Camí òptic del microscopi òptic ordinari
1. Un microscopi òptic normal és un instrument òptic de precisió. En el passat, els microscopis simples constaven només d'unes poques lents, mentre que els microscopis actuals consisteixen en un conjunt de lents. Els microscopis òptics normals solen augmentar els objectes 1500-2000 vegades. (1) L'estructura del microscopi L'estructura del microscopi òptic ordinari es pot dividir en dues parts: una és el dispositiu mecànic i l'altra és el sistema òptic. Només quan aquestes dues parts cooperen bé, el microscopi pot funcionar. Primer, el dispositiu mecànic del microscopi El dispositiu mecànic del microscopi inclou el marc, el canó de la lent, el convertidor de la lent de l'objectiu, l'escenari, la vareta d'empenta, el cargol gruixut, el microcargol i altres components. El suport consta d'una base i un braç de mirall. S'hi connecten l'escenari i el canó de la lent, que és la base per instal·lar els components del sistema d'ampliació òptic.
(2) L'ocular està connectat al canó de la lent del canó de la lent i el convertidor està connectat a la part inferior, formant una habitació fosca entre l'ocular i la lent de l'objectiu (instal·lada sota el convertidor). La distància des de la vora posterior de l'objectiu fins a l'extrem del canó s'anomena longitud del canó mecànic. Com que l'augment de la lent de l'objectiu és per a una certa longitud del barril de la lent. Els canvis en la longitud del canó de la lent no només canviaran l'ampliació, sinó que també afectaran la qualitat de la imatge. Per tant, quan s'utilitza el microscopi, la longitud del canó de la lent no es pot canviar a voluntat. A nivell internacional, la longitud estàndard del canó del microscopi s'estableix en 160 mm, i aquest número està marcat a la carcassa de la lent de l'objectiu.
(3) Canviador de lents d'objectius El canviador de lents de nas es pot equipar amb 3 a 4 lents d'objectius, normalment tres lents d'objectius (ampliació baixa, augment alta, lent d'oli). Els microscopis Nikon estan equipats amb quatre objectius. En girar el convertidor, qualsevol objectiu es pot connectar al canó de la lent segons sigui necessari, i l'ocular del canó de la lent constitueix un sistema d'augment.
(4) Hi ha un forat al centre de l'escenari, que és el camí de la llum. L'escenari està equipat amb pinces de mostra de molla i barres d'empenta, la funció de les quals és fixar o moure la posició de la mostra de manera que l'objecte microscòpic estigui just al centre del camp de visió.
(5) El polsador és un dispositiu mecànic que mou la mostra. Està fet d'un marc metàl·lic amb dos engranatges de propulsió, un horitzontal i un altre vertical. Un bon microscopi té unes escales gravades a la barra per crear un pla molt precís. Sistema de coordenades. Si voleu observar una part determinada de la mostra de prova repetidament, podeu registrar el valor de la regla vertical i horitzontal durant la primera inspecció i, a continuació, moure la vareta d'empenta segons el valor per trobar la posició de la mostra original.
(6) L'espiral gruixuda és un mecanisme que ajusta la distància entre la lent de l'objectiu i la mostra movent el canó de la lent. En els microscopis antics, després de girar l'espiral gruixuda cap endavant, la lent baixa i s'acosta a la mostra. Quan feu microscòpia en microscopis de producció nous, gireu l'escenari cap endavant amb la mà dreta per aixecar l'escenari per apropar la mostra a l'objectiu i viceversa.
(7) El cargol de micromoviment només pot utilitzar el cargol de moviment gruixut per ajustar de manera grossa la distància focal. Per obtenir una imatge nítida, haureu de fer més ajustos amb un microcargol. El canó de la lent es mou 0,1 mm (100 micres) per cada volta del cargol de fretting. Les espirals gruixudes i primes del microscopi gao-end de nova producció són coaxials. 2. El sistema òptic del microscopi El sistema òptic del microscopi està format per un reflector, un condensador, una lent objectiu, un ocular, etc. El sistema òptic augmenta l'objecte per formar una imatge ampliada de l'objecte.
