A mikroszkópok négy optikai alapelve
1, Törés és törésmutató
A fény két pont között egyenes vonalban terjed homogén izotróp közegben. Különböző sűrűségű átlátszó tárgyakon való áthaladáskor a fénytörés a különböző közegekben eltérő terjedési sebessége miatt következik be. Amikor egy átlátszó tárgy (például üveg) felületére nem merőleges fénysugarakat bocsát ki a levegő, a fénysugarak iránya a határfelületén megváltozik, és törésszöget képez a normálal.
2, A lencsék teljesítménye
A lencsék a legalapvetőbb optikai alkatrészek, amelyek a mikroszkóp optikai rendszerét alkotják. Az objektív, a szemlencse és a kondenzátor alkatrészei mind egyetlen vagy több lencséből állnak. Különböző formájuk szerint két kategóriába sorolhatók: konvex lencsék (pozitív lencsék) és konkáv lencsék (negatív lencsék). Ha az optikai tengellyel párhuzamos fénysugár egy konvex lencsén keresztül metszi egymást, ezt a pontot fókuszsíknak, a metszésponton átmenő és az optikai tengelyre merőleges síkot pedig fókuszsíknak nevezzük. Két fókuszpont van, a tárgytér fókuszpontját "objektum fókuszpontnak", az adott ponton lévő fókuszsíkot pedig "objektum fókuszsíknak" nevezik; Éppen ellenkezőleg, a képtér fókuszpontját "kép fókuszpontjának", az azon a ponton lévő fókuszsíkot pedig "kép fókuszsíkjának" nevezik. A homorú lencsén való áthaladás után a fény függőleges virtuális képet alkot, míg a domború lencse függőleges, valós képet. Valódi képek jeleníthetők meg a képernyőn, míg a virtuális képek nem.
3, A képalkotást befolyásoló kulcstényező - aberráció
Az objektív körülmények miatt egyetlen optikai rendszer sem tud elméletileg ideális képeket generálni, a különféle aberrációk jelenléte pedig befolyásolja a képminőséget. Az alábbiakban röviden bemutatjuk a különböző eltéréseket.
1. A színkülönbség az objektíves képalkotás komoly hibája, amely akkor fordul elő, ha több színű fényt használnak fényforrásként, és a monokromatikus fény nem hoz létre színkülönbséget. A fehér fény hét típusból áll: piros, narancssárga, sárga, zöld, kék, kék és lila. Az egyes fénytípusok hullámhossza eltérő, így a lencsén áthaladó törésmutató is eltérő. Ily módon a tárgyoldalon lévő pont színfoltot képezhet a kép oldalán. Az optikai rendszerek fő feladata a kromatikus aberráció kiküszöbölése.
A színkülönbség általában magában foglalja a helyzetbeli színkülönbséget és a nagyítási színkülönbséget. A helyzeti színkülönbség miatt a képen foltok vagy fényudvarok jelennek meg, ha bármely pozícióban megfigyeljük, így a kép elmosódott lesz. A nagyítási kromatikus aberráció pedig színes széleket eredményez a képen.
2. A szférikus aberráció a tengely pontjainak monokromatikus aberrációját jelenti, amelyet a lencse gömbfelülete okoz. A szférikus aberráció eredménye, hogy egy pont leképezése után már nem egy fényes folt, hanem egy fényes folt, amelynek középső élei fokozatosan elmosódnak, ami befolyásolja a képminőséget.
A szférikus aberráció korrekcióját gyakran lencsekombinációk alkalmazásával érik el. Mivel a domború és konkáv lencsék szférikus aberrációja ellentétes, a domború és konkáv lencsék különböző anyagai kiválaszthatók és összeragaszthatók annak kiküszöbölésére. A régi mikroszkóp objektívlencséjének szférikus aberrációját nem korrigálták teljesen, és a korrekciós hatás elérése érdekében a megfelelő kompenzáló okulárhoz kell illeszteni. Az általános új mikroszkópok szférikus aberrációját az objektív teljesen kiküszöböli.
3. Huixia A huixia a tengelyen kívüli pontok monokromatikus aberrációjához tartozik. Ha egy tengelyen kívüli tárgyat nagy rekesznyílású sugárral ábrázolunk, a kibocsátott sugár áthalad a lencsén, és már nem metszi egymást egy pontban. A fénypont képe pontszerű alakot alkot, amely üstökösre emlékeztet, innen ered a „kóma” elnevezés.
4. Az asztigmatizmus is egy tengelyen kívüli monokromatikus aberráció, amely befolyásolja a tisztaságot. Ha a látómező nagy, a peremen lévő tárgypontok messze vannak az optikai tengelytől, és a sugár túlságosan megdől, ami asztigmatizmust okoz a lencsén való áthaladás után. Az asztigmatizmus hatására az eredeti tárgypont két különálló és egymásra merőleges rövid vonallá válik a képalkotás után, amelyek az ideális képsíkon egyesülve elliptikus foltot alkotnak. Az asztigmatizmust komplex lencsekombinációk szüntetik meg.
5. Mezőgörbület, más néven "képmező görbület". Ha az objektívben térgörbület van, a teljes sugár metszéspontja nem esik egybe az ideális képponttal. Bár minden egyes ponton tiszta képeket lehet kapni, a teljes képsík egy görbe felület. Ez megnehezíti a teljes képfelület tisztán látását mikroszkópos vizsgálat során, ami megnehezíti a megfigyelést és a fényképezést. Ezért a mikroszkópok tanulmányozására használt objektívlencsék általában lapos terepobjektívek, amelyek már korrigálták a mező görbületét.
6. A korábban említett különböző aberrációk, kivéve a mezőtorzítást, mind befolyásolják a kép tisztaságát. A torzítás az aberráció egy másik típusa, ahol a sugár koncentrikussága nem sérül. Ezért nem befolyásolja a kép tisztaságát, de alaktorzulást okoz az eredeti objektumhoz képest.
