Čtyři optické principy mikroskopu
1. Lom a index lomu
Světlo se šíří po přímce mezi dvěma body v homogenním izotropním prostředí. Při průchodu průhlednými předměty s různou hustotou dochází k lomu, který je způsoben různou rychlostí šíření světla v různých prostředích. Když světlo, které není kolmé k povrchu průhledného předmětu, vstoupí do průhledného předmětu (jako je sklo) ze vzduchu, světlo změní směr na svém rozhraní a svírá s normálou úhel lomu.
2. Výkon objektivu
Čočky jsou nejzákladnější optické součásti, které tvoří optický systém mikroskopu. Komponenty, jako jsou čočky objektivů, okuláry a kondenzory, se skládají z jedné nebo více čoček. Podle tvaru je lze rozdělit do dvou kategorií: konvexní čočky (pozitivní čočky) a konkávní čočky (negativní čočky). Když paprsek světla rovnoběžný s optickou osou prochází konvexní čočkou a protíná se v bodě, nazývá se tento bod „bod ohniska“ a rovina procházející bodem průsečíku a kolmá k optické ose se nazývá „ohniskový bod“. letadlo". Existují dvě ohniska, ohnisko v prostoru objektů se nazývá „ohniskový bod objektu“ a ohnisková rovina tam se nazývá „ohnisková rovina objektu“; naopak ohnisko v obrazovém prostoru se nazývá „obrazový ohniskový bod“. Ohnisková rovina v se nazývá "obrázková čtvercová ohnisková rovina". Poté, co světlo projde konkávní čočkou, vytvoří vztyčený virtuální obraz, zatímco konvexní čočka vytvoří vztyčený skutečný obraz. Skutečné obrazy se mohou objevit na obrazovce, ale virtuální obrazy nikoli.
3. Klíčové faktory ovlivňující zobrazování—Aberace
Vzhledem k objektivním podmínkám nemůže žádný optický systém generovat teoreticky ideální obraz a existence různých aberací ovlivňuje kvalitu zobrazení. Níže jsou stručně představeny různé aberace.
1). Chromatická aberace Chromatická aberace je vážná vada zobrazení čočky, ke které dochází, když je jako zdroj světla použito polychromatické světlo a monochromatické světlo nevytváří chromatickou aberaci. Bílé světlo se skládá ze sedmi druhů červené, oranžové, žluté, zelené, azurové, modré a fialové. Vlnové délky různých světel jsou různé, takže index lomu při průchodu čočkou je také odlišný. Tímto způsobem může bod na straně objektu tvořit barevnou skvrnu na straně obrazu. Hlavní funkcí optického systému je achromatizace.
Chromatická aberace obecně zahrnuje polohovou chromatickou aberaci a zvětšenou chromatickou aberaci. Poziční chromatická aberace způsobuje, že obraz vypadá rozmazaně nebo rozmazaně v jakékoli poloze. Zvětšená chromatická aberace způsobuje, že obraz má barevné proužky.
2). Sférická aberace Sférická aberace je monochromatická aberace bodu na ose způsobené sférickým povrchem čočky. Výsledkem sférické aberace je, že po zobrazení bodu se již nejedná o světlý bod, ale o světlý bod se světlým okrajem uprostřed, který se postupně rozmazává, což ovlivňuje kvalitu zobrazení.
Korekce sférické aberace je obvykle eliminována kombinací čoček. Vzhledem k tomu, že sférická aberace konvexních a konkávních čoček je opačná, lze konvexní a konkávní čočky z různých materiálů slepit k sobě, aby se odstranily. U starých mikroskopů není sférická aberace čočky objektivu zcela korigována a pro dosažení korekčního účinku by měla být přizpůsobena odpovídajícímu kompenzačnímu okuláru. Obecně platí, že sférická aberace nových mikroskopů je zcela eliminována čočkou objektivu.
3). Kóma Kóma je monochromatická aberace bodu mimo osu. Když je mimoosový objektový bod zobrazen paprskem s velkou aperturou, emitované paprsky procházejí čočkou a neprotínají se v jednom bodě, pak bude obraz světelného bodu ve tvaru čárky, která je tvarovaná jako kometa, proto se tomu říká „koma aberace“.
4). Astigmatismus je také monochromatická aberace mimo osu, která ovlivňuje ostrost. Když je zorné pole velké, je bod předmětu na okraji daleko od optické osy a paprsek se velmi naklání, což po průchodu čočkou způsobuje astigmatismus. Astigmatismus způsobí, že se z původního bodu objektu po zobrazení stanou dvě oddělené a kolmé krátké čáry a po syntéze na ideální rovině obrazu se vytvoří eliptická skvrna. Astigmatismus je eliminován složitými kombinacemi čoček.
5). Zakřivení pole Zakřivení pole je také známé jako "zakřivení pole". Když má čočka zakřivení pole, průsečík celého paprsku se neshoduje s ideálním bodem obrazu. Přestože lze v každém konkrétním bodě získat jasný obrazový bod, celá obrazová rovina je zakřivený povrch. Tímto způsobem není při zrcadlové kontrole jasně vidět celá plocha obrazu, což ztěžuje pozorování a fotografování. Proto jsou cíle výzkumných mikroskopů obecně záměrné cíle, které byly korigovány na zakřivení pole.
6). Zkreslení Všechny druhy výše uvedených aberací, kromě zakřivení pole, ovlivňují ostrost obrazu. Zkreslení je dalším typem aberace, při které není narušena soustřednost paprsku. Není tedy ovlivněna ostrost obrazu, ale obraz je porovnáván s původním objektem, což způsobuje zkreslení tvaru.
