Detalizēts optiskā mikroskopa septiņu parametru skaidrojums
Mikroskopiskās apskates laikā cilvēki vienmēr cer iegūt skaidru un spilgtu ideālu attēlu, kas prasa, lai mikroskopa optiskie tehniskie parametri atbilstu noteiktiem standartiem, un, lietojot, tas ir jāsaskaņo atbilstoši mikroskopiskās pārbaudes mērķim un faktiskajam. situācijas attiecības starp parametriem. Tikai šādā veidā mēs varam pilnībā nodrošināt mikroskopa pareizu darbību un iegūt apmierinošus mikroskopiskās pārbaudes rezultātus.
Mikroskopa optiskie tehniskie parametri ir: skaitliskā apertūra, izšķirtspēja, palielinājums, fokusa dziļums, redzes lauka platums, slikts pārklājums, darba attālums utt. Šie parametri ne vienmēr ir, jo augstāki, jo labāk. Tie ir savstarpēji ierobežojoši. Lietojot, parametru attiecības jāsaskaņo atbilstoši mikroskopijas mērķim un faktiskajai situācijai, taču jāgarantē izšķirtspēja.
1. Skaitliskā diafragma
Skaitliskā diafragma tiek saīsināta kā NA. Skaitliskā diafragma ir galvenais objektīva un kondensatora objektīva tehniskais parametrs, un tas ir svarīgs rādītājs, lai spriestu par abu veiktspēju (īpaši objektīvam). Tā skaitliskās vērtības lielums ir norādīts attiecīgi uz objektīva un kondensatora lēcas korpusa.
Skaitliskā apertūra (NA) ir refrakcijas indeksa (n) reizinājums vidē starp objektīva lēcas priekšējo lēcu un pārbaudāmo objektu un diafragmas leņķa (u) puses sinusu. Formula ir izteikta šādi: NA=nsinu/2
Diafragmas leņķis, kas pazīstams arī kā "spoguļa leņķis", ir leņķis, ko veido objekta punkts uz objektīva optiskās ass un objektīva priekšējās lēcas efektīvais diametrs. Jo lielāks apertūras leņķis, jo spilgtāka gaisma, kas iekļūst objektīvā, ir proporcionāla objektīva efektīvajam diametram un apgriezti proporcionāla attālumam no fokusa punkta.
Mikroskopa novērošanas laikā, ja vēlaties palielināt NA vērtību, atvēruma leņķi nevar palielināt. Vienīgais veids ir palielināt vides refrakcijas indeksa n vērtību. Pamatojoties uz šo principu, tiek ražots ūdens imersijas objektīvs un eļļas iegremdēšanas objektīvs. Tā kā vides refrakcijas indekss n ir lielāks par 1, NA vērtība var būt lielāka par 1.
Maksimālā skaitliskā diafragmas vērtība ir 1,4, kas ir sasniegusi robežu gan teorētiski, gan tehniski. Pašlaik kā barotne tiek izmantots bronaftalīns ar augstu refrakcijas indeksu. Bronaftalīna refrakcijas indekss ir 1,66, tāpēc NA vērtība var būt lielāka par 1,4.
Šeit ir jānorāda, ka, lai nodrošinātu pilnīgu objektīva objektīva skaitliskās apertūras efektu, kondensatora NA vērtībai novērošanas laikā jābūt vienādai vai nedaudz lielākai par objektīva NA vērtību.
Skaitliskajai apertūrai ir cieša saistība ar citiem tehniskajiem parametriem, un tā gandrīz nosaka un ietekmē citus tehniskos parametrus. Tas ir proporcionāls izšķirtspējai, proporcionāls palielinājumam un apgriezti proporcionāls fokusa dziļumam. Palielinoties NA vērtībai, attiecīgi samazināsies redzes lauka platums un darba attālums.
2. Izšķirtspēja
Mikroskopa izšķirtspēja attiecas uz mazāko attālumu starp diviem objekta punktiem, ko var skaidri atšķirt ar mikroskopu, kas pazīstams arī kā "diskriminācijas līmenis". Tā aprēķina formula ir σ=λ/NA
kur σ ir minimālais izšķirtspējas attālums; λ ir gaismas viļņa garums; NA ir objektīva objektīva skaitliskā apertūra. Redzamās objektīva lēcas izšķirtspēju nosaka objektīva NA vērtība un apgaismojuma gaismas avota viļņa garums. Jo lielāka ir NA vērtība, jo īsāks ir apgaismojuma gaismas viļņa garums, jo mazāka ir σ vērtība un augstāka izšķirtspēja.
Lai uzlabotu izšķirtspēju, tas ir, samazinātu σ vērtību, var veikt šādus pasākumus
(1) Samaziniet viļņa garumu λ un izmantojiet īsa viļņa garuma gaismas avotu.
(2) Palieliniet barotnes n vērtību, lai palielinātu NA vērtību (NA=nsinu/2).
(3) Palieliniet apertūras leņķa u vērtību, lai palielinātu NA vērtību.
(4) Palieliniet kontrastu starp gaišo un tumšo.
3. Palielināšana un efektīva palielināšana
Tā kā objektīva lēcai un okulāram ir divi palielinājumi, mikroskopa kopējam palielinājumam Γ jābūt objektīva lēcas palielinājuma un okulāra palielinājuma Γ1 reizinājumam:
Γ= Γ1
Acīmredzot mikroskopam var būt daudz lielāks palielinājums nekā palielināmam stiklam, un mikroskopa palielinājumu var viegli mainīt, mainot objektīvus un okulārus ar dažādu palielinājumu.
