Jak vidět zvětšení okuláru a čočky 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.
Jeden cíl:
1. Klasifikace objektivů:
Čočku objektivu lze rozdělit na suchou čočku objektivu a čočku s kapalinovou imerzí podle různých podmínek použití; mezi které lze čočky s kapalinovou imerzí rozdělit na čočky s vodní imerzí a čočky s olejovou imerzí (běžně používané zvětšení je 90-100krát).
Podle různého zvětšení je lze rozdělit na čočky s malým zvětšením (méně než 10krát), čočky se středním zvětšením (asi 20krát) a čočky s velkým zvětšením (40-65krát).
Podle situace korekce aberace se dělí na achromatickou čočku objektivu (běžně používaná čočka objektivu, která dokáže korigovat chromatickou aberaci dvou barev ve spektru) a achromatickou čočku objektivu (čočka objektivu, která dokáže korigovat chromatickou aberaci tří barevných světel v spektrum, drahé a méně používané).
2. Hlavní parametry čočky 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. Vztahuje se spíše k poměru délek než k poměru ploch. Příklad: Zvětšení je 100×, což znamená, že délka preparátu je 1 μm. Délka zvětšeného obrázku je 100 μm. Pokud se počítá podle plochy, zvětší se 10,000krát.
Celkové zvětšení mikroskopu se rovná součinu zvětšení objektivu a okuláru.
②. Numerická apertura se také nazývá poměr čočky, zkráceně NA nebo A, což je hlavní parametr objektivu a kondenzoru a je úměrný rozlišovací schopnosti mikroskopu. Suché objektivy mají numerickou aperturu 0.05-0.95 a objektivy s olejovou imerzí (cedrový olej) mají numerickou aperturu 1,25.
③. Pracovní vzdálenost je vzdálenost 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. Příklad: 10x čočka objektivu je označena 10/0.25 a 160/0.17, z čehož 10 je zvětšení čočky objektivu; 0,25 je numerická apertura; 160 je délka tubusu objektivu (jednotka mm); 0,17 je standardní tloušťka krycího skla (jednotka mm) ). Efektivní pracovní vzdálenost objektivu 10x je 6,5 mm a efektivní pracovní vzdálenost 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 rozlišení. Velikost rozlišení je vyjádřena hodnotou rozlišovací vzdálenosti (minimální vzdálenost mezi dvěma body objektu, kterou lze rozlišit). Ve fotopické vzdálenosti (25 cm) může normální lidské oko jasně vidět dva body objektu, které jsou od sebe 0.073 mm. Hodnota 0,073 mm je rozlišovací vzdálenost normálního lidského oka. Čím menší je rozlišovací vzdálenost mikroskopu, tím vyšší je jeho rozlišení, což znamená lepší výkon.
Rozlišení mikroskopu je určeno rozlišením čočky objektivu a rozlišovací schopnost čočky objektivu je určena její numerickou aperturou a vlnovou délkou osvětlovacího světla.
Při použití běžné metody centrálního osvětlení (metoda fotopického osvětlení, při které světlo prochází vzorkem rovnoměrně), je rozlišovací vzdálenost mikroskopu d=0.61λ/NA
kde d je rozlišovací vzdálenost čočky objektivu v nm.
λ—— vlnová délka osvětlovacího světla v nm.
NA - numerická apertura objektivu
Například numerická apertura 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 při osvětlení viditelným světlem 0,2 μm.
(2) Okuláry
Protože je blízko oku pozorovatele, nazývá se také okulár. Montuje se na horní konec tubusu objektivu.
1. konstrukce okuláru
Obvykle se okulár skládá ze dvou sad horních a spodních čoček, horní čočka se nazývá oční čočka a spodní čočka se nazývá konvergující čočka nebo polní čočka. Mezi horní a spodní čočku nebo pod polní čočku je instalována clona (její velikost určuje velikost zorného pole), protože preparát je pouze zobrazen na povrchu clony, lze na tuto clonu nalepit malý kousek vlasu jako ukazatel k označení cíle určité charakteristiky. 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. Úloha okulárů
Slouží k dalšímu zvětšení skutečného obrazu, který byl zvětšen čočkou objektivu a lze jej jasně rozlišit do té míry, že jej lidské oko snadno rozliší. Běžně používané zvětšení okuláru je 5-16krát.
3. Vztah mezi okulárem a čočkou objektivu
Jemná struktura, kterou čočka objektivu již jasně rozlišila, nebude-li znovu zvětšena okulárem a nemůže dosáhnout velikosti, kterou lidské oko dokáže rozlišit, pak nebude schopna jasně vidět; ale jemná struktura, kterou nelze rozlišit čočkou objektivu, i když je znovu zvětšena vysoce výkonným okulárem, stále není jasná, takže okulár může pouze zvětšovat a nezlepší rozlišení mikroskopu. Někdy, i když čočka objektivu dokáže rozlišit dva body objektu, které jsou blízko u sebe, je stále nemožné vidět jasně, protože vzdálenost mezi obrazy těchto dvou bodů objektu je menší než rozlišovací vzdálenost oka. Proto jsou okulár a čočka objektivu ve vzájemném vztahu a vzájemně se omezují.