(1) Miralls Els primers microscopis òptics ordinaris utilitzaven llum natural per inspeccionar objectes i es va instal·lar un mirall al marc. El reflector consta d'una superfície plana i un mirall còncau a l'altra, que pot reflectir la llum que incideix sobre ell al centre de la lent del condensador, il·luminant així la mostra. Quan no utilitzeu un condensador, feu servir un mirall còncau. Els miralls còncaus concentren la llum. Quan s'utilitza un condensador, generalment s'utilitza un mirall pla. El marc del microscopi inferior de nova producció està equipat amb una font de llum i un cargol d'ajust de corrent, que pot ajustar la intensitat de la llum ajustant el corrent.
(2) Condensador El condensador es troba sota la taula. Consisteix en una lent condensadora, una obertura iridescent i un cargol d'elevació. Els concentradors es poden dividir en concentradors de camp clar i concentradors de camp fosc. Els microscopis òptics comuns estan equipats amb condensadors de camp clar. Els condensadors de camp clar inclouen els condensadors Abbe, els condensadors d'il·luminació i els condensadors de sorra que cauen. Els condensadors d'Abbe pateixen aberracions cromàtiques i esfèriques quan l'obertura numèrica de l'objectiu és superior a 0.6. Els condensadors Qiming estan molt corregits per a l'aberració cromàtica, l'aberració esfèrica i el coma. És un condensador d'alta qualitat per a microscòpia de camp clar, però no és adequat per a objectius inferiors a 4x. Sacsejar el condensador pot sacsejar la lent superior del condensador fora de la trajectòria de la llum per satisfer les necessitats d'il·luminació de camp de visió gran de l'objectiu de baix augment (4×).
El condensador s'instal·la sota l'escenari i la seva funció és enfocar la llum reflectida per la font de llum a la mostra a través del mirall per obtenir una il·luminació forta i fer que la imatge de l'objecte sigui brillant i clara. L'alçada del condensador és ajustable, de manera que el focus recau sobre l'objecte a inspeccionar i s'obté una gran brillantor. El punt focal del condensador general es troba 1,25 mm per sobre d'ell, i el seu límit de pujada és 0,1 mm per sota del pla de l'escenari. Per tant, el gruix de la diapositiva de vidre requerida hauria d'estar entre 0.8-1.2 mm, en cas contrari, la mostra sota inspecció no es podrà enfocar, cosa que afectarà l'efecte microscòpic. També hi ha una obertura iridescent davant del grup de lents frontals del condensador, que es pot obrir i tancar, afectant la resolució i el contrast de la imatge. Si l'obertura de l'iris s'obre massa gran, més enllà de l'obertura numèrica de l'objectiu, es produirà una erupció; si l'obertura es tanca massa petita, la resolució es reduirà i el contrast augmentarà. Per tant, quan s'observa, mitjançant l'ajust de l'obertura de l'iris, el diafragma de camp (microscopi amb diafragma de camp) s'obre a la tangent exterior de la perifèria del camp de visió, de manera que els objectes que no estan al camp de visió no poden rebre llum. . La il·luminació evita la interferència de la llum dispersa.
(3) La lent de l'objectiu instal·lada al convertidor a l'extrem frontal del canó de la lent utilitza llum per fer que l'objecte s'inspeccioni per primera vegada. La qualitat de la imatge de l'objectiu té una influència decisiva en la resolució. El rendiment d'un objectiu depèn de l'obertura numèrica de l'objectiu (obertura numèrica abreujada com NA). L'obertura numèrica de cada objectiu està marcada a la carcassa de l'objectiu. Com més gran sigui l'obertura numèrica, millor serà el rendiment de l'objectiu. Hi ha molts tipus de lents d'objectiu, que es poden classificar des de diferents angles: Segons la diferència de medi entre la lent