Optički put običnog optičkog mikroskopa
1. Obični optički mikroskop je precizni optički instrument. U prošlosti su se jednostavni mikroskopi sastojali od samo nekoliko leća, dok se današnji mikroskopi sastoje od niza leća. Obični optički mikroskopi obično mogu povećati objekte 1500-2000 puta. (1) Struktura mikroskopa Struktura običnog optičkog mikroskopa može se podijeliti u dva dijela: jedan je mehanički uređaj, a drugi je optički sustav. Tek kada ta dva dijela dobro surađuju, mikroskop može funkcionirati. Prvo, mehanički uređaj mikroskopa Mehanički uređaj mikroskopa uključuje okvir, cijev leće, pretvarač leće objektiva, postolje, potisnu šipku, grubi vijak, mikro vijak i druge komponente. Nosač se sastoji od baze i kraka ogledala. Na njega je pričvršćena pozornica i cijev objektiva, što je osnova za ugradnju komponenti sustava optičkog povećanja.
(2) Okular je povezan s cijevi leće leće, a pretvarač je spojen na dno, tvoreći tamnu prostoriju između okulara i leće objektiva (instalirane ispod pretvarača). Udaljenost od stražnjeg ruba objektiva do kraja cijevi naziva se mehanička duljina cijevi. Budući da je povećanje leće objektiva za određenu duljinu cijevi leće. Promjene u duljini cijevi leće ne samo da će promijeniti povećanje, već će utjecati i na kvalitetu slike. Stoga, kada koristite mikroskop, duljina cijevi leće ne može se mijenjati po želji. U svijetu je standardna duljina cijevi mikroskopa postavljena na 160 mm, a taj je broj označen na kućištu leće objektiva.
(3) Mjenjač objektiva Mjenjač nosnih leća može biti opremljen s 3 do 4 objektiva, obično tri objektiva (malo povećanje, veliko povećanje, uljana leća). Nikon mikroskopi opremljeni su s četiri objektiva. Okretanjem pretvarača, bilo koja leća objektiva može se prema potrebi spojiti na cijevi objektiva, a okular na cijevi objektiva čini sustav povećala.
(4) U središtu pozornice nalazi se rupa koja je svjetlosna staza. Stol je opremljen opružnim stezaljkama za uzorke i potisnim šipkama, čija je funkcija fiksirati ili pomaknuti položaj uzorka tako da mikroskopski objekt bude točno u središtu vidnog polja.
(5) Potiskivač je mehanička naprava koja pomiče epruvetu. Izrađen je od metalnog okvira s dva pogonska zupčanika, jednim vodoravnim i jednim okomitim. Dobar mikroskop ima skale ugravirane na šipku kako bi se stvorila vrlo precizna ravnina. Koordinatni sustav. Ako želite više puta promatrati određeni dio ispitnog uzorka, možete zabilježiti vrijednost okomitog i vodoravnog ravnala tijekom prve provjere, a zatim pomaknuti potisnu šipku prema vrijednosti kako biste pronašli položaj izvornog uzorka.
(6) Gruba spirala je mehanizam koji pomicanjem cijevi leće podešava udaljenost između leće objektiva i uzorka. U starim mikroskopima, nakon što se gruba spirala uvije prema naprijed, leća se spušta i približava uzorku. Kada izvodite mikroskopiju na novim proizvodnim mikroskopima, desnom rukom okrenite postolje prema naprijed kako biste podigli postolje kako biste približili uzorak objektivu i obrnuto.
(7) Vijak za mikro pomicanje može koristiti samo vijak za grubo pomicanje za grubo podešavanje žarišne duljine. Da biste dobili oštru sliku, morat ćete dodatno prilagoditi mikro-vijkom. Cijev leće pomiče se 0.1 mm (100 mikrona) za svaki okret vijka za učvršćivanje. Debele i tanke spirale novoproizvedenog gao-end mikroskopa su koaksijalne. 2. Optički sustav mikroskopa Optički sustav mikroskopa sastoji se od reflektora, kondenzora, leće objektiva, okulara itd. Optički sustav povećava predmet kako bi se stvorila uvećana slika predmeta.
