Optické principy a výkon mikroskopů
Tradiční optický mikroskop se skládá z optického systému a mechanické konstrukce, která je podporuje. Optická soustava zahrnuje čočku objektivu, okulár a kondenzorovou čočku, což jsou všechno složité zvětšovací čočky vyrobené z různých druhů optického skla. Čočka objektivu zvětší obraz vzorku, jeho zvětšení M věc podle následujícího vzorce: M věc=Δ ∕ f 'věc, kde f 'věc je ohnisková vzdálenost čočky objektivu, Δ lze chápat jako vzdálenost mezi čočkou objektivu a okulárem. Okulárem bude obraz čočky objektivu opět zvětšený do imaginárního obrazu před osobou 250mm pro lidské pozorování, což je většina lidí pociťována **** pozorovací pozice, okulár zvětšení M oka { {2}}/f'eye, f'eye je okulár s ohniskovou vzdáleností. Celkové zvětšení mikroskopu je součinem objektivu a okuláru, tj. M=M objekt * M okulár=Δ * 250∕f'eye * f;objekt. Je vidět, zmenšete ohniskovou vzdálenost objektivu a okuláru provedete celkové zvětšení, které je mikroskopem vidět ** i další mikroorganismy klíčem, ale také rozdíl mezi jeho a obyčejnou lupou.
Je tedy možné bez omezení zmenšit objektiv f'okuláru, abychom zvýšili zvětšení, abychom mohli vidět jemnější předměty? Odpověď je ne! Je to proto, že povaha světla použitého k zobrazení je druh elektromagnetického vlnění, a tak v procesu šíření nevyhnutelně dochází k difrakčním a interferenčním jevům, stejně jako lze zaoblit denně viděné vlnění na hladině vody při střetu s překážkami, dva sloupce vodních vln se mohou navzájem potkat, aby je zesílily nebo zeslabily. Když světelné vlny z bodového předmětu vyzařujícího světlo míří do čočky objektivu, čočka objektivu na okraji brání šíření světla, difrakci a interferenci, poté, co čočka objektivu již nemůže být shromážděna v bodě, ale vznik určité velikosti skvrny, dochází i k řadě intenzity periferie slabého a postupně se zmenšujícího halo, střed světlé skvrny nazýváme pro Averyho skvrnu, dva body vyzařující světlo blízko určité vzdálenosti kdy se dva body budou překrývat, dokud to nebude možné potvrdit pro dva body. Riley navrhl kritérium, že když se středová vzdálenost dvou bodů rovná poloměru bodu Airy, lze tyto dva body rozlišit, vypočítat, že vzdálenost mezi dvěma body vyzařujícími světlo je=0.61 do ∕n.sinA=0.61 do ∕NA, kde do vlnové délky světelných vln, může být lidské oko přijímáno na vlnové délce světelných vln přibližně 0.4-0 .7 um, n pro bod vyzařování světla středního indexu lomu, kde bod vyzařování světla se nachází v indexu lomu bodu vyzařování světla. Index lomu prostředí, ve kterém je bod vyzařování světla, například ve vzduchu, n ≈ 1, ve vodě, n ≈ 1,33, a A pro bod vyzařování světla úhlu okraje čočky objektivu v polovině, NA známá jako numerická apertura čočky objektivu. Z výše uvedeného vzorce může čočka objektivu rozlišit vzdálenost mezi dvěma body vlnovou délkou světla a numerickou aperturou omezení lidského oka v důsledku zraku lidského oka * ostrá vlnová délka přibližně 0. 5 um a úhel A není větší než 90 stupňů, sinA je vždy menší než 1, pro dostupné světlo propouštějící médium * index lomu asi 1,5, takže e-hodnota je vždy větší než 0.2 um, toto je optický mikroskop, který dokáže rozlišit * nejmenší limit vzdálenosti. Chcete-li mít pomocí mikroskopického zobrazení zvětšení nějakou hodnotu NA rozlišení objektivu rozteče bodů objektu e zvětšenou natolik, aby to bylo možné rozlišit lidským okem, je nutné, aby Me Větší než nebo rovno { {31}}.15mm, kde 0.15mm pro experimentální lidské oko dokáže rozlišit mezi dvěma mikroobjekty umístěnými před okem ve vzdálenosti 250mm mezi * malým, takže M Větší nebo rovno (0,15 ∕ 0,61 do) NA ≈ 500 N.A, aby bylo možné provést pozorování Aby pozorování nebylo příliš pracné, bude stačit dvojnásobek M, tedy 500 N.A Méně než nebo rovno M Menší nebo rovno 1000 N.A, je rozumný výběr celkového zvětšení rozsahu mikroskopu, a pak celkové zvětšení postrádá smysl, protože numerická apertura čočky objektivu byla omezena na * malé rozlišení vzdálenost pro zvětšení zvětšení bylo nemožné rozlišit detaily menších objektů.
