Kako se može poboljšati razlučivost mikroskopa?
Mikroskop je jedna od glavnih opreme za testiranje opreme, a važan pokazatelj za procjenu učinkovitosti mikroskopa je rezolucija. Razlučivost se odnosi na sposobnost jasnog razlikovanja manje udaljenosti između dvije male točke ili dvije linije. Samo ljudsko oko je mikroskop. Pod standardnim uvjetima osvjetljenja, razlučivost ljudskog oka na fotopskoj udaljenosti (međunarodno priznata kao 25 cm) približno je jednaka 1/10 mm. Za promatranje dviju ravnih linija, budući da ravne linije mogu stimulirati niz živčanih stanica, rezolucija očiju može se poboljšati.
Razlučivost ljudskog oka je samo 1/10 mm, tako da ljudsko oko ne može razlikovati objekte manje od 1/10 mm ili udaljenost između dva sićušna objekta bliže od 1/10 mm. Tako su postojala jednostavna makroskopska povećala, optički mikroskopi za mikroskopsko promatranje, a potom i elektronski mikroskopi. Razlučivost mikroskopa definirana je kao manja udaljenost između dvije male točke na uzorku koje se mogu jasno razlikovati. Formula za izračun je: D=0.61λ/NA
U formuli: D je rezolucija (um); λ je valna duljina izvora svjetlosti (um); NA je numerička apertura leće objektiva (također se naziva omjer otvora blende).
Iz formule se može zaključiti da je razlučivost mikroskopa određena valnom duljinom izvora upadne svjetlosti i numeričkom aperturom odgovarajuće leće objektiva. Iz ovoga se vidi da metode za poboljšanje optičke mikroskopije:
1. Smanjite valnu duljinu izvora svjetlosti.
Kraća valna duljina vidljive svjetlosti je 390nm. Ako se ultraljubičasto svjetlo te valne duljine koristi kao izvor osvjetljenja, rezolucija optičkog mikroskopa može se smanjiti na 0,2 um. Međutim, budući da većina običnih staklenih materijala apsorbira veliku količinu svjetlosti s valnim duljinama ispod 340 nm, ultraljubičasto svjetlo ne može stvoriti jasnu i svijetlu sliku nakon velike količine prigušenja. Stoga se moraju koristiti skupi materijali poput kvarca (koji može propuštati ultraljubičasto svjetlo od čak 200 nm) i fluorita (koji može propuštati ultraljubičasto svjetlo od čak 185 nm), a mikroskopi s ultraljubičastim svjetlom ne mogu se promatrati golim okom, čak ni pod promatranje uzoraka. Uz visoku cijenu, ova metoda poboljšanja razlučivosti mikroskopa nije široko korištena zbog vlastitih ograničenja.
2. Povećajte numerički otvor blende NA objektiva.
Numerička apertura NA=n*sin(u)
U formuli je n indeks loma medija između leće objektiva i uzorka; u je kut polovice otvora objektiva. Stoga je prikladno prihvaćanje većeg kuta otvora blende u optičkom dizajnu ili povećanje indeksa loma postala uobičajena metoda za poboljšanje rezolucije optičkih mikroskopa. Općenito, medij leća objektiva s niskim povećanjem, poput onih ispod 10X, je zrak, s indeksom loma 1, to jest leća objektiva suhog sustava; medij za uranjanje u vodu je destilirana voda, s indeksom loma 1,33; medij uljne imerzijske leće je cedrovo ulje ili drugo prozirno ulje s prosječnim indeksom loma. S oko 1,52, blizu je indeksa loma leća i dijapozitiva, kao što je Olympusova 100X uljana leća. Objektivi uronjeni u vodu i objektivi uronjeni u ulje ne samo da imaju veliko povećanje, već također koriste medije s visokim indeksom loma za poboljšanje razlučivosti leće objektiva.