frontal de la lent objectiu i l'objecte a inspeccionar, es pot dividir en: 1. La lent objectiu seca utilitza aire com a mitjà, com ara la lent de l'objectiu que s'utilitza habitualment per sota de 4{{10}}×, l'obertura numèrica és igual a menys d'1. ② Els objectius d'immersió en oli sovint utilitzen oli de cedre com a mitjà. Aquests objectius també s'anomenen lents d'oli. El seu augment és de 90×-100×, i el valor numèric d'obertura és superior a 1. Segons l'augment de la lent de l'objectiu, es pot dividir en: ①L'objectiu de baixa potència es refereix a 1× -6×, el valor NA és 0.04-0,15; ②L'objectiu de potència mitjana es refereix a 6×-25×, el valor NA és 0.15-0,40; ③L'objectiu d'alta potència es refereix a 25 ×—63×, el valor NA és de 0,35—0,95; ④ L'objectiu d'immersió en oli es refereix a 90×—100×, el valor NA és d'1,25—1,40. Segons el grau de correcció de l'aberració, la classificació es pot dividir en: ① La lent objectiu acromàtic és una lent objectiu d'ús habitual, marcada amb "Ach" a la carcassa, aquesta lent objectiu pot eliminar l'aberració cromàtica formada per la llum vermella i el cian. Llum. Sovint s'utilitza conjuntament amb els oculars Huygens en microscòpia. ②L'objectiu apocromàtic està marcat amb la paraula "Apo" a la carcassa de l'objectiu. A més de corregir l'aberració cromàtica de la llum vermella, blava i verda, també pot corregir la diferència de fase causada per la llum groga. Sovint s'utilitza juntament amb oculars compensadors. ③ Les lents d'objectius especials es fabriquen a partir de les lents d'objectius anteriors per aconseguir un cert efecte d'observació específic. Com ara: lent objectiu amb anell de correcció, lent objectiu amb diafragma de camp, lent objectiu de contrast de fase, lent objectiu fluorescència, lent objectiu sense tensió, lent objectiu sense tapa, lent objectiu de llarga distància de treball, etc. recerca són: objectiu semiapocromàtic (FL), objectiu pla (Pla), objectiu pla apocromàtic (Pla Apo), objectiu súper pla (Splan, súper pla apocromat) objectiu (Splan) Apo), etc.
(4) Ocular La funció de l'ocular és augmentar de nou la imatge real ampliada per la lent de l'objectiu i reflectir la imatge de l'objecte als ulls de l'observador. L'estructura de l'ocular és més senzilla que la de la lent de l'objectiu. L'ocular d'un microscopi òptic normal consta normalment de dues lents. La lent superior s'anomena "ocular" i la lent inferior s'anomena "lent de camp". Entre les lents superior i inferior o per sota de les dues lents, hi ha un diafragma anular metàl·lic o "diafragma de camp". Després de l'ampliació, la imatge intermèdia de la lent de l'objectiu cau sobre el pla del diafragma de camp, de manera que es pot col·locar un micròmetre ocular. Els oculars que s'utilitzen habitualment als microscopis òptics són els oculars Huygens, si necessiteu investigar, en general, trieu oculars amb un millor rendiment, com ara oculars compensadors (K), oculars plans (P) i oculars de camp ampli (WF). Utilitzeu un ocular fotogràfic (NFK) quan feu fotografies.
(2) Microscopi òptic L'ampliació del microscopi es fa a través de la lent, i la imatge d'una sola lent té aberracions, que afecten la qualitat de la imatge. Un grup de lents format per una sola lent és equivalent a una lent convexa amb millor augment. La figura 1-4 és el mode principal d'imatge al microscopi. AB és l'exemplar.
(3) El rendiment del microscopi. La resolució d'un microscopi depèn de diverses condicions del sistema òptic. L'objecte que s'està observant ha de tenir un gran augment i ser clar. Si un objecte pot mostrar una estructura clara i fina després de l'ampliació depèn primer del rendiment de la lent de l'objectiu, seguit del rendiment de l'ocular i del condensador.
