Četri mikroskopu optiskie principi
1, Refrakcijas un laušanas koeficients
Gaisma izplatās pa taisnu līniju starp diviem punktiem viendabīgā izotropā vidē. Izejot cauri caurspīdīgiem dažāda blīvuma objektiem, notiek refrakcija, jo dažādās vidēs ir dažādi gaismas izplatīšanās ātrumi. Kad gaiss izstaro gaismas starus, kas nav perpendikulāri caurspīdīga objekta (piemēram, stikla) virsmai, gaismas staru virziens mainās tā saskarnē un veido laušanas leņķi ar normālo.
2, Lēcu veiktspēja
Lēcas ir visvienkāršākie optiskie komponenti, kas veido mikroskopa optisko sistēmu. Objektīva, okulāra un kondensatora komponenti sastāv no viena vai vairākiem objektīviem. Pēc dažādajām formām tās var iedalīt divās kategorijās: izliektās lēcas (pozitīvās lēcas) un ieliektās lēcas (negatīvās lēcas). Kad gaismas stars, kas ir paralēls optiskajai asij, krustojas punktā caur izliektu lēcu, šo punktu sauc par fokusa plakni, bet plakni, kas iet caur krustojumu un ir perpendikulāra optiskajai asij, sauc par fokusa plakni. Ir divi fokusa punkti, fokusa punktu objekta telpā sauc par "objekta fokusa punktu", un fokusa plakni šajā punktā sauc par "objekta fokusa plakni"; Gluži pretēji, fokusa punktu attēla telpā sauc par "attēla fokusa punktu", bet fokusa plakni šajā punktā sauc par "attēla fokusa plakni". Pēc tam, kad gaisma iziet cauri ieliektai lēcai, tā veido vertikālu virtuālu attēlu, bet izliekta lēca veido vertikālu reālu attēlu. Ekrānā var parādīt reālus attēlus, savukārt virtuālos attēlus nevar.
3, galvenais faktors, kas ietekmē attēlveidošanu - aberācija
Objektīvu apstākļu dēļ neviena optiskā sistēma nevar radīt teorētiski ideālus attēlus, un dažādu aberāciju klātbūtne ietekmē attēla kvalitāti. Tālāk sniegts īss ievads par dažādām novirzēm.
1. Krāsu atšķirība ir nopietna objektīva attēlveidošanas kļūda, kas rodas, ja kā gaismas avoti tiek izmantotas vairākas gaismas krāsas un monohromatiska gaisma nerada krāsu atšķirības. Baltā gaisma sastāv no septiņiem veidiem: sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, zila, zila un violeta. Katra veida gaismas viļņu garumi ir atšķirīgi, tāpēc arī refrakcijas koeficients, izejot cauri objektīvam, ir atšķirīgs. Tādā veidā punkts objekta pusē var veidot krāsas plankumu attēla pusē. Optisko sistēmu galvenā funkcija ir novērst hromatisko aberāciju.
Krāsu atšķirība parasti ietver pozīcijas krāsu atšķirību un palielinājuma krāsu atšķirību. Pozicionālās krāsu atšķirības izraisa attēla plankumus vai oreolu, ja to novērojat jebkurā pozīcijā, padarot attēlu izplūdušu. Un palielinājuma hromatiskās aberācijas dēļ attēla malas ir krāsainas.
2. Sfēriskā aberācija attiecas uz ass punktu monohromatisku aberāciju, ko izraisa objektīva sfēriskā virsma. Sfēriskās aberācijas rezultāts ir tāds, ka pēc punkta attēlveidošanas tas vairs nav gaišs punkts, bet gan gaišs plankums ar pakāpeniski izplūdušām vidējām malām, kas ietekmē attēla kvalitāti.
Sfēriskās aberācijas korekcija bieži tiek panākta, izmantojot objektīvu kombinācijas. Tā kā izliekto un ieliekto lēcu sfēriskā aberācija ir pretēja, var izvēlēties dažādus izliekto un ieliekto lēcu materiālus un salīmēt tos, lai tos novērstu. Objektīva lēcas sfēriskā aberācija vecā modeļa mikroskopā netika pilnībā koriģēta, un tā ir jāsaskaņo ar atbilstošo kompensējošo okulāru, lai panāktu korekcijas efektu. Vispārīgo jauno mikroskopu sfērisko aberāciju pilnībā novērš objektīva lēca.
3. Huixia Huixia pieder pie ārpusass punktu monohromatiskās aberācijas. Kad objekts, kas atrodas ārpus ass, tiek attēlots ar lielu diafragmas atvēruma staru, izstarotais stars iziet cauri objektīvam un vairs nekrustojas punktā. Gaismas punkta attēls veidos punktam līdzīgu formu, kas atgādina komētu, tāpēc nosaukums "koma".
4. Astigmatisms ir arī ārpus ass monohromatiska aberācija, kas ietekmē skaidrību. Ja redzes lauks ir liels, objekta punkti malās atrodas tālu no optiskās ass, un stars pārāk stipri sasveras, izraisot astigmātismu pēc izlaišanas caur objektīvu. Astigmatisms liek sākotnējam objekta punktam pēc attēlveidošanas kļūt par divām atsevišķām un perpendikulārām īsām līnijām, kuras tiek apvienotas ideālā attēla plaknē, veidojot eliptisku plankumu. Astigmatisms tiek novērsts, izmantojot sarežģītas lēcu kombinācijas.
5. Lauka izliekums, kas pazīstams arī kā "attēla lauka izliekums". Ja objektīvā ir lauka izliekums, visa stara krustošanās punkts nesakrīt ar ideālo attēla punktu. Lai gan katrā konkrētajā punktā var iegūt skaidrus attēlus, visa attēla plakne ir izliekta virsma. Tas apgrūtina visas attēla virsmas skaidri redzamu mikroskopiskās pārbaudes laikā, apgrūtinot novērošanu un fotografēšanu. Tāpēc mikroskopu pētīšanai izmantotie objektīvi parasti ir plakani lauka objektīvi, kas jau ir koriģējuši lauka izliekumu.
6. Iepriekš minētās dažādas aberācijas, izņemot lauka kropļojumus, ietekmē attēla skaidrību. Izkropļojumi ir vēl viens aberācijas veids, kur staru kūļa koncentriskums netiek apdraudēts. Tāpēc tas neietekmē attēla skaidrību, bet rada formas kropļojumus, salīdzinot ar sākotnējo objektu.
