Jak lze zlepšit rozlišení mikroskopu?
Mikroskop je jedním z hlavních zařízení pro testování zařízení a důležitým ukazatelem pro posouzení výkonu mikroskopu je rozlišení. Rozlišení označuje schopnost jasně rozlišit menší vzdálenost mezi dvěma malými body nebo dvěma čarami. Samotné lidské oko je mikroskop. Za standardních světelných podmínek se rozlišení lidského oka ve fotopické vzdálenosti (mezinárodně uznávané jako 25 cm) rovná přibližně 1/10 mm. Pro pozorování dvou přímek, protože přímky mohou stimulovat řadu nervových buněk, lze zlepšit rozlišovací schopnost očí.
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. Takže existovaly jednoduché makroskopické lupy, optické mikroskopy pro mikroskopické pozorování a pak elektronové mikroskopy. Rozlišení mikroskopu je definováno jako menší vzdálenost mezi dvěma malými body na preparátu, které lze jasně rozlišit. Výpočtový 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 poměr clony objektivu).
Ze vzorce lze získat, že rozlišovací schopnost mikroskopu je určena vlnovou délkou dopadajícího zdroje světla a numerickou aperturou odpovídající čočky objektivu. Z toho lze vidět, že metody pro zlepšení optické mikroskopie:
1. Snižte vlnovou délku světelného zdroje.
Kratší vlnová délka viditelného světla je 390nm. Pokud je jako zdroj osvětlení použito ultrafialové světlo této vlnové délky, rozlišení optického mikroskopu může být sníženo na 0,2 um. Protože však většina běžných skleněných materiálů absorbuje velké množství světla s vlnovými délkami 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 propouštět ultrafialové světlo až 200 nm) a fluorit (který může propouštět ultrafialové světlo až 185 nm), a mikroskopy s ultrafialovým světlem nelze pozorovat pouhým okem, ani pod pozorování vzorků. Ve spojení s vysokými náklady není tato metoda zlepšení rozlišení mikroskopu široce používána 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 poloviční úhel clony objektivu. Proto se vhodné přijetí většího úhlu apertury v optickém designu nebo zvýšení indexu lomu stalo běžnou metodou pro zlepšení rozlišení optických mikroskopů. Obecně je médiem čoček objektivů s malým zvětšením, jako jsou ty pod 10X, vzduch s indexem lomu 1, tj. čočka objektivu se suchým systémem; médiem pro ponoření do vody je destilovaná voda s indexem lomu 1,33; médiem čočky objektivu s olejovou imerzí je cedrový olej nebo jiný průhledný olej s průměrným indexem lomu. Kolem 1,52 se blíží indexu lomu čoček a sklíček, jako je olejová čočka Olympus 100X. Objektivy s vodní imerzí a objektivy s olejovou imerzí mají nejen vysoké zvětšení, ale také používají média s vysokým indexem lomu ke zlepšení rozlišení čočky objektivu.