1. L'obertura numèrica també s'anomena proporció d'obertura (o proporció d'obertura), abreujada com a NA, i els seus valors estan marcats a la lent de l'objectiu i a la lent del condensador. L'obertura i l'obertura numèrica són els paràmetres principals de les lents i els condensadors objectius, i també són indicadors importants per jutjar el seu rendiment. L'obertura numèrica està estretament relacionada amb diverses propietats dels microscopis. És proporcional a la resolució del microscopi i inversament proporcional a la profunditat de focus. És proporcional a l'arrel quadrada de la brillantor de la imatge mirall. L'obertura numèrica es pot expressar amb la fórmula següent: NA=n.sin 2 on: n——la resolució mitjana entre la lent de l'objectiu i la mostra ——l'angle d'obertura de la lent de la lent de l'objectiu L'anomenat L'angle d'obertura de la lent es refereix a la distància des de l'eix òptic de la lent de l'objectiu. L'angle entre la llum emesa pel punt de l'objecte superior i la vora del diàmetre efectiu de la lent frontal de la lent de l'objectiu es mostra a la figura 1-5 . L'angle d'obertura de la lent sempre és inferior a 180 graus. Com que l'índex de refracció de l'aire és 1, l'obertura numèrica de l'objectiu sec sempre és inferior a 1, generalment 0.05-0,95; si l'objectiu d'immersió en oli està immers en oli de cedre (amb un índex de refracció de 1,515), l'obertura numèrica pot arribar a 1,5. Tot i que teòricament el límit de l'obertura numèrica és igual a l'índex de refracció del medi d'immersió utilitzat, a la pràctica, és impossible assolir aquest límit des de la perspectiva de la tecnologia de fabricació de lents. Normalment, dins del rang pràctic, l'obertura numèrica més gran dels objectius d'immersió en oli és 1,4. Els índexs de refracció mitjans de diverses substàncies són els següents: 1,0 per a l'aire, 1,33 per a l'aigua, 1,5 per al vidre, 1,47 per a la glicerina i 1,52 per al cedre. L'efecte de l'índex de refracció del medi sobre el camí òptic de la lent objectiu es mostra a la figura 1-6.
2. La resolució D es pot expressar per la fórmula següent: D=λ/2N.A. La longitud d'ona de la llum visible és de 0.4-0,7 micres, amb una longitud d'ona mitjana de 0,55 micres. Si s'utilitza un objectiu amb una obertura numèrica de 0,65, aleshores D {{10}},55 micres / 2 x 0.65=0,42 micres . Això vol dir que es poden observar objectes més grans de 0,42 micres i no es poden veure objectes menors de 0,42 micres. Si s'utilitza un objectiu amb una obertura numèrica d'1,25, aleshores D=2,20 micres. Qualsevol objecte a inspeccionar la longitud del qual sigui superior a aquest valor serà visible. Es pot veure que com més petit sigui el valor D, més alta serà la resolució i més clara serà la imatge de l'objecte. Segons la fórmula anterior, la resolució es pot millorar mitjançant: (1) reduint la longitud d'ona; (2) augmentar l'índex de refracció; (3) augmentant l'angle de la lent. Els microscopis basats en llum ultraviolada i els microscopis electrònics utilitzen longituds d'ona curtes de llum per millorar la resolució per examinar objectes més petits. La resolució de la lent de l'objectiu està estretament relacionada amb la nitidesa de la imatge. Els oculars no tenen aquesta capacitat. L'ocular només augmenta la imatge produïda per l'objectiu.
3. Ampliació: el microscopi augmenta l'objecte, primer a través de la lent de l'objectiu * augment secundari, i l'ocular provoca un augment secundari a la distància de visió brillant. L'ampliació és la relació de volum de la imatge posterior amb l'objecte original. Per tant, l'augment (V) del microscopi és igual al producte de l'augment de la lent de l'objectiu (V1) i l'augment de l'ocular (V2), és a dir: V=V1×V2 El mètode de càlcul de la comparació es pot obtenir a partir de la fórmula següent M= △ × D F1 F2 F1 =Distància focal objectiva F2=Distància focal de l'ocular △{=Longitud del tub de llum D{{ 12}}Distància de visió clara (=250mm) △=Objectiu d'ampliació D=Ampliació de l'ocular M{=Ampliació del microscopi F1 F2 Configuració △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F{2=150mm Després M= △ × D{= 160 × 250 =40×16.7=668 vegades F1 F2 4 15
4. Profunditat d'enfocament: Observa l'exemplar al microscopi. Quan el focus està en un pla d'imatge determinat, la imatge de l'objecte és clara i el pla d'imatge és el pla objectiu. A més de la superfície objectiu al camp de visió, també es poden veure imatges d'objectes borroses per sobre i per sota de la superfície objectiu. La distància entre aquestes dues superfícies s'anomena profunditat de focus. La profunditat d'enfocament d'un objectiu és inversament proporcional a l'obertura numèrica i l'ampliació: com més grans siguin l'obertura numèrica i l'ampliació, menor serà la profunditat d'enfocament. Per tant, l'ajust del mirall d'oli ha de ser més acurat que l'ajust del mirall de baixa potència, en cas contrari, és fàcil fer que l'objecte llisqui i no es trobi.
