Jak poznáte zvětšení okulárů a čoček objektivu optického mikroskopu?
Zvětšení optického mikroskopu je součinem zvětšení čočky objektivu a zvětšení okuláru. Pokud je například čočka objektivu 10× a okulár 10×, je zvětšení 10×10=100.
1. Klasifikace objektivů:
Objektivy lze rozdělit na suché objektivy a kapalné imerzní objektivy podle různých podmínek použití; Objektivy s kapalinovou imerzí lze rozdělit na objektivy s vodní imerzí a objektivy s olejovou imerzí (běžně používané zvětšení je 90-100krát).
Podle různých zvětšení je lze rozdělit na objektivy s nízkou světelností (méně než 10krát), objektivy se středním výkonem (přibližně 20krát) a objektivy s vysokým výkonem (40-65krát).
Podle korekce aberace se dělí na achromatické čočky objektivu (běžně používané, čočky objektivu, které umí korigovat chromatickou aberaci dvou barev světla ve spektru) a apochromatické čočky objektivu (čočky objektivu, které umí korigovat chromatickou aberaci tří barev světla ve spektru, drahé a zřídka používané).
2. Hlavní parametry objektivu:
Mezi hlavní parametry čočky objektivu patří: zvětšení, numerická apertura a pracovní vzdálenost.
① Zvětšení se týká poměru velikosti obrazu viděného okem k velikosti odpovídajícího vzorku. Týká se spíše poměru délek než poměru ploch. Příklad: Zvětšení je 100×, což se vztahuje na preparát o délce 1 μm. Délka zvětšeného obrazu je 100 μm. Při výpočtu na základě plochy je zvětšení 10,000krát.
Celkové zvětšení mikroskopu se rovná součinu zvětšení objektivu a okulárů.
②. Číselná clona se také nazývá poměr apertury objektivu, zkráceně NA nebo A. Je hlavním parametrem objektivu a kondenzoru a je úměrný rozlišení mikroskopu. Numerická apertura suchých objektivů je 0.05-0.95 a numerická apertura objektivů s olejovou imerzí (cedrový olej) je 1,25.
③. Pracovní vzdálenost se vztahuje ke vzdálenosti 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. Například: 10x čočka objektivu je označena 10/0.25 a 160/0.17, kde 10 je zvětšení čočky 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. Je to nejdůležitější součást, která určuje výkon mikroskopu – úroveň rozlišení.
Rozlišení se také nazývá rozlišení nebo schopnost rozlišení. Velikost rozlišení je vyjádřena číselnou 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 0.0 73 mm od sebe. Tato hodnota 0,073 mm je rozlišovací vzdálenost normálních lidských očí. Čím menší je rozlišovací vzdálenost mikroskopu, tím vyšší je jeho rozlišení, což znamená lepší výkon.
Rozlišovací schopnost mikroskopu je určena rozlišením čočky objektivu, která je zase určena její numerickou aperturou a vlnovou délkou osvětlujícího světla.
Při použití běžného centrálního osvětlení (fotopické osvětlení, které umožňuje, aby světlo procházelo preparátem rovnoměrně), je rozlišovací vzdálenost mikroskopu d=0.61λ/NA
Ve vzorci d——rozlišovací vzdálenost čočky objektivu, jednotka nm.
λ——Vlnová délka osvětlení, jednotka nm.
NA ——Číselná apertura objektivu
Například numerická apertura čočky objektivu s olejovou imerzí je 1,25, rozsah vlnových délek viditelného světla je 400-700nm a průměrná vlnová délka je 550 nm, potom d=270 nm, což je přibližně polovina vlnové délky osvětlovacího světla. Obecně je limit rozlišení mikroskopu osvětleného viditelným světlem 0,2 μm.
(2) Okulár
Protože je blízko očím pozorovatele, nazývá se také okulár. Instaluje se na horní konec tubusu objektivu.
1. Konstrukce okuláru
Obvykle se okulár skládá ze dvou sad horní a dolní čočky. Horní čočka se nazývá oční čočka a spodní čočka se nazývá spojná čočka nebo polní čočka. Mezi horní a spodní čočkou nebo pod polní čočkou je clona (její velikost určuje velikost zorného pole). Vzhledem k tomu, že vzorek je zobrazen přesně na povrchu apertury, lze k otvoru přilepit malý kousek chloupku jako ukazovátko pro označení cíle s určitou charakteristikou. Lze na něj umístit i okulárový mikrometr pro měření velikosti pozorovaného preparátu.
Čím kratší je délka okuláru, tím větší je zvětšení (protože zvětšení okuláru je nepřímo úměrné ohniskové vzdálenosti okuláru).
2. Funkce okuláru
Slouží k dalšímu zvětšení čistého reálného obrazu, který byl zvětšen čočkou objektivu do té míry, aby jej lidské oko mohlo snadno a jasně rozlišit. Zvětšení běžně používaných okulárů je 5-16krát.
3. Vztah mezi okuláry a čočkami objektivu
Jemné struktury, které byly jasně rozlišeny čočkou objektivu, nebudou jasně viditelné, pokud je znovu nezvětší okulár a nemohou dosáhnout velikosti, kterou dokáže rozlišit lidské oko. Jemné struktury, které nelze rozlišit čočkou objektivu, však nebudou viditelné ani přes opětovné zvětšení okulárem s vysokým výkonem. Stále to není jasné, takže okulár může fungovat pouze jako lupa a nezlepší rozlišení mikroskopu. Někdy, i když čočka objektivu dokáže rozlišit dva velmi blízké body objektu, je stále nemožné vidět jasně, protože vzdálenost mezi obrazy dvou bodů objektu je menší než rozlišovací vzdálenost oka. Proto okulár a čočka objektivu spolu souvisí a vzájemně se omezují.
