Kako definirati i izračunati učinkovitost optičkog mikroskopa
1. Numerička apertura
Numerička apertura je skraćeno NA. Numerička apertura glavni je tehnički parametar objektiva i kondenzorske leće i važan je simbol za ocjenu performansi obje (posebno za objektiv). Veličina njegove brojčane vrijednosti označena je na kućištu objektiva i sabirne leće.
Numerička apertura (NA) umnožak je indeksa loma (n) medija između prednje leće leće objektiva i predmeta koji se pregledava i sinusa polovice kuta otvora (u). Formula je sljedeća: NA=nsinu/2
Kut otvora blende, također poznat kao "kut otvora 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 veći svjetlosni tok koji ulazi u leću objektiva, a koji je proporcionalan efektivnom promjeru leće objektiva i obrnuto proporcionalan udaljenosti žarišne točke.
Kod promatranja mikroskopom, ako se želi povećati vrijednost NA, ne može se povećati kut otvora. Jedini način je povećati vrijednost indeksa loma n medija. Na temelju tog principa izrađuju se vodene imerzijske leće i uljne imerzijske leće. Budući da je vrijednost indeksa loma n medija veća od 1, vrijednost NA može biti veća od 1.
Maksimalni brojčani otvor blende je 1,4, čime je dostignuta granica i teoretski i tehnički. Trenutno se kao medij koristi bromonaftalen s visokim indeksom loma. Indeks loma bromonaftalena je 1,66, pa vrijednost NA može biti veća od 1,4.
Ovdje se mora istaknuti da kako bi se u potpunosti iskoristila uloga numeričke aperture leće objektiva, NA vrijednost sabirne leće treba biti jednaka ili malo veća od vrijednosti objektiva tijekom promatranja.
Numerička apertura je usko povezana s drugim tehničkim parametrima, te gotovo da određuje i utječe na ostale 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 dvama faktorima: NA vrijednošću leće objektiva i valnom duljinom izvora osvjetljenja. Što je veća vrijednost NA, to je kraća valna duljina svjetlosti osvjetljenja, a što je manja vrijednost σ, to je veća rezolucija.
Za povećanje rezolucije, odnosno smanjenje vrijednosti σ, mogu se poduzeti sljedeće mjere:
1. Smanjite vrijednost valne duljine λ i koristite izvor svjetlosti kratke valne duljine.
2. Povećajte srednju vrijednost n da 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, u usporedbi s povećalom, mikroskop može imati puno veće povećanje, a povećanje mikroskopa može se lako promijeniti zamjenom objektiva i okulara s različitim povećanjima.
Povećanje je također važan parametar mikroskopa, ali ne može se slijepo vjerovati da što je veće povećanje, to bolje. Granica povećanja mikroskopa je efektivno povećanje.
Razlučivost i povećanje dva su različita, ali povezana pojma. 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 je povećanje pretjerano povećano, dobivena slika može biti samo slika s velikim obrisima, ali nejasnim detaljima. , naziva se nevažećim povećanjem. Suprotno tome, ako razlučivost zadovoljava zahtjeve, ali je povećanje nedovoljno, mikroskop ima sposobnost razlučivanja, ali je slika još uvijek premalena 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 određenom objektu, ne samo da se jasno vide sve točke na ravnini te točke, već i unutar određene debljine iznad i ispod ravnine, Da bude jasno, debljina ovog jasnog dijela je dubina fokusa. Ako je dubina fokusa velika, možete vidjeti cijeli sloj predmeta koji se pregledava, dok ako je dubina fokusa mala, možete vidjeti 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 blende 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. To će biti detaljnije opisano na fotomikrografijama.
5. Promjer vidnog polja (FieldOfView)
Pri promatranju 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 pregledanog objekta 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/
U formuli, F - promjer vidnog polja;
FN - broj polja (FieldNumber, skraćeno FN, označen na vanjskoj strani cijevi 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. Stoga, ako možete vidjeti cijelu sliku pregledavanog objekta pod objektivom niske elektrane, i prijeđete na leću velike elektrane, možete vidjeti samo mali dio pregledavanog objekta.
6. Loša pokrivenost
Optički sustav mikroskopa uključuje i pokrovno stakalce. Zbog nestandardne debljine pokrovnog stakla mijenja se optički put svjetlosti nakon ulaska u zrak iz pokrovnog stakla, što rezultira faznom razlikom, što je slaba pokrivenost. Stvaranje loše pokrivenosti utječe na kvalitetu zvuka mikroskopa.
Prema međunarodnim propisima, 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 objektiva. Oznaka 0,17 na kućištu leće objektiva označava debljinu pokrovnog stakla potrebnog za leću objektiva.
7. Radna udaljenost WD
Radna udaljenost naziva se i udaljenost objekta, što se odnosi na udaljenost od površine prednje leće objektiva do predmeta koji se pregledava. Tijekom pregleda mikroskopom, predmet koji se pregledava trebao bi biti između jedan i dva puta veći od žarišne duljine leće objektiva. Stoga su on i žarišna duljina dva pojma. Ono što se obično naziva fokusiranjem zapravo je podešavanje radne udaljenosti.
U slučaju određenog numeričkog otvora leće objektiva, radna udaljenost je mala, a kut otvora blende velik.
Objektiv velikog povećanja s velikim numeričkim otvorom blende i malom radnom udaljenošću
