Optička mikroskopija - objašnjenje svojstava optičkih leća i difrakcije vidljive svjetlosti
Od mikroskopa, ljudi su vidjeli sićušne organizme i stanice koje nikad prije nisu vidjeli. Povećalo se razvilo od najosnovnije pojedinačne leće do složenog mikroskopa složene strukture. Nakon više od 100 godina kontinuiranog istraživanja i poboljšanja, struktura sadašnjeg optičkog mikroskopa je relativno dovršena, a rezolucija je u osnovi blizu teorijske vrijednosti. Stoga se široko koristi u medicini, biologiji, raznim znanstvenim istraživanjima, nastavi i proizvodnji kao što su materijali.
1. Karakteristike optičkih leća
1. Lom svjetlosti U homogenom izotropnom sredstvu svjetlost se širi pravocrtno između dviju točaka. Pri prolasku kroz prozirne objekte različite gustoće dolazi do loma. To je zbog činjenice da svjetlost putuje različitim brzinama u različitim medijima. Kada svjetlosne zrake koje nisu okomite na površinu prozirnog objekta (kao što je zrak) uđu u proziran objekt (kao što je staklo), svjetlost će promijeniti smjer na svojoj površini i formirati kut loma s normalom.
2. Izvedba staklene leće Leća je najosnovnija i najvažnija optička komponenta optičkog sustava mikroskopa. Leće objektiva, okulari i kondenzatori sastavljeni su od jedne ili više leća. Prema obliku, mogu se podijeliti u tri kategorije: konveksne leće, ravna zrcala i konkavne leće. Najčešće korištene kombinacije su konveksne leće i konkavne leće. Kada snop ravnog svjetla prolazi kroz konveksnu leću, on će se skupiti i presijeći u jednoj točki, koja se naziva "fokus". Ravnina koja prolazi kroz žarište i okomita je na optičku os naziva se "žarišna ravnina". Postoje dvije žarišne točke, žarište u prostoru objekta naziva se "žarišna točka objekta", a žarišna ravnina tamo se naziva "žarišna ravnina objekta"; obrnuto, žarišna točka u prostoru slike naziva se "žarišna točka slike". Žarišna ravnina na naziva se "žarišna ravnina kvadrata slike". Kada svjetlost prolazi kroz konkavnu leću, formira uspravnu virtualnu sliku; kada prolazi kroz konveksnu leću, stvara izvrnutu stvarnu sliku. Stvarne slike se mogu pojaviti na ekranu, dok virtualne slike ne mogu.
3. Ključni faktor koji utječe na sliku - aberacija Zbog objektivnih uvjeta svaki optički sustav može oblikovati teoretski idealnu sliku, ali postojanje različitih faznih razlika utječe na kvalitetu slike.
2. Difrakcija vidljive svjetlosti
Mali otvor u optičkom instrumentu ekvivalentan je malom kružnom otvoru kroz koji prolazi svjetlost. Budući da je intenzitet perifernog svijetlog prstena relativno nizak, općenito ga je teško razlikovati i identificirati golim okom, a može se vidjeti samo središnja svijetla točka. Ključ je smanjiti valnu duljinu izvora osvjetljenja. Stoga, za dvije male objektne točke koje su vrlo blizu jedna drugoj, odgovarajuće dvije Airyjeve točke će se preklapati, pa se čak ni slike dviju objektnih točaka ne mogu razlikovati. Vidi se da je rezolucija optičkih instrumenata ograničena zbog difrakcije svjetlosti.
