Microscòpia òptica: s'expliquen les propietats de la lent òptica i la difracció de la llum visible
Des del microscopi, la gent ha vist organismes i cèl·lules diminutes que mai s'havien vist abans. La lupa s'ha desenvolupat des de la lent única més bàsica fins al microscopi compost amb una estructura complexa. Després de més de 100 anys d'investigació i millora contínua, l'estructura del microscopi òptic actual és relativament completa i la resolució és bàsicament propera al valor teòric. Per tant, s'utilitza àmpliament en medicina, biologia, diversos camps d'investigació científica, ensenyament i producció, com ara materials.
1. Característiques de la lent òptica
1. Refracció de la llum En un medi isotròpic homogeni, la llum es propaga en línia recta entre dos punts. En passar per objectes transparents amb diferents densitats, es produeix la refracció. Això es deu al fet que la llum viatja a diferents velocitats en diferents mitjans. Quan els raigs de llum que no són perpendiculars a la superfície d'un objecte transparent (com l'aire) entren en un objecte transparent (com el vidre), la llum canviarà de direcció a la seva interfície i formarà un angle de refracció amb la normal.
2. Rendiment de la lent de vidre La lent és el component òptic més bàsic i més important del sistema òptic del microscopi. Les lents d'objectiu, els oculars i els condensadors es componen de lents simples o múltiples. Segons les seves formes, es poden dividir en tres categories: lents convexes, miralls plans i lents còncaves. Les combinacions més utilitzades són les lents convexes i les lents còncaves. Quan un feix de llum plana travessa una lent convexa, convergeix i es talla en un punt, que s'anomena "focus". El pla que passa pel punt focal 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 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". Quan la llum travessa una lent còncava, forma una imatge virtual vertical; quan passa per una lent convexa, forma una imatge real invertida. Les imatges reals poden aparèixer a la pantalla, mentre que les imatges virtuals no.
3. El factor clau que afecta la imatge - aberració A causa de les condicions objectives, qualsevol sistema òptic pot formar una imatge teòricament ideal, però l'existència de diverses diferències de fase afecta la qualitat de la imatge.
2. Difracció de la llum visible
Una petita obertura en un instrument òptic és equivalent a un petit forat circular per on passa la llum. Com que la intensitat de l'anell brillant perifèric és relativament baixa, generalment és difícil distingir-lo i identificar-lo a ull nu, i només es pot veure el punt brillant central. La clau és reduir la longitud d'ona de la font d'il·luminació. Per tant, per a dos punts d'objecte petits que estan molt a prop l'un de l'altre, els dos punts Airy corresponents se superposaran i fins i tot les imatges dels dos punts d'objecte no es poden distingir. Es pot veure que la resolució dels instruments òptics està limitada a causa de la difracció de la llum.
