Com millorar la resolució del microscopi?
Els microscopis són un dels principals equips de prova, i l'indicador important per avaluar el rendiment dels microscopis és la resolució. La resolució es refereix a la capacitat de distingir clarament entre dos punts petits o la distància més petita entre dues línies. L'ull humà en si és un microscopi i, en condicions d'il·luminació estàndard, la resolució de l'ull humà a una distància visual (reconeguda internacionalment com a 25 cm) és d'aproximadament 1/10 mm. Per observar dues línies rectes, ja que poden estimular una sèrie de cèl·lules nervioses, també es pot millorar la resolució dels ulls.
La resolució de l'ull humà és només d'1/10 mm, de manera que la distància entre objectes menors d'1/10 mm o dos objectes petits més a prop d'1/10 mm no es pot distingir per l'ull humà. Per tant, hi ha hagut un canvi de simples lupes macroscòpiques als microscopis òptics per a l'observació microscòpica, seguits dels microscopis electrònics. La resolució d'un microscopi es defineix com la distància més petita entre dos punts petits que es poden distingir clarament en una mostra. La fórmula de càlcul és: D=0.61 λ/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 (també coneguda com a relació d'obertura) de la lent de l'objectiu.
Segons la fórmula, la resolució d'un microscopi depèn de la longitud d'ona de la font de llum incident i de l'obertura numèrica de la lent objectiu coincident. A partir d'això, es pot veure que el mètode per millorar la microscòpia òptica és:
1. Reduir la longitud d'ona de la font de llum.
La llum visible té una longitud d'ona més curta de 390nm. Si s'utilitza llum ultraviolada d'aquesta longitud d'ona com a font de llum d'il·luminació, la resolució del microscopi òptic es pot reduir a 0,2um. Tanmateix, a causa del fet 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 imatges clares i brillants després d'una atenuació significativa. Per tant, s'han d'utilitzar materials cars com el quars (que pot transmetre llum ultraviolada fins a 200 nm) i espat fluor (que pot transmetre llum ultraviolada fins a 185 nm), i els microscopis ultraviolats no es poden observar a ull nu, i fins i tot són limitat per les mostres observades, juntament amb costos cars. Per tant, aquest mètode per millorar la resolució del microscopi no s'utilitza àmpliament a causa de les seves pròpies limitacions.
2. Augmenteu 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 el mig angle d'obertura de la lent de l'objectiu. Per tant, adoptar un angle d'obertura més gran o augmentar l'índex de refracció en el disseny òptic s'ha convertit en un mètode comú per millorar la resolució dels microscopis òptics. En general, les lents d'objectius de baix augment inferiors a 10X utilitzen aire com a mitjà i tenen un índex de refracció d'1, que és un objectiu de tipus sec; El medi d'immersió en aigua és aigua destil·lada, amb un índex de refracció d'1,33; El medi per a lents submergides en oli és quitrà o un altre oli transparent, amb un índex de refracció generalment al voltant de 1,52, que s'aproxima a l'índex de refracció de lents i diapositives de vidre, com ara la lent d'oli 100X d'Olympus. L'objectiu d'immersió en aigua i l'objectiu d'immersió en oli no només tenen un gran augment, sinó que també milloren la resolució de l'objectiu gràcies a l'ús de mitjans d'índex de refracció alt.