(1) Ogledala Rani obični optički mikroskopi koristili su prirodno svjetlo za pregled predmeta, a zrcalo je bilo postavljeno na okvir. Reflektor se sastoji od ravne površine i konkavnog zrcala s druge strane, koje može reflektirati svjetlost koja pada na njega do središta sabirne leće, osvjetljavajući tako uzorak. Kada ne koristite kondenzator, koristite konkavno zrcalo. Konkavna zrcala fokusiraju svjetlost. Kada se koristi kondenzator, općenito se koristi ravno zrcalo. Novoproizvedeni inferiorni okvir mikroskopa opremljen je izvorom svjetlosti i vijkom za podešavanje struje, koji može prilagoditi intenzitet svjetlosti podešavanjem struje.
(2) Kondenzator Kondenzator je ispod stola. Sastoji se od sabirne leće, iridescentne blende i podiznog vijka. Koncentratori se mogu podijeliti na koncentratore svijetlog polja i koncentratore tamnog polja. Uobičajeni optički mikroskopi opremljeni su kondenzatorima svijetlog polja. Kondenzatori svijetlog polja uključuju kondenzatore Abbe, kondenzatore prosvjetljenja i kondenzatore padajućeg pijeska. Abbeovi kondenzatori pate od kromatskih i sfernih aberacija kada je numerička apertura objektiva veća od 0.6. Qiming kondenzatori su visoko korigirani za kromatsku aberaciju, sferičnu aberaciju i komu. To je visokokvalitetni kondenzator za mikroskopiju svijetlog polja, ali nije prikladan za objektive ispod 4x. Protresanje kondenzora može protresti gornju leću kondenzora izvan putanje svjetlosti kako bi se zadovoljile potrebe osvjetljenja objektiva s malim povećanjem (4×) i velikim vidnim poljem.
Kondenzator je ugrađen ispod postolja, a njegova je funkcija fokusirati svjetlost koju reflektira izvor svjetlosti na uzorak kroz ogledalo kako bi se dobila jaka rasvjeta i slika objekta bila svijetla i jasna. Visina kondenzora je podesiva, tako da fokus pada na predmet koji se pregledava, a postiže se visoka svjetlina. Žarišna točka općeg kondenzatora je 1,25 mm iznad njega, a njegova granica uspona je 0,1 mm ispod ravnine pozornice. Stoga, debljina potrebnog stakalca treba biti između 0.8-1.2 mm, inače se uzorak koji se ispituje neće moći fokusirati, što će utjecati na mikroskopski učinak. Također postoji iridescentna blenda ispred grupe prednjih leća kondenzatora, koja se može otvoriti i zatvoriti, što utječe na rezoluciju i kontrast slike. Ako je otvor blende prevelik, izvan numeričke aperture objektiva, doći će do bljeska; ako je otvor blende premali, razlučivost će se smanjiti, a kontrast će se povećati. Stoga se pri promatranju, podešavanjem otvora šarenice, dijafragma polja (mikroskop s dijafragmom polja) otvara prema vanjskoj tangenti periferije vidnog polja, tako da objekti koji nisu u vidnom polju ne mogu dobiti nikakvo svjetlo. . Osvjetljenje izbjegava smetnje raspršenog svjetla.
