Parasta optiskā mikroskopa optiskais ceļš
1. Parasts optiskais mikroskops ir precīzs optiskais instruments. Agrāk vienkāršie mikroskopi sastāvēja tikai no dažām lēcām, savukārt mūsdienu mikroskopi sastāv no lēcu komplekta. Parastie optiskie mikroskopi parasti var palielināt objektus 1500-2000 reizes. (1) Mikroskopa struktūra Parastā optiskā mikroskopa struktūru var iedalīt divās daļās: viena ir mehāniskā ierīce, bet otra ir optiskā sistēma. Mikroskops var darboties tikai tad, ja šīs divas daļas labi sadarbojas. Pirmkārt, mikroskopa mehāniskā ierīce Mikroskopa mehāniskā ierīce ietver rāmi, objektīva cilindru, objektīva lēcas pārveidotāju, skatuvi, stumšanas stieni, rupjo skrūvi, mikroskrūvi un citas sastāvdaļas. Kronšteins sastāv no pamatnes un spoguļa sviras. Tai ir piestiprināta skatuve un objektīva cilindrs, kas ir pamats optiskā palielinājuma sistēmas komponentu uzstādīšanai.
(2) Okulārs ir savienots ar objektīva cilindra objektīva cilindru, un pārveidotājs ir savienots ar apakšējo daļu, veidojot tumšu telpu starp okulāru un objektīvu (uzstādīts zem pārveidotāja). Attālumu no objektīva aizmugurējās malas līdz stobra galam sauc par stobra mehānisko garumu. Jo objektīva lēcas palielinājums ir paredzēts noteiktam objektīva stobra garumam. Izmaiņas objektīva cilindra garumā ne tikai mainīs palielinājumu, bet arī ietekmēs attēla kvalitāti. Tāpēc, izmantojot mikroskopu, objektīva cilindra garumu nevar mainīt pēc vēlēšanās. Starptautiski mikroskopa standarta stobra garums ir noteikts 160 mm, un šis skaitlis ir atzīmēts uz objektīva korpusa.
(3) Objektīvu lēcu mainītājs Deguna lēcu mainītāju var aprīkot ar 3 līdz 4 objektīviem, parasti trim objektīviem (mazs palielinājums, liels palielinājums, eļļas lēca). Nikon mikroskopi ir aprīkoti ar četriem objektīviem. Pagriežot pārveidotāju, jebkuru objektīva lēcu var pievienot objektīva cilindram pēc vajadzības, un okulārs uz objektīva cilindra veido palielināšanas sistēmu.
(4) Skatuves centrā ir caurums, kas ir gaismas ceļš. Skatuves ir aprīkotas ar atsperu parauga skavām un stumšanas stieņiem, kuru funkcija ir fiksēt vai pārvietot parauga pozīciju tā, lai mikroskopiskais objekts atrastos tieši redzes lauka centrā.
(5) Stūmējs ir mehāniska ierīce, kas pārvieto paraugu. Tas ir izgatavots no metāla rāmja ar diviem piedziņas pārnesumiem, vienu horizontālu un vienu vertikālu. Labam mikroskopam uz stieņa ir iegravēti svari, lai izveidotu ļoti precīzu plakni. Koordinātu sistēma. Ja vēlaties atkārtoti novērot noteiktu testa parauga daļu, pirmās pārbaudes laikā varat reģistrēt vertikālā un horizontālā lineāla vērtību un pēc tam pārvietot stumšanas stieni atbilstoši vērtībai, lai atrastu sākotnējā parauga pozīciju.
(6) Rupjā spirāle ir mehānisms, kas pielāgo attālumu starp objektīvu un paraugu, pārvietojot objektīva cilindru. Vecos mikroskopos pēc tam, kad rupjā spirāle ir pagriezta uz priekšu, lēca nolaižas un tuvojas paraugam. Veicot mikroskopiju jauniem ražošanas mikroskopiem, ar labo roku pagrieziet virsmu uz priekšu, lai paceltu virsmu un tuvinātu paraugu objektīvam un otrādi.