Palielinājums ir arī svarīgs mikroskopa parametrs, taču mēs nevaram akli noticēt, ka jo lielāks palielinājums, jo labāk. Mikroskopa palielinājuma robeža ir efektīvais palielinājums.
Izšķirtspēja un palielinājums ir divi dažādi, bet viens otru izslēdzoši jēdzieni. Ir relāciju formula: 500NA<><>
Ja izvēlētā objektīva skaitliskā apertūra nav pietiekami liela, tas ir, izšķirtspēja nav pietiekami augsta, mikroskops nevar atšķirt objekta smalko struktūru. Šobrīd, pat ja palielinājums tiek pārmērīgi palielināts, var iegūt tikai attēlu ar lielām kontūrām, bet neskaidrām detaļām. , ko sauc par neefektīvo palielinājumu. Savukārt, ja izšķirtspēja ir atbildusi prasībām un palielinājums ir nepietiekams, mikroskopam ir spēja izšķirt, bet attēls ir pārāk mazs, lai to skaidri redzētu cilvēka acs. Tāpēc, lai nodrošinātu pilnīgu mikroskopa izšķirtspējas spēli, skaitliskajai apertūrai jābūt saprātīgi saskaņotai ar kopējo mikroskopa palielinājumu.
4. Fokusa dziļums
Fokusa dziļums ir fokusa dziļuma saīsinājums, tas ir, izmantojot mikroskopu, kad fokuss ir uz objektu, var skaidri redzēt ne tikai punktus punkta plaknē, bet arī noteiktā biezumā. virs un zem plaknes. Skaidrs, ka šīs skaidrās daļas biezums ir fokusa dziļums. Ja fokusa dziļums ir liels, ir redzams viss pārbaudāmā objekta slānis, savukārt, ja fokusa dziļums ir mazs, var redzēt tikai plānu pārbaudāmā objekta slāni. Fokusa dziļumam ir šāda saistība ar citiem tehniskajiem parametriem:
(1) Fokusa dziļums ir apgriezti proporcionāls kopējam palielinājumam un objektīva skaitliskajai apertūrai.
(2) Fokusa dziļums ir liels, un izšķirtspēja ir samazināta.
Zema palielinājuma objektīva lielā lauka dziļuma dēļ ir grūti uzņemt attēlus ar zema palielinājuma objektīvu. Sīkāka informācija tiks aprakstīta mikrofotogrāfijās.
5. Skata lauks (FieldOfView)
Novērojot mikroskopu, redzamo gaišo apļveida laukumu sauc par redzes lauku, un tā lielumu nosaka lauka diafragma okulārā.
Redzes lauka diametrs tiek saukts arī par redzes lauka platumu, kas attiecas uz faktisko pārbaudāmā objekta diapazonu, ko var uzņemt apļveida redzes laukā, kas redzams zem mikroskopa. Jo lielāks ir redzes lauka diametrs, jo vieglāk to novērot.
Ir formula F=FN/
Formulā F: redzes lauka diametrs, FN: redzes lauka numurs (FieldNumber, saīsināts kā FN, atzīmēts okulāra objektīva cilindra ārpusē), : objektīva lēcas palielinājums. .
To var redzēt no formulas:
(1) Redzes lauka diametrs ir proporcionāls redzes lauku skaitam.
(2) Palielinot objektīva lēcas lielumu, tiek samazināts redzes lauka diametrs. Tāpēc, ja zem mazjaudas objektīva varat redzēt visu pārbaudāmā objekta attēlu un aizstāt to ar jaudīgu objektīvu, jūs varat redzēt tikai nelielu daļu no pārbaudītā objekta.
6. Slikts pārklājums
Mikroskopa optiskajā sistēmā ietilpst arī vāka stikls. Pateicoties nestandarta pārklājuma stikla biezumam, gaismas ceļš pēc gaismas nokļūšanas gaisā no vāka stikla un tiek lauzts mainās, kā rezultātā rodas fāzu starpība, kas ir slikts pārklājums. Slikts pārklājums ietekmē mikroskopa skaņas kvalitāti.
Starptautiski pārklājuma stikla standarta biezums ir {{0}},17 mm, un pieļaujamais diapazons ir 0.16-0,18 mm. Objektīva lēcas ražošanā ir aprēķināta aberācija šajā biezuma diapazonā. Uz objektīva lēcas korpusa atzīmētais 0,17 norāda nepieciešamo objektīva pārklājuma stikla biezumu.
7. Darba attālums WD
Darba attālumu sauc arī par objekta attālumu, kas attiecas uz attālumu starp objektīva priekšējās lēcas virsmu un pārbaudāmo objektu. Mikroskopa pārbaudes laikā pārbaudāmajam objektam jābūt no vienas līdz divām reizēm par objektīva lēcas fokusa attālumu. Tāpēc tas un fokusa attālums ir divi jēdzieni. Tas, ko mēs parasti saucam par fokusēšanu, faktiski ir darba attāluma pielāgošana.
Ja objektīva objektīva skaitliskā apertūra ir nemainīga, darba attālums ir īss un apertūras leņķis ir liels.
Lieljaudas objektīva objektīvam ar lielu skaitlisko apertūru ir mazs darbības attālums.
