Kaip apibrėžti ir apskaičiuoti optinio mikroskopo efektyvumą
1. Skaitmeninė diafragma
Skaitmeninė diafragma sutrumpintai vadinama NA. Skaitinė diafragma yra pagrindinis objektyvo ir kondensatoriaus objektyvo techninis parametras ir svarbus simbolis vertinant abiejų (ypač objektyvo) veikimą. Jo skaitinės reikšmės dydis atitinkamai pažymėtas ant objektyvo ir kondensatoriaus lęšio korpuso.
Skaitmeninė diafragma (NA) – tai terpės tarp priekinio objektyvo lęšio ir tikrinamo objekto lūžio rodiklio (n) ir apertūros kampo pusės sinuso (u) sandauga. Formulė yra tokia: NA=nsinu/2
Diafragmos kampas, taip pat žinomas kaip „veidrodžio burnos kampas“, yra kampas, kurį sudaro objekto taškas objektyvo lęšio optinėje ašyje ir objektyvo objektyvo priekinio objektyvo efektyvusis skersmuo. Kuo didesnis diafragmos kampas, tuo didesnis šviesos srautas, patenkantis į objektyvo lęšį, proporcingas efektyviam objektyvo skersmeniui ir atvirkščiai proporcingas židinio taško atstumui.
Jei stebite mikroskopu, jei norite padidinti NA reikšmę, diafragmos kampo padidinti negalima. Vienintelis būdas – padidinti terpės lūžio rodiklio n reikšmę. Remiantis šiuo principu, gaminami vandens imersiniai objektyvai ir alyvos imersiniai objektyvai. Kadangi terpės lūžio rodiklio n reikšmė yra didesnė nei 1, NA reikšmė gali būti didesnė nei 1.
Didžiausia skaitmeninė diafragma yra 1,4, kuri pasiekė ribą tiek teoriškai, tiek techniškai. Šiuo metu kaip terpė naudojamas bromonaftalenas su dideliu lūžio rodikliu. Bromonaftaleno lūžio rodiklis yra 1,66, todėl NA reikšmė gali būti didesnė nei 1,4.
Čia reikia pažymėti, kad norint visiškai atlikti objektyvo objektyvo skaitmeninės diafragmos vaidmenį, kondensatoriaus lęšio NA vertė turi būti lygi arba šiek tiek didesnė už objektyvo lęšio vertę stebėjimo metu.
Skaitinė diafragma yra glaudžiai susijusi su kitais techniniais parametrais ir beveik nulemia bei įtakoja kitus techninius parametrus. Jis yra proporcingas raiškai, proporcingas padidinimui ir atvirkščiai proporcingas fokusavimo gyliui. Didėjant NA reikšmei, atitinkamai mažės matymo lauko plotis ir darbinis atstumas.
2. Rezoliucija
Mikroskopo skiriamoji geba reiškia mažiausią atstumą tarp dviejų objekto taškų, kuriuos mikroskopas gali aiškiai atskirti, taip pat žinomą kaip „diskriminavimo greitis“. Jo skaičiavimo formulė yra σ=λ/NA
kur σ yra mažiausias skiriamosios gebos atstumas; λ – šviesos bangos ilgis; NA yra skaitmeninė objektyvo diafragma. Matomo objektyvo raišką lemia du veiksniai: objektyvo NA reikšmė ir apšvietimo šaltinio bangos ilgis. Kuo didesnė NA reikšmė, tuo trumpesnis apšvietimo šviesos bangos ilgis ir kuo mažesnė σ reikšmė, tuo didesnė skiriamoji geba.
Norint padidinti skiriamąją gebą, ty sumažinti σ reikšmę, galima imtis šių priemonių:
1. Sumažinkite bangos ilgio λ reikšmę ir naudokite trumpo bangos ilgio šviesos šaltinį.
2. Padidinkite vidutinę n reikšmę, kad padidintumėte NA reikšmę (NA=nsinu/2).
3. Padidinkite diafragmos kampo u reikšmę, kad padidintumėte NA reikšmę.
4. Padidinkite šviesos ir tamsos kontrastą.
3. Didinimas ir efektyvus didinimas
Dėl dviejų objektyvo lęšio ir okuliaro padidinimų bendras mikroskopo padidinimas Γ turėtų būti objektyvo lęšio padidinimo ir okuliaro padidinimo Γ1 sandauga:
Γ= Γ1
Akivaizdu, kad, palyginti su padidinamuoju stiklu, mikroskopas gali turėti daug didesnį padidinimą, o mikroskopo padidinimą galima lengvai pakeisti keičiant objektyvo lęšį ir okuliarą skirtingais padidinimais.
Didinimas taip pat yra svarbus mikroskopo parametras, tačiau negalima aklai patikėti, kad kuo didesnis padidinimas, tuo geriau. Mikroskopo padidinimo riba yra efektyvus padidinimas.