(3) Leća objektiva postavljena na konvertoru na prednjem kraju cijevi leće koristi svjetlost da napravi predmet koji se pregledava prvi put. Kvaliteta slike objektiva ima odlučujući utjecaj na rezoluciju. Učinkovitost objektiva ovisi o numeričkoj aperturi objektiva (numerička apertura skraćeno NA). Numerička apertura svakog objektiva označena je na kućištu objektiva. Što je veći numerički otvor, to je bolja izvedba objektiva. Postoje mnoge vrste leća objektiva koje se mogu klasificirati iz različitih kutova: Prema razlici u mediju između prednje leće objektiva i predmeta koji se pregledava, može se podijeliti na: 1. Suha leća objektiva koristi zrak kao medij, kao što je obično korištena objektivna leća ispod 4{{10}}×, numerički otvor blende jednak je manje od 1. ②Uljni imerzijski objektivi često koriste cedrovo ulje kao medij. Takvi se objektivi nazivaju i uljnim lećama. Povećanje mu je 90×-100×, a brojčana vrijednost otvora blende veća je od 1. Prema povećanju leće objektiva, može se podijeliti na: ①Objektiv male snage odnosi se na 1× -6×, NA vrijednost je 0.04-0.15; ②Objektiv srednje snage odnosi se na 6×-25×, NA vrijednost je 0.15-0.40; ③Objektiv velike snage odnosi se na 25 ×—63×, NA vrijednost je 0,35—0,95; ④ Uljni imerzioni objektiv odnosi se na 90×—100×, NA vrijednost je 1,25—1,40. Prema stupnju korekcije aberacije, klasifikacija se može podijeliti na: ① Akromatska leća objektiva je objektivna leća koja se često koristi, označena s "Ach" na ljusci, ova leća objektiva može ukloniti kromatsku aberaciju koju stvaraju crveno svjetlo i cijan. Svjetlo. Često se koristi zajedno s Huygensovim okularima u mikroskopiji. ②Apokromatski objektiv označen je riječju "Apo" na kućištu objektiva. Osim ispravljanja kromatske aberacije crvenog, plavog i zelenog svjetla, također može ispraviti faznu razliku uzrokovanu žutim svjetlom. Često se koristi u kombinaciji s kompenzacijskim okularima. ③ Posebne leće objektiva proizvode se na temelju gore navedenih leća objektiva kako bi se postigao određeni učinak promatranja. Kao što su: leća objektiva s korekcijskim prstenom, leća objektiva s dijafragmom polja, leća objektiva s faznim kontrastom, fluorescentna leća objektiva, leća objektiva bez naprezanja, leća objektiva bez poklopca, leća objektiva za veliku radnu udaljenost, itd. Najčešće korištene leće objektiva u trenutnom istraživanja su: poluapokromatski objektiv (FL), planski objektiv (Plan), planski apokromatski objektiv (Plan Apo), superplanski objektiv (Splan, superplan apokromat) objektiv (Splan) Apo) itd.
(4) Okular Funkcija okulara je ponovno povećati stvarnu sliku uvećanu lećom objektiva i reflektirati sliku predmeta u oči promatrača. Struktura okulara je jednostavnija od strukture objektiva. Okular običnog optičkog mikroskopa obično se sastoji od dvije leće. Gornja leća naziva se "okular", a donja leća "poljska leća". Između gornje i donje leće ili ispod dvije leće nalazi se metalna prstenasta dijafragma ili "poljska dijafragma". Nakon povećanja, međuslika leće objektiva pada na ravninu dijafragme polja, pa se može postaviti okularni mikrometar. Najčešće korišteni okulari u optičkim mikroskopima su Za Huygensove okulare, ako trebate provoditi istraživanje, općenito odaberite okulare s boljim učinkom, kao što su kompenzacijski okulari (K), ravni okulari (P) i okulari sa širokim poljem (WF). Prilikom snimanja fotografija koristite fotografski okular (NFK).
(2) Optički mikroskop Povećanje mikroskopa vrši se kroz leću, a slika jedne leće ima aberacije, koje utječu na kvalitetu slike. Skupina leća koja se sastoji od jedne leće ekvivalentna je konveksnoj leći s boljim povećanjem. Slika 1-4 je glavni način mikroskopske slike. AB je uzorak.
(3) Rad mikroskopa. Razlučivost mikroskopa ovisi o različitim uvjetima optičkog sustava. Objekt koji se promatra mora imati veliko povećanje i biti jasan. Može li objekt pokazati jasnu i finu strukturu nakon povećanja ovisi prvo o performansama leće objektiva, zatim o performansama okulara i kondenzora.
