körben.
2. Növelje az objektív NA numerikus rekeszértékét.
Numerikus rekeszérték NA=n*sin(u)
A képletben n az objektívlencse és a próbatest közötti közeg törésmutatója; u az objektív lencséjének fél rekeszszöge. Ezért a nagyobb apertúraszög megfelelő alkalmazása az optikai tervezés szempontjából vagy a törésmutató növelése általános módszerré vált az optikai mikroszkóp felbontásának javítására. Általában az alacsony nagyítású objektívlencsék, például a 10X alatti objektívek közege a levegő, és a törésmutatója 1, azaz a száraz objektívlencse; a vízbemerítő közeg desztillált víz, törésmutatója 1,33; az olajimmerziós objektívlencse médiuma cédrusolaj vagy más átlátszó olaj, és törésmutatója általában 1,52 körül van, ami közel áll a lencse és a tárgylemez törésmutatójához, mint például az Olympus 100X olajlencse. A vízimmerziós objektívlencse és az olajimmerziós objektívlencse nemcsak nagy nagyítással rendelkezik, hanem a nagy törésmutatójú közeg használatának köszönhetően javítja az objektívlencse felbontását is.
