Com es pot millorar la resolució d'un microscopi?
El microscopi és un dels equips principals per provar equips, i un indicador important per jutjar el rendiment d'un microscopi és la resolució. La resolució es refereix a la capacitat de distingir clarament la distància més petita entre dos punts petits o dues línies. El mateix ull humà és un microscopi. En condicions d'il·luminació estàndard, la resolució de l'ull humà a la distància fotòpica (reconeguda internacionalment com a 25 cm) és aproximadament igual a 1/10 mm. Per observar dues línies rectes, ja que les línies rectes poden estimular una sèrie de cèl·lules nervioses, es pot millorar la resolució dels ulls.
La resolució de l'ull humà és només d'1/10 mm, de manera que l'ull humà no pot distingir objectes menors d'1/10 mm o la distància entre dos objectes petits més a prop d'1/10 mm. Així doncs, hi havia simples lupes macroscòpiques, microscopis òptics per a l'observació microscòpica i després microscopis electrònics. La resolució d'un microscopi es defineix com la distància més petita entre dos punts petits d'una mostra que es poden distingir clarament. La fórmula de càlcul és: D=0.61λ/NA
En la fórmula: D és la resolució (um); λ és la longitud d'ona de la font de llum (um); NA és l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu (també anomenada relació d'obertura de la lent).
Es pot obtenir de la fórmula que la resolució del microscopi està determinada per la longitud d'ona de la font de llum incident i l'obertura numèrica de la lent de l'objectiu coincident. D'això es pot veure que els mètodes per millorar la microscòpia òptica:
1. Reduir la longitud d'ona de la font de llum.
La longitud d'ona més curta de la llum visible és de 390nm. Si s'utilitza llum ultraviolada d'aquesta longitud d'ona com a font d'il·luminació, la resolució del microscopi òptic es pot reduir a 0,2um. Tanmateix, com que la majoria dels materials de vidre ordinaris absorbeixen una gran quantitat de llum amb longituds d'ona inferiors a 340 nm, la llum ultraviolada no pot formar una imatge clara i brillant després d'una gran quantitat d'atenuació. Per tant, s'han d'utilitzar materials cars com el quars (que pot transmetre llum ultraviolada fins a 200 nm) i fluorita (que pot transmetre llum ultraviolada fins a 185 nm), i els microscopis de llum ultraviolada no es poden observar a ull nu, fins i tot sota l'observació de mostres. Juntament amb l'alt cost, aquest mètode per millorar la resolució del microscopi no s'utilitza àmpliament a causa de les seves pròpies limitacions.
2. Augmenta l'obertura numèrica NA de la lent de l'objectiu.
Apertura numèrica NA=n*sin(u)
A la fórmula, n és l'índex de refracció del medi entre la lent objectiu i l'espècimen; u és la meitat de l'angle d'obertura de la lent de l'objectiu. Per tant, adoptar adequadament un angle d'obertura més gran en el disseny òptic o augmentar l'índex de refracció s'ha convertit en un mètode comú per millorar la resolució dels microscopis òptics. Generalment, el mitjà de les lents d'objectiu de baix augment com les que estan per sota de 10X és l'aire, amb un índex de refracció d'1, és a dir, una lent d'objectiu de sistema sec; el medi d'immersió en aigua és aigua destil·lada, amb un índex de refracció d'1,33; el mitjà d'una lent d'objectiu d'immersió en oli és oli de cedre o un altre oli transparent, amb un índex de refracció mitjà. Al voltant de 1,52, s'acosta a l'índex de refracció de les lents i les diapositives de vidre, com la lent d'oli 100X d'Olympus. Els objectius d'immersió en aigua i els objectius d'immersió en oli no només tenen un gran augment, sinó que també utilitzen mitjans d'índex de refracció elevats per millorar la resolució de la lent de l'objectiu.
