Quatre principis òptics del microscopi
1. Refracció i índex de refracció
La llum viatja en línia recta entre dos punts en un medi isotròpic homogeni. En passar per objectes transparents amb diferents densitats, es produeix la refracció, que és causada per les diferents velocitats de propagació de la llum en diferents medis. Quan la llum que no és perpendicular a la superfície de l'objecte transparent entra a l'objecte transparent (com el vidre) des de l'aire, la llum canvia de direcció a la seva interfície i forma un angle de refracció amb la normal.
2. Rendiment de la lent
Les lents són els components òptics més bàsics que formen el sistema òptic del microscopi. Els components com ara lents objectius, oculars i condensadors es componen de lents simples o múltiples. Segons les seves 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 travessa una lent convexa i es talla en un punt, aquest punt s'anomena "punt enfocat" i el pla que passa pel punt d'intersecció i perpendicular a l'eix òptic s'anomena "focal". avió". Hi ha dos punts focals, el punt focal de l'espai objecte s'anomena "punt focal de l'objecte" i el pla focal que hi ha allà s'anomena "pla focal de l'objecte"; per contra, el punt focal de l'espai de la imatge s'anomena "punt focal de la imatge". El pla focal a s'anomena "pla focal quadrat de la imatge". Després que la llum travessa una lent còncava, forma una imatge virtual erigida, mentre que una lent convexa forma una imatge real erigida. Les imatges reals poden aparèixer a la pantalla, però les imatges virtuals no.
3. Factors clau que afecten la imatge: aberracions
A causa de condicions objectives, qualsevol sistema òptic no pot generar una imatge teòricament ideal, i l'existència de diverses aberracions afecta la qualitat de la imatge. A continuació es presenten breument les diferents aberracions.
1). Aberració cromàtica L'aberració cromàtica és un defecte greu de la imatge de la lent, que es produeix quan s'utilitza llum policromàtica com a font de llum i la llum monocromàtica no produeix aberració cromàtica. La llum blanca es compon de set tipus de vermell, taronja, groc, verd, cian, blau i morat. Les longituds d'ona de diferents llums són diferents, de manera que l'índex de refracció en passar per la 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 del sistema òptic és acromatitzar.
L'aberració cromàtica inclou generalment l'aberració cromàtica de posició i l'aberració cromàtica d'ampliació. L'aberració cromàtica posicional fa que la imatge sembli borrosa o borrosa en qualsevol posició. L'aberració cromàtica d'augment fa que la imatge tingui serrells de colors.
2). Aberració esfèrica L'aberració esfèrica és l'aberració monocromàtica del punt sobre l'eix deguda a la superfície esfèrica de la lent. El resultat de l'aberració esfèrica és que després de la imatge d'un punt, ja no és un punt brillant, sinó un punt brillant amb una vora brillant al mig que es difumina gradualment, la qual cosa afecta la qualitat de la imatge.
La correcció de l'aberració esfèrica s'elimina normalment mitjançant la combinació de lents. Com que l'aberració esfèrica de les lents convexes i còncaves és oposada, les lents convexes i còncaves de diferents materials es poden enganxar per eliminar-les. Per als microscopis de tipus antic, l'aberració esfèrica de la lent de l'objectiu no es corregeix completament i s'ha de combinar amb l'ocular de compensació corresponent per aconseguir l'efecte de correcció. Generalment, l'aberració esfèrica dels nous microscopis s'elimina completament per la lent de l'objectiu.
3). Coma El coma és una aberració monocromàtica d'un punt fora de l'eix. Quan un feix de gran obertura captura un punt d'objecte fora de l'eix, els raigs emesos travessen la lent i no es tallen en un punt, aleshores la imatge d'un punt de llum tindrà la forma d'una coma, que té forma. com un cometa, per això s'anomena "aberració del coma".
4). L'astigmatisme també és una aberració monocromàtica de punt fora de l'eix que afecta la nitidesa. Quan el camp de visió és gran, el punt de l'objecte a la vora està lluny de l'eix òptic i el feix s'inclina molt, 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, i després de la síntesi en el pla de la imatge ideal, es forma un punt el·líptic. L'astigmatisme s'elimina mitjançant combinacions complexes de lents.
5). Curvatura del camp La curvatura del camp també es coneix com "curvatura del camp". Quan la lent té una curvatura de camp, el punt d'intersecció de tot el feix no coincideix amb el punt ideal de la imatge. Encara que es pot obtenir un punt d'imatge clar en cada punt específic, tot el pla d'imatge és una superfície corba. D'aquesta manera, no es pot veure clarament tota la superfície de la imatge durant la inspecció del mirall, cosa que dificulta l'observació i la presa de fotos. Per tant, els objectius dels microscopis d'investigació són generalment objectius de pla, que s'han corregit per la curvatura del camp.
6). Distorsió Tot tipus d'aberracions esmentades anteriorment, excepte la curvatura del camp, afecten la nitidesa de la imatge. La distorsió és un altre tipus d'aberració en què la concentricitat del feix no es veu compromesa. Per tant, la nitidesa de la imatge no es veu afectada, però la imatge es compara amb l'objecte original, provocant una distorsió de la forma.
