Jak lze zvýšit rozlišení mikroskopu?
Složení a struktura optického mikroskopu Optický mikroskop se obecně skládá ze stolku, systému bodového osvětlení, čočky objektivu, okuláru a zaostřovacího mechanismu. Stolek se používá k držení objektu, který má být pozorován. Zaostřovací mechanismus může být ovládán zaostřovacím knoflíkem, aby se stolek pohyboval nahoru a dolů pro hrubé nastavení a jemné nastavení, takže pozorovaný objekt lze zaostřit a jasně zobrazit.
Jeho horní vrstva se může přesně pohybovat a otáčet v horizontální rovině a celkově přizpůsobuje pozorovanou část středu zorného pole. Systém bodového osvětlení se skládá ze zdroje světla a kondenzátoru. Funkcí kondenzoru je soustředit více světelné energie do pozorované části. Spektrální charakteristiky osvětlovací lampy musí být kompatibilní s pracovním pásmem přijímače mikroskopu.
Čočka objektivu je umístěna blízko objektu, který má být pozorován, a je to čočka, která realizuje první úroveň zvětšení. Na konvertoru objektivu je současně instalováno několik čoček objektivu s různým zvětšením a objektivy s různým zvětšením mohou vstoupit do pracovní optické dráhy otáčením konvertoru. Zvětšení čočky objektivu je obvykle 5 až 100krát. Čočka objektivu je optický prvek, který hraje rozhodující roli v kvalitě obrazu v mikroskopu.
Běžně používané jsou achromatické objektivy, které dokážou korigovat chromatickou aberaci pro dvě barvy světla; kvalitnější apochromatické objektivy, které dokážou korigovat chromatickou aberaci pro tři druhy barevného světla; může zajistit, že celá obrazová rovina čočky objektivu je plochá pro zlepšení zorného pole Objektivy s plochým polem s okrajovou kvalitou obrazu. Objektivy s kapalinovou imerzí se často používají u objektivů s velkým zvětšením, to znamená, že index lomu je 1 mezi spodním povrchem čočky objektivu a horním povrchem listu vzorku.
5 kapalina, může výrazně zlepšit rozlišení mikroskopického pozorování. Okulár je čočka umístěná v blízkosti lidského oka pro dosažení druhé úrovně zvětšení a zvětšení čočky je obvykle 5 až 20krát. Podle velikosti zorného pole, které lze vidět, lze okuláry rozdělit na dva typy: běžné okuláry s menším zorným polem a okuláry s velkým zorným polem (neboli širokoúhlé okuláry) s větším zorným polem.
Stolek i čočka objektivu musí být schopny se vzájemně pohybovat podél optické osy čočky objektivu, aby se dosáhlo nastavení zaostření a získal se jasný obraz. Při práci s čočkou objektivu s velkým zvětšením je přípustný rozsah zaostření často menší než mikrony, takže mikroskop musí mít velmi přesný mechanismus mikroostření. Hranicí zvětšení mikroskopu je efektivní zvětšení a rozlišení mikroskopu se vztahuje k minimální vzdálenosti mezi dvěma body objektu, které lze mikroskopem jasně rozlišit.
Rozlišení a zvětšení jsou dva různé, ale související pojmy. Když numerická apertura zvolené čočky objektivu není dostatečně velká, to znamená, že rozlišení není dostatečně vysoké, mikroskop nerozezná jemnou strukturu předmětu. V tomto okamžiku, i když je zvětšení nadměrně zvýšené, získaný obraz může být pouze obrazem s velkým obrysem, ale nejasnými detaily. , nazývané neplatné zvětšení.
Naopak, pokud rozlišení splňuje požadavky, ale zvětšení je nedostatečné, mikroskop má schopnost rozlišení, ale obraz je stále příliš malý na to, aby byl jasně vidět lidskýma očima. Proto, aby byla plně využita rozlišovací schopnost mikroskopu, měla by být numerická apertura přiměřeně sladěna s celkovým zvětšením mikroskopu. Systém bodového osvětlení má velký vliv na zobrazovací výkon mikroskopu, ale je to odkaz, který uživatelé snadno přehlédnou.
Jeho funkcí je zajistit dostatečné a rovnoměrné osvětlení povrchu předmětu. Světelný paprsek vysílaný kondenzorem by měl zajistit, že vyplní úhel otvoru objektivu, jinak nemůže být plně využito nejvyšší rozlišení, kterého může objektiv dosáhnout. Pro tento účel je kondenzor vybaven clonou s proměnnou aperturou podobnou cloně u objektivu fotografického objektivu, která dokáže upravit velikost clony a používá se k nastavení clony osvětlovacího paprsku tak, aby odpovídala úhlu clony objektivu. objektiv.
Změnou metody osvětlení lze získat různé metody pozorování, jako jsou body tmavých objektů na světlém pozadí (nazývané osvětlení světlého pole) nebo body jasných objektů na tmavém pozadí (tzv. osvětlení tmavého pole), aby bylo možné lépe objevovat a pozorovat mikrostruktura. Elektronový mikroskop je přístroj, který využívá elektronové paprsky a elektronové čočky místo světelných paprsků a optických čoček k zobrazení jemných struktur látek při velmi velkém zvětšení na principu elektronové optiky.
Rozlišovací schopnost elektronového mikroskopu je reprezentována minimální vzdáleností mezi dvěma sousedními body, kterou dokáže rozlišit. V 1970s bylo rozlišení transmisního elektronového mikroskopu asi 0,3 nanometrů (rozlišovací schopnost lidského oka byla asi 0,1 mm). Nyní maximální zvětšení elektronového mikroskopu přesahuje 3 milionkrát, zatímco maximální zvětšení optického mikroskopu je asi 2000krát, takže atomy některých těžkých kovů a úhledně uspořádané atomové mřížky v krystalu lze přímo pozorovat elektronovým mikroskopem. .
