Kā var palielināt mikroskopa izšķirtspēju?
Viens no galvenajiem testēšanas rīkiem ir mikroskops, un izšķirtspēja ir būtisks rādītājs instrumenta veiktspējas novērtēšanai. Izšķirtspēja ir spēja skaidri atšķirt divas līnijas vai mazus punktus no tuva attāluma. Pati acs darbojas kā mikroskops. Cilvēka acs izšķirtspēja redzes attālumā, kas ir vispārpieņemts 25 cm, normālos apgaismojuma apstākļos ir aptuveni 1/10 mm. Tā kā taisnas līnijas var uzbudināt vairākas nervu šūnas, acu izšķirtspēju var palielināt, skatoties divas taisnas līnijas.
Tā kā cilvēka acs izšķirtspēja ir tikai 1/10 mm, tā nevar atšķirt divus ārkārtīgi mazus objektus, kas atrodas tuvāk par 1/10 mm. Tātad vispirms tika izstrādāts optiskais mikroskops mikroskopiskai pārbaudei, kam sekoja elektronu mikroskopa izstrāde. Īsāko attālumu starp diviem maziem plankumiem, ko var skaidri atšķirt uz parauga, sauc par mikroskopa izšķirtspēju. D=0.61/NA ir tā aprēķina formula.
Vienādojumā D apzīmē izšķirtspēju um, gaismas avota viļņa garumu um, un NA apzīmē objektīva objektīva skaitlisko apertūru um (ko sauc arī par diafragmas attiecību).
Formula norāda, ka atbilstošā objektīva objektīva skaitliskā apertūra un krītošā gaismas avota viļņa garums nosaka mikroskopa izšķirtspēju. Kā redzams, optisko mikroskopu var uzlabot:
1. Samaziniet gaismas avota viļņa garumu.
Redzamās gaismas viļņa garums ir 390nm. Šis ultravioletās gaismas viļņa garums var samazināt optiskā mikroskopa izšķirtspēju līdz 0,2 um, ja to izmanto kā apgaismojuma avotu. Tomēr lielākā daļa izplatīto materiālu stikls absorbē daudz gaismas ar viļņa garumu, kas mazāks par 340 nm, tāpēc UV gaisma nevar radīt skaidru un izcilu attēlu pat pēc ievērojamas vājināšanās. Tā kā UV gaismas mikroskopu nevar redzēt ar Ar neapbruņotu aci un pat novēroto paraugu ir jāizmanto dārgi materiāli, piemēram, kvarcs un fluorīts, kas var iziet cauri ultravioletajai gaismai attiecīgi līdz 185 nm un 200 nm. Šis paņēmiens, lai palielinātu mikroskopa izšķirtspēju, netiek bieži izmantots tā ierobežojumu dēļ, ko papildina mikroskopa augstās izmaksas un ierobežojumi.
2. Palieliniet objektīva objektīva skaitlisko apertūru NA.
Skaitliskā diafragma NA=n*sin(u)
Vienādojumā n apzīmē vides refrakcijas indeksu, kas atrodas starp objektīvu un paraugu, un u apzīmē objektīva objektīva pusapertūras leņķi. Šī iemesla dēļ no optiskā dizaina viedokļa pareiza lielāka diafragmas atvēruma leņķa vai refrakcijas indeksa palielināšana ir kļuvusi par populāru metodi optiskā mikroskopa izšķirtspējas uzlabošanai. Vide zema palielinājuma objektīviem, piemēram, objektīviem ar palielinājumu. zem 10X, parasti ir gaiss, kura laušanas koeficients ir 1, padarot to par sausu vidi. Vide ūdens iegremdēšanai ir destilēts ūdens, kura laušanas koeficients ir 1,33. Eļļas iegremdēšanas objektīvu objektīvam, piemēram, Olympus 100X eļļas objektīvam, ir refrakcijas indekss, kas parasti ir aptuveni 1,52. Pateicoties augsta refrakcijas indeksa vides izmantošanai, ūdens imersijas objektīvam un eļļas imersijas objektīvam ir ne tikai liels palielinājums, bet arī uzlabo objektīva izšķirtspēju.
