Explicació detallada de cadascuna de les set característiques del microscopi òptic
En la inspecció microscòpica, la gent sempre espera tenir una imatge ideal clara i brillant, que requereix que els paràmetres tècnics òptics del microscopi compleixin certs estàndards i requereix que, quan s'utilitzi, s'ha de coordinar segons el propòsit de la inspecció microscòpica i la situació real La relació entre els paràmetres. Només així podrem donar el màxim partit al bon funcionament del microscopi i obtenir resultats satisfactoris d'inspecció microscòpica.
Els paràmetres tècnics òptics del microscopi inclouen: obertura numèrica, resolució, augment, profunditat d'enfocament, amplada del camp de visió, mala cobertura, distància de treball, etc. Aquests paràmetres no sempre són el més alts possibles i són mútuament restrictius. Quan s'utilitzen, la relació entre els paràmetres s'ha de coordinar segons el propòsit de la inspecció del microscopi i la situació real, però la resolució ha de prevaldre.
1. Obertura numèrica
L'obertura numèrica s'abreuja com a NA i l'obertura numèrica és el paràmetre tècnic principal de la lent de l'objectiu i la lent del condensador, i és un símbol important per jutjar el rendiment dels dos (especialment per a la lent de l'objectiu). La mida del seu valor numèric està marcada respectivament a la carcassa de la lent de l'objectiu i la lent del condensador.
L'obertura numèrica (NA) és el producte de l'índex de refracció (n) del medi entre la lent frontal de la lent de l'objectiu i l'objecte a inspeccionar i el sinus de la meitat de l'angle d'obertura (u). La fórmula és la següent: NA=nsinu/2
L'angle d'obertura, també conegut com a "angle de boca del mirall", és l'angle format pel punt de l'objecte a l'eix òptic de la lent de l'objectiu i el diàmetre efectiu de la lent frontal de la lent de l'objectiu. Com més gran sigui l'angle d'obertura, més gran serà el flux de llum que entra a la lent de l'objectiu, que és proporcional al diàmetre efectiu de la lent de l'objectiu i inversament proporcional a la distància del punt focal.
Quan s'observa amb un microscopi, si es vol augmentar el valor de NA, l'angle d'obertura no es pot augmentar. L'única manera és augmentar el valor de l'índex de refracció n del medi. Basant-se en aquest principi, es produeixen lents d'objectiu d'immersió en aigua i lents d'objectiu d'immersió en oli. Com que el valor de l'índex de refracció n del medi és superior a 1, el valor de NA pot ser superior a 1.
El valor màxim de l'obertura numèrica és 1,4, que ha arribat al límit tant teòricament com tècnicament. Actualment, s'utilitza com a mitjà bromonaftalè amb un alt índex de refracció. L'índex de refracció del bromonaftalè és 1,66, de manera que el valor de NA pot ser superior a 1,4.
Cal assenyalar aquí que, per tal de jugar plenament el paper de l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu, el valor NA de la lent del condensador hauria de ser igual o lleugerament superior al valor NA de la lent objectiu durant l'observació.
L'obertura numèrica està estretament relacionada amb altres paràmetres tècnics, i gairebé determina i influeix en altres paràmetres tècnics. És proporcional a la resolució, proporcional a l'ampliació i inversament proporcional a la profunditat d'enfocament. A mesura que augmenta el valor de NA, l'amplada del camp de visió i la distància de treball disminuiran en conseqüència.
2. Resolució
La resolució del microscopi fa referència a la distància més petita entre dos punts d'objecte que el microscopi pot distingir clarament, també coneguda com a "taxa de discriminació". La seva fórmula de càlcul és σ=λ/NA
On σ és la distància de resolució mínima; λ és la longitud d'ona de la llum; NA és l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu. La resolució de la lent objectiu visible ve determinada per dos factors: el valor NA de la lent objectiu i la longitud d'ona de la font d'il·luminació. Com més gran sigui el valor NA, més curta serà la longitud d'ona de la llum d'il·luminació i com més petit sigui el valor σ, més alta serà la resolució.
Per augmentar la resolució, és a dir, reduir el valor de σ, es poden prendre les mesures següents
(1) Reduïu el valor de la longitud d'ona λ i utilitzeu una font de llum de longitud d'ona curta.
(2) Augmenteu el valor mitjà n per augmentar el valor NA (NA=nsinu/2).
(3) Augmenteu el valor u de l'angle d'obertura per augmentar el valor NA.
(4) Augmenta el contrast entre la llum i la foscor.
3. Ampliació i ampliació efectiva
A causa dels dos augments de la lent objectiu i l'ocular, l'augment total Γ del microscopi hauria de ser el producte de l'augment de la lent objectiu i l'augment de l'ocular Γ1: Γ= Γ1
Òbviament, un microscopi pot tenir un augment molt més gran que una lupa, i l'ampliació del microscopi es pot canviar fàcilment intercanviant lents objectius i oculars amb diferents augments.
