Vztah mezi celkovým zvětšením a rozlišovací schopností mikrobiologických olejových mikroskopů
Obvykle existují tři typy čoček objektivu pro mikroskopy používané v mikrobiologickém výzkumu: olejová čočka objektivu s malým zvětšením (10×), čočka objektivu s velkým zvětšením (40×) a čočka olejová ( 100×). Je zde také slovo „OI“ (olejová imerze), což znamená, že má největší zvětšení ze všech tří. V závislosti na použití okulárů s různým zvětšením lze kontrolovaný objekt zvětšit 1000-1600krát. Při použití je rozdíl mezi olejovými čočkami a jinými čočkami objektivu v tom, že mezi sklíčkem a čočkou objektivu není vrstva vzduchu, ale vrstva oleje, které se říká olejový imerzní systém. Jako tento olej se často používá cedrový olej, protože index lomu cedrového oleje je n=1.52, což je stejné jako u skla. Když světlo prochází podložním sklíčkem, může vstupovat do čočky objektivu přímo přes cedrový olej bez lomu. Pokud je prostředím mezi podložním sklíčkem a čočkou objektivu vzduch, nazývá se suchý systém. Při průchodu podložním sklíčkem se světlo láme a rozptyluje a světlo vstupující do čočky objektivu se zjevně snižuje, což snižuje osvětlení zorného pole. Použitím olejových čoček lze nejen zvýšit osvětlení, ale také zvýšit numerickou aperturu, protože účinnost zvětšení mikroskopu je dána jeho numerickou aperturou. Takzvaná numerická apertura je součin poloviny sinu maximálního úhlu, pod kterým je světlo promítáno na čočku objektivu (tzv. úhel čočky), vynásobené indexem lomu prostředí mezi skleněnou deskou a čočkou objektivu. Lze ji vyjádřit následujícím vzorcem: NA=n×sinа kde NA{{10}} Numerická apertura; n=index lomu média;=polovinu maximálního úhlu dopadu, tedy polovinu úhlu ústí zrcadla. Čím větší je tedy úhel, pod kterým světlo dopadá na objektiv, tím větší je účinnost mikroskopu. Velikost tohoto úhlu je dána průměrem a ohniskovou vzdáleností objektivu. Zároveň je teoretický limit a 90. . sin90. =1, takže když je jako médium použit vzduch (n=1), numerická apertura nemůže překročit 1. Například, když je jako médium použit cedrový olej, n se zvyšuje a numerická apertura také zvyšuje. Pokud je například úhel dopadu světla 120o a jeho poloviční sinus je sin60o=0.87, pak: když je jako médium použit vzduch: NA{ {22}}×0.87=0.87 Když je jako médium použita voda: NA=1.33×0.87=1.15 Když je jako médium použit cedrový olej: NA =1.52×0.87=1.32 Rozlišení mikroskopu označuje schopnost mikroskopu rozlišit minimální vzdálenost mezi dvěma body. Je přímo úměrná numerické apertuře objektivu a nepřímo úměrná délce vlnové délky. Čím větší je tedy numerická apertura čočky objektivu a čím kratší je vlnová délka světelné vlny, tím větší je rozlišení mikroskopu a tím zřetelněji lze rozlišit jemnou strukturu kontrolovaného předmětu. Proto vysoké rozlišení znamená malou rozlišitelnou vzdálenost. Tyto dva faktory spolu nepřímo souvisí. Obvykle někteří lidé mluví o rozlišení jako o mikrometrech nebo nanometrech. To ve skutečnosti zaměňuje rozlišení s minimální rozlišovací vzdáleností. Probudil se. Rozlišovací schopnost mikroskopu je vyjádřena minimální vzdáleností, kterou lze rozlišit. Minimální vzdálenost, kterou lze rozlišit mezi dvěma body=λ/2NA, kde λ=vlnová délka světelné vlny. Průměrná délka světelných vln, které mohou naše oči vnímat, je 0,55 μm. Pokud se použije vysoce výkonný objektiv s numerickou aperturou 0,65, dokáže rozlišit vzdálenost mezi dvěma body. je 0,42 μm. Vzdálenost mezi dvěma body pod 0,42 μm nelze rozlišit. I když je pro zvýšení celkového zvětšení mikroskopu použit větší okulár, stále jej nelze rozlišit. Jediným řešením je použití většího objektivu s větší numerickou aperturou pro zvýšení jeho rozlišení. Například při použití olejové čočky s numerickou aperturou 1,25 je minimální vzdálenost mezi dvěma body, kterou lze rozlišit,=0,55/(2×1,25)=0,22μm. Můžeme tedy vidět, že pokud se použije vysoce výkonný objektiv (NA=0.65) se zvětšením 40x a okulár se zvětšením 24x, ačkoli celkové zvětšení je 960x, minimální vzdálenost rozlišení je pouze 0,42 μm. Pokud použijete olejovou čočku se zvětšením 90x (NA=1.25) a okulár s 9násobným zvětšením, ačkoli celkové zvětšení je 810násobné, můžete rozlišit vzdálenost 0,22 μm.