(7) Mikrokustības skrūve var izmantot tikai rupjas kustības skrūvi, lai rupji pielāgotu fokusa attālumu. Lai iegūtu asu attēlu, jums būs jāveic papildu pielāgošana ar mikroskrūvi. Lēcas cilindrs pārvietojas 0,1 mm (100 mikroni) par katru griešanās skrūves apgriezienu. Jaunizgatavotā gao gala mikroskopa biezās un plānās spirāles ir koaksiālas. 2. Mikroskopa optiskā sistēma Mikroskopa optiskā sistēma sastāv no reflektora, kondensatora, objektīva, okulāra uc Optiskā sistēma palielina objektu, veidojot palielinātu objekta attēlu.
(1) Spoguļi Agrīnajos parastajos optiskajos mikroskopos objektu apskatīšanai izmantoja dabisku gaismu, un uz rāmja tika uzstādīts spogulis. Atstarotājs sastāv no plakanas virsmas un ieliekta spoguļa otrā pusē, kas var atstarot gaismu, kas uz to saskaras kondensatora lēcas centrā, tādējādi izgaismojot paraugu. Ja neizmantojat kondensatoru, izmantojiet ieliektu spoguli. Ieliektie spoguļi fokusē gaismu. Izmantojot kondensatoru, parasti tiek izmantots plakans spogulis. Jaunizgatavotais inferior mikroskopa rāmis ir aprīkots ar gaismas avotu un strāvas regulēšanas skrūvi, kas var regulēt gaismas intensitāti, regulējot strāvu.
(2) Kondensators Kondensators atrodas zem galda. Tas sastāv no kondensatora lēcas, zaigojošas apertūras un pacelšanas skrūves. Koncentratorus var iedalīt gaišā lauka koncentratoros un tumšā lauka koncentratoros. Parastie optiskie mikroskopi ir aprīkoti ar spilgti lauka kondensatoriem. Brightfield kondensatori ietver Abbe kondensatorus, apgaismības kondensatorus un krītošu smilšu kondensatorus. Abbe kondensatori cieš no hromatiskām un sfēriskām aberācijām, ja objektīva skaitliskā apertūra ir lielāka par 0.6. Qiming kondensatori ir ļoti koriģēti attiecībā uz hromatisko aberāciju, sfērisko aberāciju un komu. Tas ir augstas kvalitātes kondensators spilgtā lauka mikroskopijai, taču tas nav piemērots objektiem, kas mazāki par 4x. Kondensatora izkratīšana var izkustināt kondensatora augšējo lēcu no gaismas ceļa, lai apmierinātu zema palielinājuma objektīva (4×) liela redzes lauka apgaismojuma vajadzības.
Kondensators ir uzstādīts zem skatuves, un tā funkcija ir fokusēt gaismas avota atspoguļoto gaismu uz paraugu caur spoguli, lai iegūtu spēcīgu apgaismojumu un padarītu objekta attēlu spilgtu un skaidru. Kondensatora augstums ir regulējams, lai fokuss nonāktu pārbaudāmajā objektā un tiktu iegūts augsts spilgtums. Vispārējā kondensatora fokusa punkts ir 1,25 mm virs tā, un tā pieauguma robeža ir 0,1 mm zem skatuves plaknes. Tāpēc vajadzīgā stikla priekšmetstikliņa biezumam jābūt no 0.8-1.2mm, pretējā gadījumā pārbaudāmais paraugs nespēs fokusēties, kas ietekmēs mikroskopisko efektu. Kondensatora priekšējās objektīvu grupas priekšā ir arī zaigojoša apertūra, kuru var atvērt un aizvērt, ietekmējot attēla izšķirtspēju un kontrastu. Ja varavīksnenes apertūra tiek atvērta pārāk liela, pārsniedzot objektīva skaitlisko apertūru, notiks uzliesmojums; ja diafragmas atvērums ir aizvērts pārāk mazs, izšķirtspēja tiks samazināta un kontrasts tiks palielināts. Tāpēc novērojot, regulējot varavīksnenes apertūru, lauka diafragma (mikroskops ar lauka diafragmu) tiek atvērta redzes lauka perifērijas ārējai tangensei, lai objekti, kas atrodas redzes laukā, nevarētu iegūt gaismu. . Apgaismojums novērš izkliedētas gaismas traucējumus.
