Com es pot augmentar la resolució del microscopi?
Composició i estructura d'un microscopi òptic Un microscopi òptic consisteix generalment en un escenari, un sistema d'il·luminació de focus, una lent objectiu, un ocular i un mecanisme d'enfocament. L'escenari s'utilitza per subjectar l'objecte a observar. El mecanisme d'enfocament es pot accionar mitjançant el botó d'enfocament per fer que l'escenari es mogui cap amunt i cap avall per a un ajust aproximat i un ajust fi, de manera que l'objecte observat es pugui enfocar i capturar clarament.
La seva capa superior es pot moure i girar amb precisió en el pla horitzontal i, en general, ajustar la part observada al centre del camp de visió. El sistema d'il·luminació puntual es compon d'una font de llum i un condensador. La funció del condensador és concentrar més energia lluminosa a la part observada. Les característiques espectrals de la làmpada il·luminadora han de ser compatibles amb la banda de treball del receptor del microscopi.
La lent de l'objectiu es troba prop de l'objecte a observar, i és la lent la que realitza el primer nivell d'ampliació. Diverses lents d'objectius amb diferents augments s'instal·len al convertidor de lents d'objectius al mateix temps, i les lents d'objectius amb diferents augments poden entrar al camí òptic de treball girant el convertidor. L'augment de la lent de l'objectiu sol ser de 5 a 100 vegades. La lent objectiu és l'element òptic que juga un paper decisiu en la qualitat de la imatge al microscopi.
S'utilitzen habitualment les lents objectius acromàtics que poden corregir l'aberració cromàtica de dos colors de llum; lents objectius apocromàtics de major qualitat que poden corregir l'aberració cromàtica per a tres tipus de llum de color; pot garantir que tot el pla d'imatge de la lent de l'objectiu sigui pla per millorar el camp de visió Objectius de camp pla amb una qualitat d'imatge marginal. Els objectius d'immersió líquida s'utilitzen sovint en objectius d'alta ampliació, és a dir, l'índex de refracció és 1 entre la superfície inferior de la lent de l'objectiu i la superfície superior de la làmina de mostra.
5 líquid, pot millorar significativament la resolució de l'observació microscòpica. L'ocular és una lent situada a prop de l'ull humà per aconseguir el segon nivell d'augment, i l'augment de la lent sol ser de 5 a 20 vegades. Segons la mida del camp de visió que es pot veure, els oculars es poden dividir en dos tipus: oculars normals amb un camp de visió més petit i oculars de camp gran (o oculars gran angular) amb un camp de visió més gran.
Tant l'escenari com la lent de l'objectiu s'han de poder moure entre si al llarg de l'eix òptic de la lent objectiu per aconseguir l'ajust del focus i obtenir una imatge clara. Quan es treballa amb una lent d'objectiu d'alta ampliació, el rang d'enfocament permès és sovint més petit que les micres, de manera que el microscopi ha de tenir un mecanisme de microenfocament molt precís. El límit de l'ampliació del microscopi és l'ampliació efectiva, i la resolució del microscopi es refereix a la distància mínima entre dos punts d'objecte que es poden distingir clarament pel microscopi.
La resolució i l'ampliació són dos conceptes diferents però relacionats. 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 sistema d'il·luminació del focus té un gran impacte en el rendiment d'imatge del microscopi, però és un enllaç que els usuaris passen per alt fàcilment.
La seva funció és proporcionar una il·luminació suficient i uniforme de la superfície de l'objecte. El feix de llum enviat pel condensador ha d'assegurar-se que omple l'angle d'obertura de la lent de l'objectiu, en cas contrari, la resolució més alta que pot assolir la lent de l'objectiu no es pot utilitzar completament. Amb aquesta finalitat, el condensador està equipat amb un diafragma d'obertura variable similar al de la lent de l'objectiu fotogràfic, que pot ajustar la mida de l'obertura i s'utilitza per ajustar l'obertura del feix d'il·luminació perquè coincideixi amb l'angle d'obertura de l'objectiu. lent.
En canviar el mètode d'il·luminació, es poden obtenir diferents mètodes d'observació, com ara punts d'objecte fosc sobre un fons brillant (anomenat il·luminació de camp brillant) o punts d'objecte brillant sobre un fons fosc (anomenat il·luminació de camp fosc), per tal de descobrir i observar millor el microestructura. Un microscopi electrònic és un instrument que utilitza feixos d'electrons i lents d'electrons en comptes de raigs de llum i lents òptiques per a la imatge de les estructures fines de les substàncies amb augments molt elevats basats en el principi de l'òptica electrònica.
El poder de resolució d'un microscopi electrònic es representa per la distància mínima entre dos punts adjacents que pot resoldre. Als anys 1970, la resolució del microscopi electrònic de transmissió era d'uns 0,3 nanòmetres (el poder de resolució de l'ull humà era d'uns 0,1 mm). Ara, l'augment màxim del microscopi electrònic supera els 3 milions de vegades, mentre que l'augment màxim del microscopi òptic és d'unes 2000 vegades, de manera que els àtoms d'alguns metalls pesants i les xarxes atòmiques ordenades al cristall es poden observar directament a través del microscopi electrònic. .
