Kuriuose sektoriuose dažniausiai naudojami optiniai mikroskopai?
Ligoninės yra didžiausios mikroskopų pritaikymo vietos, kurios daugiausia naudojamos norint patikrinti informaciją, pvz., paciento kūno skysčių pokyčius, mikrobų įsiskverbimą į žmogaus organizmą, ląstelių audinio struktūros pokyčius ir kt., o gydytojams pateikti referencinius ir patikros metodus gydymo formulavimui. planus. Chirurgijoje mikroskopas yra svarbiausias gydytojų įrankis; žemės ūkyje be mikroskopo pagalbos neapsieina veisimas, kenkėjų kontrolė ir kiti darbai; pramoninėje gamyboje smulkių detalių apdirbimo tikrinimas ir surinkimo derinimas bei medžiagų savybių tyrimas Įgūdžiai; Kriminalistai dažnai naudojasi mikroskopais, analizuodami įvairius mikroskopinius nusikaltimus, kaip svarbią priemonę nustatant tikrąjį žudiką; Aplinkos apsaugos skyriams mikroskopai reikalingi ir aptinkant įvairius kietuosius teršalus; Geologijos ir kalnakasybos inžinieriai, kultūros reliktai ir archeologai naudoja mikroskopus. Rasti įkalčiai gali spręsti apie gilius požeminius mineralų telkinius arba numanyti dulkėtą istorinę tiesą; net kasdienis žmonių gyvenimas neapsieina be mikroskopų, pavyzdžiui, grožio ir kirpyklų pramonė, kuri gali naudoti mikroskopus odos ir plaukų kokybei nustatyti. Norėdami gauti geriausius rezultatus. Matyti, kaip glaudžiai mikroskopas yra integruotas su žmonių gamyba ir gyvenimu.
Pagal skirtingus taikymo tikslus mikroskopus galima apytiksliai suskirstyti į keturias kategorijas: biologinius mikroskopus, metalografinius mikroskopus, stereo mikroskopus ir poliarizuojančius mikroskopus. Kaip rodo pavadinimas, biologiniai mikroskopai daugiausia naudojami biomedicinoje, o stebėjimo objektai dažniausiai yra skaidrūs arba permatomi mikrokūnai; metalografiniai mikroskopai daugiausia naudojami nepermatomų objektų paviršiui stebėti, pavyzdžiui, metalografinei struktūrai ir medžiagų paviršiaus defektams; Nors objektas yra padidintas ir vaizduojamas, objekto ir vaizdo orientacija žmogaus akies atžvilgiu taip pat yra nuosekli, jaučiamas gylis, o tai atitinka įprastus žmonių regėjimo įpročius; Poliarizaciniai mikroskopai naudoja skirtingų poliarizuotos šviesos medžiagų perdavimo arba atspindžio charakteristikas, kad atskirtų skirtingus mikro objektus. Be to, kai kurie specialūs tipai taip pat gali būti suskirstyti, pavyzdžiui, apverstas biologinis mikroskopas arba kultūros mikroskopas, kuris daugiausia naudojamas kultūrai stebėti per auginimo indo dugną; fluorescencinis mikroskopas naudoja tam tikras medžiagas, kad sugertų specifinę trumpesnio bangos ilgio šviesą Konkrečios ilgesnės bangos ilgio šviesos spinduliavimo charakteristikos, siekiant nustatyti šių medžiagų egzistavimą ir įvertinti jų kiekį; palyginamasis mikroskopas gali sudaryti dviejų objektų, esančių tame pačiame regėjimo lauke, greta arba vienas ant kito esančius vaizdus, kad būtų galima palyginti dviejų objektų panašumus ir skirtumus.
Tradiciniai optiniai mikroskopai daugiausia sudaryti iš optinių sistemų ir jas laikančių mechaninių struktūrų. Optinės sistemos apima objektyvus, okuliarus ir kondensatoriaus lęšius, kurie visi yra sudėtingi didinamieji stiklai, pagaminti iš įvairių optinių stiklų. Objektyvas padidina bandinio vaizdą, o jo padidinimas M objektas nustatomas pagal šią formulę: M objektas=Δ∕f' objektas , kur f' objektas yra objektyvo židinio nuotolis ir Δ gali būti suprantamas kaip atstumas tarp objektyvo lęšio ir okuliaro. Okuliaras vėl padidina objektyvo lęšio suformuotą vaizdą ir sukuria virtualų vaizdą 250 mm atstumu prieš žmogaus akį, kad būtų galima stebėti. Daugeliui žmonių tai yra patogiausia stebėjimo padėtis. Okuliaro padidinimas M eye=250/f' eye, f' eye yra okuliaro židinio nuotolis. Bendras mikroskopo padidinimas yra objektyvo lęšio ir okuliaro sandauga, tai yra M=M objektas*M akis=Δ*250/f' akis *f; objektas. Matyti, kad sumažinus objektyvo lęšio ir okuliaro židinio nuotolį, padidės bendras didinimas, o tai yra raktas norint mikroskopu pamatyti bakterijas ir kitus mikroorganizmus, taip pat tai skiriasi nuo įprastų didinamųjų stiklų.
