Optinė mikroskopija – paaiškinamos optinio lęšio savybės ir matomos šviesos difrakcija
Nuo pat mikroskopo žmonės matė mažyčius organizmus ir ląsteles, kurių anksčiau nebuvo matyti. Didinamasis stiklas išsivystė nuo paprasčiausio vieno lęšio iki sudėtingos struktūros sudėtinio mikroskopo. Po daugiau nei 100 metų nuolatinių tyrimų ir tobulinimo dabartinio optinio mikroskopo struktūra yra gana išsami, o skiriamoji geba iš esmės yra artima teorinei vertei. Todėl jis plačiai naudojamas medicinoje, biologijoje, įvairiose mokslinių tyrimų, mokymo ir gamybos srityse, tokiose kaip medžiagos.
1. Optinio lęšio charakteristikos
1. Šviesos lūžimas Vienalytėje izotropinėje terpėje šviesa sklinda tiesia linija tarp dviejų taškų. Pravažiuojant per skaidrius skirtingo tankio objektus, atsiranda refrakcija. Taip yra dėl to, kad šviesa skirtingose terpėse sklinda skirtingu greičiu. Kai šviesos spinduliai, kurie nėra statmeni skaidraus objekto paviršiui (pavyzdžiui, iš oro), patenka į skaidrų objektą (pavyzdžiui, stiklą), šviesa savo sąsajoje pakeis kryptį ir sudarys lūžio kampą su normaliu.
2. Stiklinio lęšio veikimas Lęšis yra pagrindinė ir svarbiausia optinė mikroskopo optinės sistemos dalis. Objektyvieji lęšiai, okuliarai ir kondensatoriai yra sudaryti iš vieno arba kelių lęšių. Pagal formas juos galima suskirstyti į tris kategorijas: išgaubtus lęšius, plokščius veidrodžius ir įgaubtus lęšius. Dažniausiai naudojami deriniai yra išgaubti lęšiai ir įgaubti lęšiai. Kai plokščios šviesos spindulys praeina pro išgaubtą lęšį, jis susilies ir susikirs viename taške, kuris vadinamas „fokusu“. Plokštuma, einanti per židinio tašką ir statmena optinei ašiai, vadinama „židinio plokštuma“. Yra du židinio taškai, židinio taškas objekto erdvėje vadinamas „objekto židinio tašku“, o židinio plokštuma ten – „objekto židinio plokštuma“; ir atvirkščiai, židinio taškas vaizdo erdvėje vadinamas „vaizdo židinio tašku“. Židinio plokštuma ties vadinama „vaizdo kvadratine židinio plokštuma“. Kai šviesa praeina pro įgaubtą lęšį, ji sudaro vertikalų virtualų vaizdą; kai jis praeina pro išgaubtą lęšį, susidaro apverstas realus vaizdas. Tikri vaizdai gali būti rodomi ekrane, o virtualūs vaizdai – ne.
3. Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos vaizdavimui – aberacija Dėl objektyvių sąlygų bet kuri optinė sistema gali sudaryti teoriškai idealų vaizdą, tačiau įvairių fazių skirtumų buvimas turi įtakos vaizdo kokybei.
2. Matomos šviesos difrakcija
Maža optinio instrumento diafragma prilygsta mažai apvaliai skylutei, pro kurią praeina šviesa. Kadangi periferinio ryškaus žiedo intensyvumas yra palyginti mažas, jį paprastai sunku atskirti ir identifikuoti plika akimi, matyti tik centrinė šviesi dėmė. Svarbiausia yra sumažinti apšvietimo šaltinio bangos ilgį. Todėl dviejuose mažuose objekto taškuose, kurie yra labai arti vienas kito, atitinkamos dvi Airy dėmės persidengs ir net dviejų objektų taškų vaizdų atskirti negalima. Matyti, kad optinių instrumentų skiriamoji geba yra ribota dėl šviesos difrakcijos.
