Kako definirati i izračunati učinkovitost optičkog mikroskopa
1. Numerička blenda
Numerička apertura je skraćeno NA. Numerička apertura glavni je tehnički parametar objektiva i kondenzorske leće te je važan pokazatelj za procjenu performansi obje (posebno za objektiv). Veličina njegove numeričke vrijednosti označena je na ljusci leće objektiva odnosno sabirne leće.
Numerička apertura (NA) umnožak je indeksa loma (n) medija između prednje leće objektiva i predmeta koji se pregledava i sinusa polovice kuta otvora (u). Formula se izražava na sljedeći način: NA=nsinu/2
Kut otvora blende, poznat i kao "kut zrcala", je kut koji čine točka objekta na optičkoj osi leće objektiva i efektivni promjer prednje leće leće objektiva. Što je veći kut otvora blende, to je svjetlija koja ulazi u objektiv, a koja je proporcionalna efektivnom promjeru objektiva i obrnuto proporcionalna udaljenosti od žarišne točke.
U promatranju mikroskopom, ako želite povećati vrijednost NA, kut otvora ne može se povećati, a jedini način je povećati vrijednost indeksa loma n medija. Na temelju ovog principa proizvode se vodoimerziona leća i uljna imerziona leća. Budući da je indeks loma n medija veći od 1, vrijednost NA može biti veća od 1.
Maksimalni brojčani otvor blende je 1,4, što je teoretski i tehnički limit. Trenutno se kao medij koristi bronaftalen s visokim indeksom loma. Indeks loma bronaftalena je 1,66, pa vrijednost NA može biti veća od 1,4.
Ovdje se mora istaknuti da kako bi se dao puni učinak numeričkom otvoru leće objektiva, NA vrijednost kondenzora treba biti jednaka ili malo veća od NA vrijednosti leće objektiva tijekom promatranja.
Numerička apertura je blisko povezana s drugim tehničkim parametrima, te gotovo određuje i utječe na druge tehničke parametre. Proporcionalna je razlučivosti, proporcionalna povećanju i obrnuto proporcionalna dubini fokusa. Kako se vrijednost NA povećava, širina vidnog polja i radna udaljenost će se smanjiti u skladu s tim.
2. Razlučivost
Razlučivost mikroskopa odnosi se na minimalnu udaljenost između dviju točaka objekta koje mikroskop može jasno razlikovati, također poznatu kao "stopa diskriminacije". Njegova formula za izračun je σ=λ/NA
gdje je σ najmanja udaljenost rezolucije; λ je valna duljina svjetlosti; NA je numerička apertura leće objektiva. Razlučivost vidljive leće objektiva određena je NA vrijednošću leće objektiva i valnom duljinom izvora osvjetljenja. Što je veća vrijednost NA, to je kraća valna duljina svjetlosti osvjetljenja, to je manja vrijednost σ i veća je razlučivost.
Za povećanje rezolucije, odnosno smanjenje vrijednosti σ, mogu se poduzeti sljedeće mjere:
1. Smanjite vrijednost valne duljine λ i koristite izvor svjetla kratke valne duljine.
2. Povećajte n vrijednost medija kako biste povećali NA vrijednost (NA=nsinu/2).
3. Povećajte vrijednost kuta otvora blende u kako biste povećali NA vrijednost.
4. Povećajte kontrast između svijetlog i tamnog.
3. Povećanje i efektivno povećanje
Zbog dva povećanja leće objektiva i okulara, ukupno povećanje Γ mikroskopa treba biti umnožak povećanja leće objektiva i povećanja okulara Γ1:
Γ= Γ1
Očito, mikroskop može imati puno veće povećanje od povećala, a povećanje mikroskopa može se lako promijeniti zamjenom objektiva i okulara s različitim povećanjima.
Povećanje je također važan parametar mikroskopa, ali ne možete slijepo vjerovati da što je veće povećanje, to bolje. Granica povećanja mikroskopa je efektivno povećanje.
