Un microscopi de llum tradicional consta de diverses parts
Els microscopis òptics tradicionals estan formats principalment per sistemes òptics i les seves estructures mecàniques de suport. Els sistemes òptics inclouen lents objectius, oculars i lents de condensador, totes elles complicades lupes fetes de diverses ulleres òptiques. La lent objectiu augmenta la imatge de l'espècimen, i el seu augment M objecte es determina per la fórmula següent: M objecte=Δ∕f' objecte , on f' objecte és la distància focal de la lent objectiu, i Δ es pot entendre com la distància entre la lent de l'objectiu i l'ocular. L'ocular torna a augmentar la imatge formada per la lent de l'objectiu i forma una imatge virtual a 250 mm davant de l'ull humà per a l'observació. Aquesta és la posició d'observació més còmoda per a la majoria de la gent. L'augment de l'ocular M ull=250/f' ull, f' ull és la distància focal de l'ocular. L'augment total del microscopi és el producte de la lent de l'objectiu i l'ocular, és a dir, M=M object*M ull=Δ*250/f' ull *f; objecte. Es pot veure que reduir la distància focal de la lent de l'objectiu i de l'ocular augmentarà la magnificació total, que és la clau per veure bacteris i altres microorganismes amb un microscopi, i també és la diferència entre aquest i les lupes ordinàries.
Aleshores, és concebible reduir la malla f' object f' sense límit, per augmentar l'ampliació, de manera que puguem veure objectes més subtils? La resposta és no! Això es deu al fet que la llum utilitzada per a la imatge és essencialment una mena d'ona electromagnètica, de manera que els fenòmens de difracció i interferència es produiran inevitablement durant el procés de propagació, de la mateixa manera que les ondulacions a la superfície de l'aigua que es poden veure a la vida diària poden circular quan es troben obstacles. , i dues columnes d'ones d'aigua poden enfortir-se mútuament quan es troben o debilitar el mateix. Quan l'ona de llum emesa per un objecte lluminós en forma de punt entra a la lent de l'objectiu, el marc de la lent de l'objectiu dificulta la propagació de la llum, donant lloc a difracció i interferències. Hi ha una sèrie d'anells de llum amb una intensitat feble i debilitant gradualment. Anomenem el punt brillant central com el disc Airy. Quan dos punts d'emissió de llum estan a prop d'una certa distància, els dos punts de llum es superposaran fins que no es puguin confirmar com a dos punts de llum. Rayleigh va proposar un estàndard de judici, pensant que quan la distància entre els centres dels dos punts de llum és igual al radi del disc Airy, es poden distingir els dos punts de llum. Després del càlcul, la distància entre els dos punts emissors de llum en aquest moment és e=0.61 入/n.sinA{=0.61 I/NA, on I és la longitud d'ona de la llum, la longitud d'ona de llum que pot rebre l'ull humà és d'aproximadament 0.4-0.7um, i n és l'índex de refracció del medi on es troba el punt emissor de llum, com ara a l'aire, n ≈1, a l'aigua , n≈1,33, i A és la meitat de l'angle d'obertura del punt emissor de llum al marc de la lent de l'objectiu, i NA s'anomena obertura numèrica de la lent de l'objectiu. A partir de la fórmula anterior es pot veure que la distància entre dos punts que es poden distingir per la lent de l'objectiu està limitada per la longitud d'ona de la llum i l'obertura numèrica. Com que la longitud d'ona de la visió més aguda de l'ull humà és d'aproximadament 0,5um, i l'angle A no pot superar els 90 graus, sinA sempre és inferior a 1. L'índex de refracció màxim del disponible El medi de transmissió de llum és d'uns 1,5, de manera que el valor e sempre és superior a 0.2um, que és la distància límit mínima que pot distingir el microscopi òptic. Amplieu la imatge a través d'un microscopi, si voleu augmentar la distància del punt de l'objecte e que es pot resoldre amb la lent de l'objectiu amb un cert valor NA suficient per ser resolt per l'ull humà, necessiteu Me Major que o igual a {{26 }},15 mm, on {{30}},15 mm és el valor experimental de l'ull humà La distància mínima entre dos microobjectes que es poden distingir a 250 mm davant dels ulls, per tant M Major que o igual a (0,15∕0,61 in) NA≈500N.A, per tal que l'observació no sigui massa laboriosa, n'hi ha prou amb doblar la M, és a dir, 500N. A Menor o igual a M Menor o igual a 1000 N.A és un rang de selecció raonable de l'ampliació total del microscopi. Per gran que sigui l'ampliació total, no té sentit, perquè l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu ha limitat la distància mínima resoluble i és impossible distingir-ne més augmentant l'ampliació. Es detallen objectes petits.
El contrast d'imatge és un altre tema clau dels microscopis òptics. L'anomenat contrast es refereix al contrast en blanc i negre o diferència de color entre les parts adjacents a la superfície de la imatge. És difícil per a l'ull humà jutjar la diferència de brillantor per sota de 0.02. és una mica més sensible. Per a alguns objectes d'observació del microscopi, com ara mostres biològiques, la diferència de brillantor entre els detalls és molt petita i els errors de disseny i fabricació del sistema òptic del microscopi redueixen encara més el contrast de la imatge i dificulten la distinció. En aquest moment, els detalls de l'objecte no es poden veure amb claredat, no perquè l'ampliació total sigui massa baixa, ni l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu és massa petita, sinó perquè el contrast del pla de la imatge és massa baix.
Al llarg dels anys, la gent ha treballat dur per millorar la resolució i el contrast d'imatges del microscopi. Amb l'avenç continu de la tecnologia i les eines informàtiques, la teoria i els mètodes de disseny òptic també es milloren contínuament. Juntament amb la millora del rendiment de la matèria primera, el procés i la millora contínua dels mètodes de detecció i la innovació dels mètodes d'observació han fet que la qualitat d'imatge del microscopi òptic s'apropi a la perfecció del límit de difracció. La gent utilitzarà tinció d'exemplars, camp fosc, contrast de fase, fluorescència, interferència, polarització i altres tècniques d'observació per fer que el microscopi òptic es pugui adaptar a la recerca de tot tipus d'exemplars. Tot i que els microscopis electrònics, els microscopis ultrasònics i altres instruments d'augment d'imatges han sortit successivament en els darrers anys i tenen un rendiment superior en alguns aspectes, encara no estan disponibles pel que fa a barat, comoditat, intuïció i especialment adequats per a la investigació sobre organismes vius. Rival al microscopi de llum, que encara manté el seu terreny fermament. D'altra banda, combinat amb làser, ordinador, tecnologia de nous materials i tecnologia de la informació, l'antic microscopi òptic es rejoveneix i mostra una vitalitat vigorosa. Microscopi digital, microscopi d'exploració confocal làser, microscopi d'exploració de camp proper, microscopi de dos fotons i Hi ha diverses noves funcions o instruments que poden adaptar-se a diverses noves condicions ambientals en un corrent interminable, que amplia encara més el camp d'aplicació dels microscopis òptics. Què emocionants són les imatges microscòpiques de formacions rocoses penjades des dels rovers de Mart! Podem creure plenament que el microscopi òptic beneficiarà la humanitat amb una actitud actualitzada.
