Jak lze zvýšit rozlišení mikroskopu?
Mikroskop je jedním z hlavních zařízení testovacího zařízení a důležitým ukazatelem pro posouzení výkonu mikroskopu je rozlišení. Rozlišení se týká schopnosti jasně rozlišit malou vzdálenost mezi dvěma malými body nebo dvěma čarami. Samotné lidské oko je mikroskop. Za standardních světelných podmínek je rozlišení lidského oka na vzdálenost vidění (mezinárodně uznávané jako 25 cm) asi 1/10 mm. Pro pozorování dvou přímek lze zlepšit rozlišení očí, protože přímky mohou stimulovat řadu nervových buněk.
Rozlišení lidského oka je pouze 1/10 mm, takže lidské oko nedokáže rozlišit předměty menší než 1/10 mm nebo vzdálenost mezi dvěma drobnými předměty bližšími než 1/10 mm. Tak se objevil od jednoduché makroskopické lupy k optickému mikroskopu pro mikroskopické pozorování a poté k elektronovému mikroskopu. Rozlišení mikroskopu je definováno jako nejmenší vzdálenost mezi dvěma malými skvrnami, kterou lze na vzorku jasně rozlišit. Jeho výpočetní vzorec je: D=0.61λ/NA
Ve vzorci: D je rozlišení (um); λ je vlnová délka zdroje světla (um); NA je numerická apertura objektivu (také nazývaná clonový poměr).
Ze vzorce lze získat, že rozlišovací schopnost mikroskopu závisí na vlnové délce dopadajícího světelného zdroje a numerické apertuře přizpůsobené čočky objektivu. Je vidět, že metoda vylepšení optického mikroskopu:
1. Snižte vlnovou délku světelného zdroje.
Kratší vlnová délka viditelného světla je 390nm. Pokud je jako zdroj osvětlení použito ultrafialové světlo této vlnové délky, lze rozlišení optického mikroskopu snížit na 0,2 um. Protože však sklo většiny běžných materiálů absorbuje velké množství světla s vlnovou délkou pod 340 nm, nemůže ultrafialové světlo po velkém zeslabení vytvořit jasný a jasný obraz. Proto se musí používat drahé materiály, jako je křemen (který může procházet ultrafialovým světlem o vlnové délce 200 nm) a fluorit (který může procházet ultrafialovým světlem o vlnové délce 185 nm), a mikroskop s ultrafialovým světlem nelze pozorovat pouhým okem. , a dokonce omezena pozorovaným vzorkem. Kromě vysoké ceny není tento způsob zlepšení rozlišovací schopnosti mikroskopu široce používán kvůli svým vlastním omezením.
2. Zvyšte numerickou aperturu NA objektivu.
Numerická apertura NA=n*sin(u)
Ve vzorci je n index lomu média mezi čočkou objektivu a vzorkem; u je úhel poloviční clony objektivu. Proto se vhodné přijetí většího úhlu apertury z hlediska optického designu nebo zvýšení indexu lomu stalo běžnou metodou pro zlepšení rozlišení optického mikroskopu. Obecně je médiem čoček objektivu s malým zvětšením, například pod 10X, vzduch a index lomu je 1, to znamená suchá čočka objektivu; médiem pro ponoření do vody je destilovaná voda a její index lomu je 1,33; médium čočky objektivu s olejovou imerzí je cedrový olej nebo jiné průhledné oleje a jeho index lomu je obecně kolem 1,52, což je blízko indexu lomu čočky a skleněného sklíčka, jako je olejová čočka Olympus 100X. Čočky objektivu s vodní imerzí a čočky s olejovou imerzí mají nejen vysoké zvětšení, ale také zlepšují rozlišení čočky objektivu díky použití médií s vysokým indexem lomu.