La magnificació també és un paràmetre important del microscopi, però no es pot creure cegament que com més gran sigui, millor. El límit d'ampliació del microscopi és l'ampliació efectiva.
La resolució i l'ampliació són dos conceptes diferents però relacionats mútuament. Fórmula relacional: 500NA<>
Quan l'obertura numèrica de la lent objectiu seleccionada no és prou gran, és a dir, la resolució no és prou alta, el microscopi no pot distingir l'estructura fina de l'objecte. En aquest moment, encara que l'augment s'augmenti excessivament, la imatge obtinguda només pot ser una imatge amb un contorn gran però amb detalls poc clars. , anomenada ampliació no vàlida. Per contra, si la resolució compleix els requisits però l'ampliació és insuficient, el microscopi té la capacitat de resoldre, però la imatge encara és massa petita per ser vista clarament pels ulls humans. Per tant, per tal de donar un joc complet al poder de resolució del microscopi, l'obertura numèrica s'ha d'ajustar raonablement a l'ampliació total del microscopi.
el
4. Profunditat d'enfocament
La profunditat de focus és l'abreviatura de la profunditat de focus, és a dir, quan s'utilitza un microscopi, quan el focus està en un objecte determinat, no només es poden veure clarament tots els punts del pla d'aquest punt, sinó també dins d'un cert gruix per sobre. i per sota del pla, Per ser clar, el gruix d'aquesta part clara és la profunditat d'enfocament. Si la profunditat d'enfocament és gran, podeu veure tota la capa de l'objecte que s'inspecciona, mentre que si la profunditat d'enfocament és petita, només podreu veure una capa fina de l'objecte que s'inspecciona. La profunditat d'enfocament té la següent relació amb altres paràmetres tècnics:
(1) La profunditat d'enfocament és inversament proporcional a l'ampliació total i l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu.
(2) Com més gran sigui la profunditat de focus, menor serà la resolució.
A causa de la gran profunditat de camp de l'objectiu de baix augment, és difícil fer fotos amb l'objectiu de baix augment. Això es descriurà amb més detall a les microfotografies.
5. Diàmetre del camp de visió (FieldOfView)
Quan s'observa un microscopi, l'àrea circular brillant que es veu s'anomena camp de visió, i la seva mida està determinada pel diafragma de camp de l'ocular.
El diàmetre del camp de visió també s'anomena amplada del camp de visió, que fa referència al rang real de l'objecte inspeccionat que es pot acomodar al camp de visió circular vist al microscopi. Com més gran sigui el diàmetre del camp de visió, més fàcil serà d'observar.
Hi ha una fórmula F=FN/
A la fórmula, F: diàmetre de camp, FN: número de camp (FieldNumber, abreujat com a FN, marcat a l'exterior del canó de l'ocular), : augment de la lent de l'objectiu.
Es pot veure a partir de la fórmula:
(1) El diàmetre del camp de visió és proporcional al nombre de camps de visió.
(2) L'augment del múltiple de la lent de l'objectiu redueix el diàmetre del camp de visió. Per tant, si podeu veure tota la imatge de l'objecte inspeccionat sota la lent de baixa potència i canviar a una lent objectiu d'alta potència, només podreu veure una petita part de l'objecte inspeccionat.
6. Poca cobertura
El sistema òptic del microscopi també inclou el cobreobjectes. A causa del gruix no estàndard de la coberta de vidre, el camí òptic de la llum després d'entrar a l'aire des de la coberta de vidre es modifica, donant lloc a una diferència de fase, que és una cobertura deficient. La generació d'una cobertura deficient afecta la qualitat del so del microscopi.
D'acord amb les normatives internacionals, el gruix estàndard del vidre de coberta és de {{0}},17 mm i l'interval permès és de 0.16-0,18 mm. La diferència en aquest rang de gruix s'ha calculat en la fabricació de la lent de l'objectiu. El 0,17 marcat a la carcassa de la lent de l'objectiu indica el gruix de la coberta de vidre que requereix la lent de l'objectiu.
7. Distància de treball WD
La distància de treball també s'anomena distància de l'objecte, que fa referència a la distància des de la superfície de la lent frontal de la lent de l'objectiu fins a l'objecte a inspeccionar. Durant la inspecció al microscopi, l'objecte a inspeccionar ha de tenir entre una i dues vegades la distància focal de la lent de l'objectiu. Per tant, això i la distància focal són dos conceptes. El que normalment s'anomena enfocament és ajustar la distància de treball.
Quan l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu és constant, l'angle d'obertura és més gran quan la distància de treball és més curta.
Una lent d'objectiu d'alta potència amb una gran obertura numèrica té una petita distància de treball.