(3) Objektīva lēca, kas uzstādīta uz pārveidotāja objektīva cilindra priekšpusē, izmanto gaismu, lai pirmo reizi pārbaudītu objektu. Objektīva attēlveidošanas kvalitātei ir izšķiroša ietekme uz izšķirtspēju. Objektīva veiktspēja ir atkarīga no objektīva skaitliskās diafragmas atvēruma (skaitliskā apertūra, saīsināti kā NA). Katra objektīva skaitliskā apertūra ir atzīmēta uz objektīva korpusa. Jo lielāka ir skaitliskā diafragma, jo labāka ir objektīva veiktspēja. Ir daudz veidu objektīvu lēcas, kuras var klasificēt no dažādiem leņķiem: Atkarībā no vides atšķirības starp objektīva priekšējo lēcu un pārbaudāmo objektu, tās var iedalīt: 1. Sausajā objektīva lēcā. izmanto gaisu kā vidi, piemēram, parasti izmantoto objektīvu, kas ir mazāks par 4{{10}}×, skaitliskā diafragma ir mazāka par 1. ②Eļļas iegremdēšanas objektīvos kā barotne bieži tiek izmantota ciedra eļļa. Šādus objektīvus sauc arī par eļļas lēcām. Tā palielinājums ir 90×-100×, un skaitliskā diafragmas atvēruma vērtība ir lielāka par 1. Atkarībā no objektīva palielinājuma to var iedalīt: ① Mazjaudas objektīvs attiecas uz 1×. -6×, NA vērtība ir 0.04-0.15; ②Vidējas jaudas mērķis attiecas uz 6×-25×, NA vērtība ir 0.15-0.40; ③Lieljaudas objektīvs attiecas uz 25 ×—63×, NA vērtība ir 0,35—0,95; ④ Eļļas iegremdēšanas objektīvs attiecas uz 90×—100×, NA vērtība ir 1,25—1,40. Atkarībā no aberācijas korekcijas pakāpes klasifikāciju var iedalīt: ① Ahromatiskais objektīvs ir plaši izmantots objektīvs, kas apzīmēts ar "Ach" uz korpusa, šis objektīvs var noņemt hromatisko aberāciju, ko veido sarkanā gaisma un ciāna. Gaisma. To bieži izmanto kopā ar Huygens okulāriem mikroskopijā. ②Apohromatiskais objektīvs ir apzīmēts ar vārdu "Apo" uz objektīva korpusa. Papildus sarkanās, zilās un zaļās gaismas hromatiskās aberācijas koriģēšanai tā var arī koriģēt dzeltenās gaismas izraisīto fāzu atšķirību. To bieži izmanto kopā ar kompensējošiem okulāriem. ③ Speciālās objektīva lēcas tiek ražotas uz iepriekš minēto objektīvu bāzes, lai sasniegtu noteiktu specifisku novērošanas efektu. Piemēram: objektīvs ar korekcijas gredzenu, objektīvs ar lauka diafragmu, fāzes kontrasta objektīvs, fluorescences objektīvs, objektīvs bez deformācijas, objektīva lēca bez vāciņa, liela darba attāluma objektīva lēca utt. Pašreizējā vidē plaši izmantotās objektīva lēcas pētījumi ir: daļēji apohromatiskais objektīvs (FL), plāna mērķis (Plan), plāna apohromatiskais mērķis (Plan Apo), virsplāna mērķis (Splan, superplan apochromat) objektīvs (Splan) Apo) utt.
