Mikroskopų optiniai principai ir veikimas
Tradicinis optinis mikroskopas susideda iš optinės sistemos ir mechaninės struktūros, palaikančios juos. Optinė sistema apima objektyvą, okuliarą ir kondensatoriaus lęšį, kurie visi yra sudėtingi didinamieji lęšiai, pagaminti iš įvairių rūšių optinio stiklo. Objektyvinis lęšis padidins bandinio vaizdą, jo padidinimą M daiktas pagal šią formulę: M daiktas=Δ ∕ f 'daiktas, kur f'daiktas yra objektyvo židinio nuotolis, Δ gali būti suprantamas kaip atstumas tarp objektyvo ir okuliaro. Okuliaras bus objektyvo objektyvo vaizdas, vėl padidintas į įsivaizduojamą vaizdą prieš žmogų 250 mm atstumu, kad būtų galima stebėti žmogų, o tai yra dauguma žmonių jaučiasi **** stebėjimo padėtis, M akies padidinimo okuliaras { {2}}/f'eye, f'eye yra židinio nuotolio okuliaras. Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvo ir okuliaro sandauga, ty M=M objektas * M okuliaras=Δ * 250∕f'eye * f;objektas. Galima matyti, kad sumažinsite objektyvo lęšio židinio nuotolį ir okuliarą padarysite bendrą padidinimą, o tai mikroskopu gali matyti ** ir kitus rakto mikroorganizmus, bet ir skirtumą tarp jo ir įprasto didinamojo stiklo.
Taigi, ar įmanoma be apribojimų sumažinti objektyvųjį okuliarą, kad padidintume padidinimą, kad matytume subtilesnius objektus? Atsakymas yra ne! Taip yra todėl, kad vaizdui naudojamos šviesos prigimtis yra tam tikra elektromagnetinė banga, todėl sklidimo procese neišvengiamai atsiranda difrakcijos ir trukdžių reiškiniai, kaip ir kasdien matomi raibuliukai vandens paviršiuje susidūrus su kliūtimis. dvi vandens bangų kolonos gali susitikti viena su kita, kad sustiprintų arba susilpnintų tą patį. Kai šviesa banguoja iš taško formos šviesą skleidžiančio objekto taško į objektyvo lęšį, apvado objektyvo lęšis trukdo šviesai sklisti, difrakcijai ir trukdžiams, po to, kai objektyvo lęšio nebegalima surinkti taške, tačiau susiformuojant tam tikro dydžio dėmei, taip pat yra silpnos ir palaipsniui mažėjančios aureolės periferijos intensyvumo serija, vadiname Avery dėmės šviesios dėmės centru, du šviesą spinduliuojantys taškai, esantys arti tam tikro atstumo. kai dvi dėmės sutaps, kol nebus galima patvirtinti dviejų dėmių. Riley pasiūlė kriterijų, kad kai dviejų taškų centrų atstumas lygus Airy taško spinduliui, dvi dėmės gali būti atskirtos, apskaičiuojant, kad atstumas tarp dviejų šviesą spinduliuojančių taškų e=0.61 į ∕n.sinA=0.61 į ∕NA, kur į šviesos bangų bangos ilgį, žmogaus akis gali priimti maždaug 0 šviesos bangos ilgio.4-0 .7 um, n vidutinio lūžio rodiklio šviesą skleidžiančiam taškui, kai šviesą skleidžiantis taškas yra šviesą skleidžiančio taško lūžio rodiklyje. Terpės, kurioje šviesą spinduliuojantis taškas, pvz., ore, n ≈ 1, vandenyje, n ≈ 1,33, ir A šviesos spinduliavimo taškas objektyvo lęšio rėmelio pusės kampo lūžio rodiklis, NA žinoma kaip objektyvo objektyvo skaitmeninė diafragma. Pagal pirmiau pateiktą formulę objektyvo lęšis gali atskirti atstumą tarp dviejų taškų pagal šviesos bangos ilgį ir žmogaus akies apribojimų skaitmeninę diafragmą dėl žmogaus akies regėjimo * aštraus bangos ilgio maždaug 0. 5 um, o kampas A yra ne didesnis kaip 90 laipsniai, sinA visada yra mažesnis nei 1, turimos šviesą laidžios terpės * lūžio rodiklis yra apie 1,5, taigi e vertė visada yra didesnė nei 0.2 um, tai optinis mikroskopas gali atskirti * mažiausią atstumo ribą. Jei taikant mikroskopinį padidinimo vaizdą norite, kad tam tikra objektyvo lęšio skiriamosios gebos NA vertė būtų padidinta iki pakankamai, kad būtų galima atskirti žmogaus akis, būtina Man Didesnė arba lygi { {31}}.15 mm, kur 0.15 mm eksperimentinė žmogaus akis gali atskirti du mikroobjektus, esančius prieš akį 250 mm atstumu tarp * mažo, taigi M Didesnis arba lygus (0,15 ∕ 0,61 į) NA ≈ 500N.A, norint atlikti stebėjimą Kad stebėjimas nebūtų per daug varginantis, pakaks M padvigubinto, tai yra, 500N.A Mažiau nei arba lygus M Mažiau nei arba lygus 1000 N.A, yra pagrįstas bendro mikroskopo diapazono padidinimo pasirinkimas, o tada bendras padidinimas yra beprasmis, nes objektyvo objektyvo skaitmeninė diafragma buvo apribota iki * mažos išsprendžiamos atstumas, siekiant padidinti padidinimą, buvo neįmanomas atskirti smulkesnių objektų detalių.
