Klasifikace objektivů optických mikroskopů
1. Klasifikace objektivů:
Čočku objektivu lze rozdělit na suchou čočku objektivu a čočku s kapalinovou imerzí podle různých podmínek použití; mezi nimi lze čočky objektivu s kapalinovou imerzí rozdělit na čočky s vodní imerzí a čočky s olejovou imerzí (běžně používané zvětšení je 90-100krát).
Podle různých zvětšení je lze rozdělit na čočky s malým zvětšením (méně než 10krát), čočky se středním zvětšením (asi 20krát) a čočky s velkým zvětšením (40-65krát).
Podle situace korekce aberace se dělí na achromatické čočky objektivu (běžně používané, čočky objektivu, které mohou korigovat chromatickou aberaci dvou druhů barevného světla ve spektru) a apochromatické čočky objektivu (čočky objektivu, které mohou korigovat chromatické aberace tří druhů barevného světla ve spektru, což je drahé a málo používané).
2. Hlavní parametry čočky objektivu:
Mezi hlavní parametry čočky objektivu patří: zvětšení, numerická apertura a pracovní vzdálenost.
① Zvětšení se týká poměru velikosti obrazu viděného očima k velikosti odpovídajícího vzorku. Týká se spíše poměru délek než poměru ploch. Příklad: Faktor zvětšení je 100×, což se vztahuje na preparát o délce 1 μm. Délka zvětšeného obrázku je 100 μm. Pokud se počítá podle plochy, zvětší se 10,000krát.
Celkové zvětšení mikroskopu se rovná součinu zvětšení objektivu a okuláru.
②. Číselná apertura se také nazývá aperturní poměr, zkráceně NA nebo A. Je to hlavní parametr objektivu a kondenzoru a je přímo úměrný rozlišení mikroskopu. Suché objektivy mají numerickou aperturu 0.05-0.95 a objektivy s olejovou imerzí (cedrový olej) mají numerickou aperturu 1,25.
③. Pracovní vzdálenost je vzdálenost od spodní části přední čočky objektivu k horní části krycího skla preparátu, kdy je pozorovaný preparát nejčistší. Pracovní vzdálenost čočky objektivu souvisí s ohniskovou vzdáleností čočky objektivu. Čím delší je ohnisková vzdálenost čočky objektivu, tím menší je zvětšení a delší pracovní vzdálenost. Příklad: 10x čočka objektivu je označena 10/0.25 a 160/0.17, kde 10 je zvětšení čočka objektivu; 0,25 je numerická apertura; 160 je délka tubusu objektivu (v mm); 0,17 je standardní tloušťka krycího skla (v mm) ). Efektivní pracovní vzdálenost čočky objektivu 10x je 6,5 mm a efektivní pracovní vzdálenost čočky objektivu 40x je 0,48 mm.
3. Funkcí čočky objektivu je poprvé zvětšit preparát a je to nejdůležitější část, která určuje výkon mikroskopu – rozlišení.
Rozlišení se také nazývá rozlišení nebo rozlišovací schopnost. Velikost rozlišení je vyjádřena hodnotou rozlišovací vzdálenosti (minimální vzdálenost mezi dvěma body objektu, kterou lze rozlišit). Ve fotopické vzdálenosti (25 cm) mohou normální lidské oči jasně vidět dva body objektu, které jsou od sebe 0.073 mm. Hodnota 0,073 mm je rozlišovací vzdálenost normálních lidských očí. Čím menší je rozlišovací vzdálenost mikroskopu, tím vyšší je jeho rozlišení a tím lepší je jeho výkon.
Velikost rozlišení mikroskopu je určena rozlišovací schopností čočky objektivu a rozlišovací schopnost čočky objektivu je určena její numerickou aperturou a vlnovou délkou osvětlovacího světla.
Při použití běžné metody centrálního osvětlení (metoda fotopického osvětlení, která umožňuje, aby světlo procházelo preparátem rovnoměrně), je rozlišovací vzdálenost mikroskopu d=0.61λ/NA
Ve vzorci d——rozlišovací vzdálenost čočky objektivu v nm.
λ — vlnová délka osvětlení, jednotka nm.
NA - numerická apertura objektivu
Například numerická apertura čočky olejové imerze objektivu je 1,25 a rozsah vlnových délek viditelného světla je 400-700nm. Pokud je průměrná vlnová délka 550 nm, pak d=270 nm, což je přibližně polovina vlnové délky osvětlovacího světla. Obecně je hranice rozlišení mikroskopů osvětlených viditelným světlem 0,2 μm.
