Optická mikroskopie - Vysvětlení vlastností optické čočky a difrakce viditelného světla
Od mikroskopu lidé viděli drobné organismy a buňky, které nikdy předtím neviděli. Lupa se vyvinula z nejzákladnější jednoduché čočky až po složený mikroskop se složitou strukturou. Po více než 100 letech neustálého výzkumu a zdokonalování je struktura současného optického mikroskopu relativně kompletní a rozlišení se v podstatě blíží teoretické hodnotě. Proto je široce používán v medicíně, biologii, různých vědeckých výzkumných, výukových a výrobních oborech, jako jsou materiály.
1. Charakteristika optické čočky
1. Lom světla V homogenním izotropním prostředí se světlo šíří přímočaře mezi dvěma body. Při průchodu průhlednými předměty s různou hustotou dochází k lomu. To je způsobeno tím, že světlo se v různých médiích šíří různou rychlostí. Když světelné paprsky, které nejsou kolmé k povrchu průhledného předmětu (například ze vzduchu), vstoupí do průhledného předmětu (například skla), světlo změní směr na svém rozhraní a vytvoří úhel lomu s normálou.
2. Výkon skleněné čočky Čočka je nejzákladnější a nejdůležitější optická součást optického systému mikroskopu. Objektivy, okuláry a kondenzory se skládají z jedné nebo více čoček. Podle tvaru je lze rozdělit do tří kategorií: konvexní čočky, rovinná zrcadla a konkávní čočky. Nejčastěji používané kombinace jsou konvexní čočky a konkávní čočky. Když paprsek plochého světla projde konvexní čočkou, bude se sbíhat a protínat v jednom bodě, který se nazývá "ohnisko". Rovina procházející ohniskem a kolmá k optické ose se nazývá "ohnisková rovina". Existují dvě ohniska, ohnisko v prostoru objektů se nazývá „ohniskový bod objektu“ a ohnisková rovina tam se nazývá „ohnisková rovina objektu“; naopak, ohnisko v obrazovém prostoru se nazývá "obrazový ohniskový bod". Ohnisková rovina v se nazývá "obrázková čtvercová ohnisková rovina". Když světlo prochází konkávní čočkou, vytváří vzpřímený virtuální obraz; když projde konvexní čočkou, vytvoří převrácený skutečný obraz. Skutečné obrazy se mohou objevit na obrazovce, zatímco virtuální obrazy nikoli.
3. Klíčový faktor ovlivňující zobrazení - aberace Vzhledem k objektivním podmínkám může každý optický systém vytvořit teoreticky ideální obraz, ale existence různých fázových rozdílů ovlivňuje kvalitu zobrazení.
2. Difrakce viditelného světla
Malý otvor v optickém přístroji je ekvivalentní malému kruhovému otvoru, kterým prochází světlo. Vzhledem k tomu, že intenzita periferního jasného prstence je relativně nízká, je obecně obtížné jej rozlišit a identifikovat pouhým okem a je vidět pouze centrální světlá skvrna. Klíčem je snížení vlnové délky zdroje osvětlení. Proto se u dvou malých objektových bodů, které jsou velmi blízko u sebe, budou odpovídající dva vzdušné body vzájemně překrývat, a dokonce ani obrazy těchto dvou objektových bodů nelze rozlišit. Je vidět, že rozlišovací schopnost optických přístrojů je omezená v důsledku difrakce světla.
