Četri mikroskopa optiskie principi
1. Refrakcijas un laušanas indekss
Gaisma pārvietojas pa taisnu līniju starp diviem punktiem viendabīgā izotropā vidē. Izejot cauri caurspīdīgiem objektiem ar dažādu blīvumu, notiek refrakcija, ko izraisa dažādi gaismas izplatīšanās ātrumi dažādos medijos. Kad gaisma, kas nav perpendikulāra caurspīdīgā objekta virsmai, no gaisa iekļūst caurspīdīgajā objektā (piemēram, stiklā), gaisma maina virzienu savā saskarnē un veido laušanas leņķi ar normālu.
2. Objektīva veiktspēja
Lēcas ir visvienkāršākie optiskie komponenti, kas veido mikroskopa optisko sistēmu. Tādas sastāvdaļas kā objektīva lēcas, okulāri un kondensatori sastāv no vienas vai vairākām lēcām. Pēc formas tos var iedalīt divās kategorijās: izliektās lēcas (pozitīvās lēcas) un ieliektās lēcas (negatīvās lēcas). Ja gaismas stars, kas ir paralēls optiskajai asij, iziet cauri izliektai lēcai un krustojas punktā, šo punktu sauc par "fokusa punktu", bet plakni, kas iet caur krustošanās punktu un ir perpendikulāra optiskajai asij, sauc par "fokusu". lidmašīna". Ir divi fokusa punkti, fokusa punktu objekta telpā sauc par "objekta fokusa punktu", bet fokusa plakni tur sauc par "objekta fokusa plakni"; otrādi, fokusa punktu attēla telpā sauc par "attēla fokusa punktu". Fokālo plakni pie sauc par "attēla kvadrātveida fokusa plakni". Pēc tam, kad gaisma iziet cauri ieliektai lēcai, tā veido uzceltu virtuālu attēlu, bet izliekta lēca veido uzceltu reālu attēlu. Ekrānā var parādīties reāli attēli, bet ne virtuāli attēli.
3. Galvenie attēlveidošanu ietekmējošie faktori — novirzes
Objektīvu apstākļu dēļ jebkura optiskā sistēma nevar radīt teorētiski ideālu attēlu, un dažādu aberāciju esamība ietekmē attēla kvalitāti. Tālāk ir īsi aprakstītas dažādas novirzes.
1). Hromatiskā aberācija Hromatiskā aberācija ir nopietns objektīva attēlveidošanas defekts, kas rodas, ja kā gaismas avots tiek izmantota polihromatiska gaisma un monohromatiska gaisma nerada hromatisko aberāciju. Baltā gaisma sastāv no septiņu veidu sarkanas, oranžas, dzeltenas, zaļas, ciānas, zilas un violetas krāsas. Dažādu gaismu viļņu garumi ir atšķirīgi, tāpēc arī refrakcijas koeficients, izejot cauri objektīvam, ir atšķirīgs. Tādā veidā punkts objekta pusē var veidot krāsu plankumu attēla pusē. Optiskās sistēmas galvenā funkcija ir ahromatizēt.
Hromatiskā aberācija parasti ietver pozīcijas hromatisko aberāciju un palielinājuma hromatisko aberāciju. Pozicionālās hromatiskās aberācijas padara attēlu izplūdušu vai izplūdušu jebkurā pozīcijā. Palielinājuma hromatiskās aberācijas dēļ attēlam ir krāsainas bārkstis.
2). Sfēriskā aberācija Sfēriskā aberācija ir uz ass punkta monohromatiska aberācija, ko izraisa objektīva sfēriskā virsma. Sfēriskās aberācijas rezultāts ir tāds, ka pēc punkta attēlošanas tas vairs nav spilgts plankums, bet gan gaišs plankums ar gaišu malu vidū, kas pakāpeniski izplūst, kas ietekmē attēla kvalitāti.
Sfēriskās aberācijas korekcija parasti tiek novērsta, kombinējot objektīvus. Tā kā izliekto un ieliekto lēcu sfēriskā aberācija ir pretēja, dažādu materiālu izliektās un ieliektās lēcas var salīmēt kopā, lai tās novērstu. Vecā tipa mikroskopiem objektīva sfēriskā aberācija nav pilnībā koriģēta, un tā ir jāsaskaņo ar atbilstošo kompensējošo okulāru, lai panāktu koriģējošu efektu. Parasti jauno mikroskopu sfērisko aberāciju pilnībā novērš objektīva lēca.
3). Koma Koma ir ārpusass punkta monohromatiska aberācija. Ja objekta ārpusass punktu attēlo ar lielas apertūras staru kūli, izstarotie stari iziet cauri objektīvam un nekrustojas vienā punktā, tad gaismas punkta attēls būs komata formā, kas tiek veidots kā komēta, tāpēc to sauc par "komas aberāciju".
4). Astigmatisms ir arī ārpusass punkta monohromatiska aberācija, kas ietekmē asumu. Ja redzes lauks ir liels, objekta punkts malā atrodas tālu no optiskās ass, un stars stipri sasveras, izraisot astigmatismu pēc izlaišanas caur objektīvu. Astigmatisms liek sākotnējam objekta punktam pēc attēlveidošanas kļūt par divām atdalītām un perpendikulārām īsām līnijām, un pēc sintēzes ideālā attēla plaknē veidojas eliptisks plankums. Astigmatisms tiek novērsts, izmantojot sarežģītas lēcu kombinācijas.
5). Lauka izliekums Lauka izliekums ir zināms arī kā "lauka izliekums". Ja objektīvam ir lauka izliekums, visa stara krustošanās punkts nesakrīt ar ideālo attēla punktu. Lai gan katrā konkrētajā punktā var iegūt skaidru attēla punktu, visa attēla plakne ir izliekta virsma. Tādā veidā spoguļa apskates laikā nevar skaidri saskatīt visu attēla virsmu, kas apgrūtina novērošanu un attēlu uzņemšanu. Tāpēc pētniecības mikroskopu mērķi parasti ir plāna mērķi, kas ir koriģēti attiecībā uz lauka izliekumu.
6). Izkropļojumi Visas iepriekš minētās aberācijas, izņemot lauka izliekumu, ietekmē attēla asumu. Izkropļojumi ir vēl viens aberācijas veids, kurā netiek apdraudēta staru kūļa koncentriskums. Tāpēc attēla asums netiek ietekmēts, bet attēls tiek salīdzināts ar sākotnējo objektu, radot formas kropļojumus.