Skiriamoji geba ir padidinimas yra dvi skirtingos, bet susijusios sąvokos. Santykinė formulė: 500NA<><>
Kai pasirinkto objektyvo objektyvo skaitmeninė diafragma nėra pakankamai didelė, tai yra, raiška nėra pakankamai didelė, mikroskopas negali atskirti smulkios objekto struktūros. Šiuo metu, net jei padidinimas yra pernelyg padidintas, gautas vaizdas gali būti tik vaizdas su dideliais kontūrais, bet neaiškiomis detalėmis. , vadinamas netinkamu padidinimu. Ir atvirkščiai, jei skiriamoji geba atitinka reikalavimus, bet padidinimas yra nepakankamas, mikroskopas turi galimybę ryškinti, tačiau vaizdas vis tiek yra per mažas, kad jį aiškiai matytų žmogaus akis. Todėl norint, kad mikroskopo skiriamoji geba būtų visapusiška, skaitmeninė diafragma turėtų būti pagrįstai suderinta su visu mikroskopo padidinimu.
4. Fokusavimo gylis
Fokusavimo gylis yra fokusavimo gylio santrumpa, tai yra naudojant mikroskopą, kai židinys nukreiptas į tam tikrą objektą, gali būti aiškiai matomi ne tik visi šio taško plokštumos taškai, bet ir tam tikru storiu aukščiau. ir žemiau plokštumos, kad būtų aišku, šios aiškios dalies storis yra fokusavimo gylis. Jei fokusavimo gylis didelis, matosi visas tiriamo objekto sluoksnis, o jei židinio gylis mažas – matosi tik plonas apžiūrimo objekto sluoksnis. Fokusavimo gylis turi tokį ryšį su kitais techniniais parametrais:
1. Fokusavimo gylis yra atvirkščiai proporcingas bendram objektyvo padidinimui ir skaitinei objektyvo diafragmai.
2. Fokusavimo gylis yra didelis, o skiriamoji geba sumažinta.
Dėl didelio mažo padidinimo objektyvo lauko gylio sunku fotografuoti naudojant mažo padidinimo objektyvą. Tai bus išsamiau aprašyta mikrofotografijose.
5. Matymo lauko skersmuo („FieldOfView“)
Stebint mikroskopą, matomas šviesus apskritas plotas vadinamas matymo lauku, o jo dydį lemia lauko diafragma okuliare.
Regėjimo lauko skersmuo taip pat vadinamas matymo lauko pločiu, kuris reiškia faktinį tikrinamo objekto diapazoną, kuris gali būti apgyvendintas apskritame regėjimo lauke, matomame po mikroskopu. Kuo didesnis matymo lauko skersmuo, tuo lengviau jį stebėti.
Yra formulė:
F=FN/
Formulėje F - matymo lauko skersmuo;
FN – lauko numeris (FieldNumber, sutrumpintai FN, pažymėtas okuliaro korpuso išorėje);
- objektyvo lęšio padidinimas.
Tai matyti iš formulės:
1. Matymo lauko skersmuo yra proporcingas matymo laukų skaičiui.
2. Padidinus objektyvo lęšio kartotinį, sumažėja regėjimo lauko skersmuo. Todėl, jei po mažos galios objektyvu matote visą tiriamo objekto vaizdą ir keičiate į didelės galios objektyvą, matote tik nedidelę tikrinamo objekto dalį.
6. Prasta aprėptis
Mikroskopo optinė sistema taip pat apima dengiamąjį stiklelį. Dėl nestandartinio dengiamojo stiklo storio keičiasi šviesos optinis kelias patekus į orą iš dengiančio stiklo, todėl susidaro fazių skirtumas, o tai yra prastas padengimas. Prasta aprėptis turi įtakos mikroskopo garso kokybei.
Pagal tarptautines taisykles standartinis dengiamojo stiklo storis yra {{0}},17 mm, o leistinas diapazonas yra 0.16-0.18 mm. Šio storio diapazono skirtumas buvo apskaičiuotas gaminant objektyvo lęšį. Ant objektyvo korpuso pažymėtas 0,17 rodo objektyvo lęšiui reikalingą dengiamojo stiklo storį.
7. Darbinis atstumas WD
Darbinis atstumas taip pat vadinamas objekto atstumu, kuris reiškia atstumą nuo objektyvo priekinio lęšio paviršiaus iki tikrinamo objekto. Tikrinant mikroskopu, tikrinamas objektas turi būti nuo vieno iki dviejų kartų didesnis už objektyvo lęšio židinio nuotolį. Todėl jis ir židinio nuotolis yra dvi sąvokos. Tai, kas paprastai vadinama fokusavimu, iš tikrųjų yra darbinio atstumo reguliavimas.
Esant tam tikrai skaitinei objektyvo diafragmai, darbinis atstumas yra trumpas, o diafragmos kampas didelis.
Didelio padidinimo objektyvas su didele skaitmenine diafragma ir mažu darbiniu atstumu
