Els quatre principis òptics dels microscopis
1, índex de refracció i refracció
La llum es propaga en línia recta entre dos punts en un medi isotròpic homogeni. En passar per objectes transparents de diferents densitats, la refracció es produeix a causa de les diferents velocitats de propagació de la llum en diferents medis. Quan els raigs de llum que no són perpendiculars a la superfície d'un objecte transparent (com el vidre) són emesos per l'aire, la direcció dels raigs de llum canvia a la seva interfície i forma un angle de refracció amb la normal.
2, Rendiment de lents
Les lents són els components òptics més bàsics que formen el sistema òptic d'un microscopi. Els components de l'objectiu, l'ocular i el condensador estan formats per una lent única o múltiple. Segons les seves diferents formes, es poden dividir en dues categories: lents convexes (lents positives) i lents còncaves (lents negatives). Quan un feix de llum paral·lel a l'eix òptic es talla en un punt a través d'una lent convexa, aquest punt s'anomena pla focal, i el pla que passa per la intersecció i perpendicular a l'eix òptic s'anomena pla focal. Hi ha dos punts focals, el punt focal de l'espai objecte s'anomena "punt focal de l'objecte" i el pla focal en aquest punt s'anomena "pla focal de l'objecte"; Al contrari, el punt focal de l'espai de la imatge s'anomena "punt focal de la imatge", i el pla focal en aquest punt s'anomena "pla focal de la imatge". Després de passar per una lent còncava, la llum forma una imatge virtual vertical, mentre que una lent convexa forma una imatge real vertical. Les imatges reals es poden mostrar a la pantalla, mentre que les imatges virtuals no.
3, el factor clau que afecta la imatge: aberració
A causa de les condicions objectives, cap sistema òptic pot generar imatges teòricament ideals, i la presència de diverses aberracions afecta la qualitat de la imatge. A continuació es mostra una breu introducció a diverses aberracions.
1. La diferència de color és un defecte greu en la imatge de la lent, que es produeix quan s'utilitzen diversos colors de llum com a fonts de llum i la llum monocromàtica no produeix diferències de color. La llum blanca es compon de set tipus: vermell, taronja, groc, verd, blau, blau i morat. Les longituds d'ona de cada tipus de llum són diferents, de manera que l'índex de refracció en passar per una lent també és diferent. D'aquesta manera, un punt del costat de l'objecte pot formar una taca de color al costat de la imatge. La funció principal dels sistemes òptics és eliminar l'aberració cromàtica.
La diferència de color inclou generalment la diferència de color posicional i la diferència de color d'ampliació. La diferència de color de posició fa que la imatge tingui taques o halos quan s'observa en qualsevol posició, fent que la imatge sigui borrosa. I l'aberració cromàtica d'ampliació fa que la imatge tingui vores acolorides.
2. L'aberració esfèrica es refereix a l'aberració monocromàtica dels punts de l'eix, causada per la superfície esfèrica de la lent. El resultat de l'aberració esfèrica és que després d'imaginar un punt, ja no és un punt brillant, sinó un punt brillant amb les vores mitjanes gradualment borroses, cosa que afecta la qualitat de la imatge.
La correcció de l'aberració esfèrica s'aconsegueix sovint utilitzant combinacions de lents. Com que l'aberració esfèrica de les lents convexes i còncaves és oposada, es poden seleccionar i enganxar diferents materials de lents convexes i còncaves per eliminar-la. L'aberració esfèrica de la lent de l'objectiu al microscopi del model antic no es va corregir completament i s'hauria de combinar amb l'ocular de compensació corresponent per aconseguir l'efecte de correcció. L'aberració esfèrica dels nous microscopis generals s'elimina completament per la lent de l'objectiu.
3. Huixia Huixia pertany a l'aberració monocromàtica dels punts fora de l'eix. Quan s'imatge d'un objecte fora de l'eix amb un feix d'obertura gran, el feix emès travessa la lent i ja no es talla en un punt. La imatge d'un punt de llum formarà una forma de punt, semblant a un cometa, d'aquí el nom "coma".
4. L'astigmatisme també és una aberració monocromàtica fora de l'eix que afecta la claredat. Quan el camp de visió és gran, els punts de l'objecte a la vora estan lluny de l'eix òptic i el feix s'inclina massa, provocant astigmatisme després de passar per la lent. L'astigmatisme fa que el punt de l'objecte original es converteixi en dues línies curtes separades i perpendiculars després de la imatge, que es combinen en el pla de la imatge ideal per formar un punt el·líptic. L'astigmatisme s'elimina mitjançant combinacions complexes de lents.
5. Curvatura de camp, també coneguda com a "curvatura de camp d'imatge". Quan hi ha una curvatura de camp a la lent, el punt d'intersecció de tot el feix no coincideix amb el punt ideal de la imatge. Encara que es poden obtenir imatges clares en cada punt específic, tot el pla de la imatge és una superfície corba. Això fa que sigui difícil veure clarament tota la superfície de la imatge durant l'examen microscòpic, dificultant l'observació i la fotografia. Per tant, els objectius utilitzats per estudiar els microscopis són generalment objectius de camp pla, que ja han corregit la curvatura del camp.
6. Les diverses aberracions esmentades anteriorment, excepte la distorsió del camp, afecten totes la claredat de la imatge. La distorsió és un altre tipus d'aberració on la concentricitat del feix no es veu compromesa. Per tant, no afecta la claredat de la imatge, sinó que provoca una distorsió de la forma en comparació amb l'objecte original.