(4) Okulārs Okulāra funkcija ir vēlreiz palielināt reālo attēlu, kas palielināts ar objektīva lēcu, un atspoguļot objekta attēlu novērotāja acīs. Okulāra struktūra ir vienkāršāka nekā objektīva struktūra. Parasta optiskā mikroskopa okulārs parasti sastāv no divām lēcām. Augšējo objektīvu sauc par "okulāru", bet apakšējo objektīvu - par "lauka objektīvu". Starp augšējo un apakšējo lēcu vai zem divām lēcām ir metāla gredzenveida diafragma vai "lauka diafragma". Pēc palielinājuma objektīva lēcas starpattēls nokrīt uz lauka diafragmas plaknes, tāpēc var novietot okulāra mikrometru. Parasti optiskajos mikroskopos izmantotie okulāri ir Huygens okulāri. Ja nepieciešams veikt izpēti, parasti izvēlieties okulārus ar labāku veiktspēju, piemēram, kompensējošus okulārus (K), plakanos okulārus (P) un plata lauka okulārus (WF). Fotografējot izmantojiet fotografēšanas okulāru (NFK).
(2) Optiskais mikroskops Mikroskopa palielinājums tiek veikts caur objektīvu, un viena objektīva attēlveidošanai ir aberācijas, kas ietekmē attēla kvalitāti. Objektīvu grupa, kas sastāv no viena objektīva, ir līdzvērtīga izliektam objektīvam ar labāku palielinājumu. Attēls 1-4 ir galvenais mikroskopa attēlveidošanas režīms. AB ir paraugs.
(3) Mikroskopa veiktspēja. Mikroskopa izšķirtspēja ir atkarīga no dažādiem optiskās sistēmas apstākļiem. Novērojamajam objektam ir jābūt ar lielu palielinājumu un jābūt skaidram. Tas, vai objektam pēc palielinājuma var būt skaidra un smalka struktūra, vispirms ir atkarīgs no objektīva lēcas, pēc tam no okulāra un kondensatora veiktspējas.
1. Skaitlisko apertūras atvērumu sauc arī par apertūras attiecību (vai diafragmas attiecību), saīsināti kā NA, un to vērtības ir atzīmētas uz objektīva un kondensatora lēcas. Diafragmas atvērums un skaitliskā apertūra ir galvenie objektīvu un kondensatoru parametri, kā arī svarīgi rādītāji, lai novērtētu to veiktspēju. Skaitliskā apertūra ir cieši saistīta ar dažādām mikroskopu īpašībām. Tas ir proporcionāls mikroskopa izšķirtspējai un apgriezti proporcionāls fokusa dziļumam. Tas ir proporcionāls spoguļattēla spilgtuma kvadrātsaknei. Skaitlisko apertūru var izteikt ar šādu formulu: NA=n.sin 2 kur: n——vidēja izšķirtspēja starp objektīvu un paraugu ——objektīva lēcas lēcas atvēršanās leņķis T.s. objektīva atvēršanas leņķis attiecas uz attālumu no objektīva optiskās ass. Leņķis starp objekta augšējā punkta izstaroto gaismu un objektīva priekšējās lēcas efektīvā diametra malu ir parādīts attēlā 1-5 . Objektīva atvēršanas leņķis vienmēr ir mazāks par 180 grādiem. Tā kā gaisa laušanas koeficients ir 1, sausa objektīva skaitliskā apertūra vienmēr ir mazāka par 1, parasti 0.05-0.95; ja eļļas iegremdēšanas objektīvs ir iegremdēts ciedra eļļā (ar refrakcijas koeficientu 1,515), skaitliskā apertūra var sasniegt 1,5. Lai gan teorētiski skaitliskās apertūras robeža ir vienāda ar izmantotās iegremdēšanas vides refrakcijas indeksu, praksē šo robežu nav iespējams sasniegt no objektīva ražošanas tehnoloģijas viedokļa. Parasti praktiskajā diapazonā eļļas imersijas objektīvu lielākā skaitliskā apertūra ir 1,4. Vairāku vielu vidējie refrakcijas rādītāji ir šādi: gaisam 1,0, ūdenim 1,33, stiklam 1,5, glicerīnam 1,47 un ciedram 1,52. Vides refrakcijas indeksa ietekme uz objektīva lēcas optisko ceļu ir parādīta attēlā 1-6.