Taigi, ar įmanoma be apribojimų sumažinti f'objekto f' tinklelį, kad padidintume padidinimą, kad matytume subtilesnius objektus? Atsakymas yra ne! Taip yra todėl, kad vaizdams naudojama šviesa iš esmės yra tam tikra elektromagnetinė banga, todėl sklidimo procese neišvengiamai atsiras difrakcijos ir trukdžių reiškiniai, kaip ir kasdieniame gyvenime matomi vandens paviršiaus raibuliukai gali apeiti susidūrus su kliūtimis. , o dvi vandens bangų kolonos gali sustiprinti viena kitą, kai susitinka Ar susilpninti tą patį. Kai taško formos šviečiančio objekto skleidžiama šviesos banga patenka į objektyvo lęšį, objektyvo lęšio rėmelis trukdo šviesai sklisti, todėl atsiranda difrakcija ir trukdžiai. Yra keletas šviesių žiedų, kurių intensyvumas silpnas ir palaipsniui silpsta. Centrinę šviesiąją vietą vadiname Airy disku. Kai du šviesą spinduliuojantys taškai yra arti tam tikro atstumo, dvi šviesos dėmės persidengs tol, kol nebus patvirtintos kaip dvi šviesos dėmės. Rayleighas pasiūlė sprendimo standartą, manydamas, kad kai atstumas tarp dviejų šviesos dėmių centrų yra lygus Airy disko spinduliui, galima atskirti dvi šviesos dėmes. Po skaičiavimo atstumas tarp dviejų šviesą spinduliuojančių taškų šiuo metu yra e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, kur I yra šviesos bangos ilgis, bangos ilgis šviesos, kurią gali priimti žmogaus akis, yra apie 0.4-0,7 um, o n yra terpės, kurioje yra šviesą skleidžiantis taškas, lūžio rodiklis, pvz., ore, n ≈1, vandenyje , n≈1,33, o A yra pusė šviesą spinduliuojančio taško atsidarymo kampo į objektyvo lęšio rėmą, o NA vadinama objektyvo objektyvo skaitine diafragma. Iš aukščiau pateiktos formulės matyti, kad atstumą tarp dviejų taškų, kuriuos galima atskirti pagal objektyvo lęšį, riboja šviesos bangos ilgis ir skaitmeninė diafragma. Kadangi ūmiausio žmogaus akies regėjimo bangos ilgis yra apie 0,5 um, o kampas A negali viršyti 90 laipsnių, sinA visada yra mažesnis nei 1. Maksimalus turimo lūžio rodiklis šviesą praleidžianti terpė yra apie 1,5, todėl e vertė visada yra didesnė nei 0,2 um, o tai yra mažiausias ribinis atstumas, kurį gali atskirti optinis mikroskopas. Padidinkite vaizdą per mikroskopą, jei norite padidinti objekto taško atstumą e, kurį gali nustatyti objektyvo lęšis su tam tikra NA reikšme, kurios pakanka, kad ją išskirtų žmogaus akis, jums reikia Me Didesnis arba lygus {{26 }},15 mm, kur {{30}},15 mm yra eksperimentinė žmogaus akies vertė Mažiausias atstumas tarp dviejų mikroobjektų, kuriuos galima atskirti 250 mm atstumu prieš akis, taigi M Didesnis nei arba lygus (0,15∕0,61 colio) NA≈500N.A, kad stebėjimas nebūtų pernelyg sudėtingas, pakanka padvigubinti M, tai yra, 500 N. A Mažiau arba lygu M Mažiau arba lygu 1000 N.A yra pagrįstas bendro mikroskopo didinimo diapazono pasirinkimas. Kad ir koks būtų bendras didinimas, jis beprasmis, nes objektyvo objektyvo skaitinė diafragma apribojo minimalų išsprendžiamą atstumą, o didinant didinimą neįmanoma atskirti daugiau. Smulkūs objektai detalizuojami.