Razlučivost i povećanje dva su različita, ali povezana pojma. Postoji relacijska formula: 500NA<><>
Kada numerički otvor odabrane leće objektiva nije dovoljno velik, odnosno razlučivost nije dovoljno velika, mikroskop ne može razaznati finu strukturu predmeta. U ovom trenutku, čak i ako se povećanje pretjerano poveća, može se dobiti samo slika s velikim obrisima, ali nejasnim detaljima. , koje se naziva neučinkovito povećanje. S druge strane, ako je razlučivost zadovoljila zahtjeve, a povećanje je nedovoljno, mikroskop ima sposobnost razlučivanja, ali je slika premala da bi je ljudsko oko jasno vidjelo. Stoga, kako bi se u potpunosti iskoristila moć razlučivosti mikroskopa, numerički otvor treba razumno uskladiti s ukupnim povećanjem mikroskopa.
4. Dubina fokusa
Dubina fokusa je skraćenica za dubinu fokusa, odnosno kada se koristi mikroskop, kada je fokus na predmetu, jasno se vide ne samo točke na ravnini točke, već i unutar određene debljine iznad i ispod ravnine. Jasno je da je debljina ovog jasnog dijela dubina fokusa. Kada je dubina fokusa velika, vidi se cijeli sloj objekta koji se pregledava, dok se pri maloj dubini fokusa vidi samo tanki sloj predmeta koji se pregledava. Dubina fokusa ima sljedeći odnos s drugim tehničkim parametrima:
1. Dubina fokusa obrnuto je proporcionalna ukupnom povećanju i numeričkom otvoru objektiva.
2. Dubina fokusa je velika, a rezolucija smanjena.
Zbog velike dubine polja objektiva s malim povećanjem, teško je snimati fotografije s objektivom s malim povećanjem. Detalji će biti opisani na fotomikrografijama.
Pet, promjer vidnog polja (FieldOfView)
Kada gledate mikroskopom, svijetlo kružno područje koje se vidi naziva se vidno polje, a njegovu veličinu određuje dijafragma polja u okularu.
Promjer vidnog polja naziva se i širina vidnog polja, što se odnosi na stvarni raspon predmeta koji se ispituje koji se može smjestiti u kružno vidno polje koje se vidi pod mikroskopom. Što je veći promjer vidnog polja, to je lakše promatrati.
Postoji formula:
F{0}}FN/
gdje je F promjer vidnog polja;
FN-broj polja (FieldNumber, skraćeno FN, označen na vanjskoj strani cijevi leće okulara);
- povećanje leće objektiva.
To se vidi iz formule:
1. Promjer vidnog polja proporcionalan je broju vidnih polja.
2. Povećanjem višekratnika leće objektiva smanjuje se promjer vidnog polja. Dakle, ako možete vidjeti cijelu sliku pregledavanog predmeta pod objektivom male zornosti, a zamijenite ga objektivom velike zornosti, možete vidjeti samo mali dio pregledavanog predmeta.
6. Loša pokrivenost
Optički sustav mikroskopa uključuje i pokrovno stakalce. Zbog nestandardne debljine pokrovnog stakla mijenja se put svjetlosti nakon što svjetlost uđe u zrak iz pokrovnog stakla i lomi se, što rezultira faznom razlikom, što je loša pokrivenost. Loša pokrivenost utječe na kvalitetu zvuka mikroskopa.
Međunarodna standardna debljina pokrovnog stakla je {{0}}.17 mm, a dopušteni raspon je 0.16-0.18 mm. Razlika u ovom rasponu debljine izračunata je u proizvodnji leće objektiva. Oznaka 0,17 na kućištu leće objektiva označava potrebnu debljinu pokrovnog stakla za leću objektiva.
7. Radna udaljenost WD
Radna udaljenost naziva se i udaljenost objekta, što se odnosi na udaljenost između površine prednje leće objektiva i predmeta koji se pregledava. Tijekom pregleda mikroskopom, predmet koji se pregledava trebao bi biti jedan do dva puta veći od žarišne duljine leće objektiva. Stoga su on i žarišna duljina dva pojma. Ono što obično nazivamo fokusiranjem zapravo je podešavanje radne udaljenosti.
Kada je numerički otvor leće objektiva konstantan, radna udaljenost je kratka, a kut otvora blende velik.
Objektiv velikog povećanja s velikim numeričkim otvorom i malom radnom udaljenošću