2. Izšķirtspēju D var izteikt ar šādu formulu: D=λ/2N.A. Redzamās gaismas viļņa garums ir 0.4-0,7 mikroni, ar vidējo viļņa garumu 0,55 mikroni. Ja tiek izmantots objektīvs ar skaitlisko apertūru 0,65, tad D {{10}},55 mikroni / 2 x 0.65=0.42 mikroni . Tas nozīmē, ka var novērot objektus, kas lielāki par 0,42 mikroniem, un objektus, kas mazāki par 0,42 mikroniem, nevar redzēt. Ja izmanto objektīvu ar skaitlisko apertūru 1,25, tad D=2,20 mikroni. Būs redzams jebkurš pārbaudāmais objekts, kura garums ir lielāks par šo vērtību. Var redzēt, ka jo mazāka ir D vērtība, jo augstāka ir izšķirtspēja un skaidrāks objekta attēls. Saskaņā ar iepriekš minēto formulu izšķirtspēju var uzlabot: (1) samazinot viļņa garumu; (2) refrakcijas indeksa palielināšana; (3) palielinot objektīva leņķi. Ultravioletās gaismas mikroskopi un elektronu mikroskopi izmanto īsus gaismas viļņu garumus, lai uzlabotu izšķirtspēju mazāku objektu pārbaudei. Objektīva izšķirtspēja ir cieši saistīta ar attēla asumu. Okulāriem šādas iespējas nav. Okulārs tikai palielina objektīva radīto attēlu.
3. Palielinājums: mikroskops palielina objektu, vispirms izmantojot objektīvu * sekundārais palielinājums, un okulārs rada sekundāru palielinājumu spilgtas redzes attālumā. Palielinājums ir aizmugures attēla skaļuma attiecība pret sākotnējo objektu. Tāpēc mikroskopa palielinājums (V) ir vienāds ar objektīva lēcas palielinājuma (V1) un okulāra palielinājuma (V2) reizinājumu, proti: V=V1×V2 Aprēķina metode salīdzinājumu var iegūt pēc šādas formulas M= △ × D F1 F2 F1 =Objektīvais fokusa attālums F2=Okulāra fokusa attālums △=Gaismas caurules garums D{{ 12}}Tīras redzamības attālums (=250mm) △=Palielinājuma objektīvs D=Okulāra palielinājums M=Mikroskopa palielinājums F1 F2 Iestatījums △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Tad M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 reizes F1 F2 4 15
4. Fokusa dziļums: novērojiet paraugu zem mikroskopa. Kad fokuss ir uz noteiktu attēla plakni, objekta attēls ir skaidrs, un attēla plakne ir mērķa plakne. Papildus mērķa virsmai redzes laukā virs un zem mērķa virsmas var redzēt arī izplūdušos objektu attēlus. Attālumu starp šīm divām virsmām sauc par fokusa dziļumu. Objektīva fokusa dziļums ir apgriezti proporcionāls skaitliskajai apertūrai un palielinājumam: jo lielāka ir skaitliskā apertūra un palielinājums, jo mazāks ir fokusa dziļums. Tāpēc eļļas spoguļa regulēšanai jābūt uzmanīgākai nekā mazjaudas spoguļa regulēšanai, pretējā gadījumā var viegli izraisīt priekšmeta izslīdēšanu un neatrastību.