1. Numerički otvor blende naziva se i omjer otvora blende (ili odnos otvora blende), skraćeno NA, a njihove vrijednosti označene su na objektivu i sabirnoj leći. Otvor blende i numerički otvor blende glavni su parametri objektiva i kondenzatora, a također su i važni pokazatelji za procjenu njihove učinkovitosti. Numerička apertura usko je povezana s različitim svojstvima mikroskopa. Proporcionalna je razlučivosti mikroskopa i obrnuto proporcionalna dubini fokusa. Proporcionalna je kvadratnom korijenu svjetline zrcalne slike. Numerička apertura se može izraziti sljedećom formulom: NA=n.sin 2 gdje je: n——srednja rezolucija između leće objektiva i uzorka ——kut otvora leće leće objektiva tzv. kut otvaranja leće odnosi se na udaljenost od optičke osi leće objektiva. Kut između svjetlosti koju emitira gornja točka objekta i ruba efektivnog promjera prednje leće leće objektiva prikazan je na slici 1-5 . Kut otvaranja leće uvijek je manji od 180 stupnjeva. Budući da je indeks loma zraka 1, numerička apertura suhog objektiva uvijek je manja od 1, općenito 0.05-0.95; ako je uljni imerzijski objektiv uronjen u cedrovo ulje (s indeksom loma 1,515), numerička apertura može doseći 1,5. Dok je teoretski granica numeričkog otvora blende jednaka indeksu loma korištenog medija za uranjanje, u praksi je nemoguće doseći tu granicu iz perspektive tehnologije proizvodnje leća. Obično unutar praktičnog raspona, najveći numerički otvor uljnih imerzijskih objektiva je 1,4. Srednji indeksi loma nekoliko tvari su sljedeći: 1,0 za zrak, 1,33 za vodu, 1,5 za staklo, 1,47 za glicerin i 1,52 za cedar. Učinak indeksa loma medija na optički put leće objektiva prikazan je na slici 1-6.
2. Rezolucija D može se izraziti sljedećom formulom: D=λ/2N.A. Valna duljina vidljive svjetlosti je 0.4-0.7 mikrona, s prosječnom valnom duljinom od 0.55 mikrona. Ako se koristi objektiv s numeričkom aperturom od 0.65, tada je D {{10}}.55 mikrona / 2 x 0.65=0.42 mikrona . To znači da se objekti veći od 0.42 mikrona mogu promatrati, a objekti manji od 0,42 mikrona ne mogu se vidjeti. Ako se koristi objektiv s numeričkom aperturom od 1,25, tada je D=2.20 mikrona. Svaki objekt koji treba pregledati čija je duljina veća od ove vrijednosti bit će vidljiv. Može se vidjeti da što je manja vrijednost D, to je veća rezolucija i jasnija slika objekta. Prema gornjoj formuli, razlučivost se može poboljšati: (1) smanjenjem valne duljine; (2) povećanje indeksa loma; (3) povećanje kuta leće. Mikroskopi koji se temelje na ultraljubičastom svjetlu i elektronski mikroskopi koriste kratke valne duljine svjetlosti za poboljšanje rezolucije za ispitivanje manjih objekata. Razlučivost leće objektiva usko je povezana s oštrinom slike. Okulari nemaju tu mogućnost. Okular samo povećava sliku koju proizvodi objektiv.
3. Povećanje: Mikroskop povećava predmet, najprije kroz leću objektiva * sekundarno povećanje, a okular uzrokuje sekundarno povećanje na udaljenosti svijetlog vida. Povećanje je omjer volumena stražnje slike i izvornog objekta. Stoga je povećanje (V) mikroskopa jednako umnošku povećanja leće objektiva (V1) i povećanja okulara (V2), i to: V=V1×V2 Metoda izračuna usporedba se može dobiti iz sljedeće formule M= △ × D F1 F2 F1 =Žarišna duljina objektiva F2=Žarišna duljina okulara △=Dužina svjetlosne cijevi D{{ 12}}Domet jasnog vida (=250mm) △=Povećanje objektiva D=Povećanje okulara M=Mikroskopsko povećanje F1 F2 Postavka △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Zatim M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 puta F1 F2 4 15
4. Dubina fokusa: Promatrajte uzorak pod mikroskopom. Kada je fokus na određenoj ravnini slike, slika objekta je jasna, a ravnina slike je ciljna ravnina. Osim ciljne površine u vidnom polju, zamućene slike predmeta mogu se vidjeti i iznad i ispod ciljne površine. Udaljenost između ove dvije površine naziva se dubina fokusa. Dubina fokusa objektiva obrnuto je proporcionalna numeričkom otvoru blende i povećanju: što su veći numerički otvor blende i povećanje, manja je dubina fokusa. Stoga podešavanje uljnog ogledala mora biti pažljivije od podešavanja ogledala male snage, inače je lako uzrokovati da predmet proklizne i da ga se ne pronađe.
