Kaip galima padidinti mikroskopo skiriamąją gebą?
Vienas iš pagrindinių testavimo įrankių yra mikroskopas, o skiriamoji geba yra esminis įrankio veikimo vertinimo rodiklis. Rezoliucija yra gebėjimas aiškiai atskirti dvi linijas arba mažus taškus iš arti. Pati akis veikia kaip mikroskopas. Žmogaus akies skiriamoji geba regėjimo atstumu, kuri yra visuotinai pripažinta 25 cm, normaliomis apšvietimo sąlygomis yra apie 1/10 mm. Kadangi tiesios linijos gali sužadinti daugybę nervų ląstelių, akių skiriamoji geba gali būti padidinta stebint dvi tiesias linijas.
Kadangi žmogaus akies skiriamoji geba yra tik 1/10 mm, ji negali atskirti dviejų itin mažų objektų, esančių arčiau nei 1/10 mm atstumu. Taigi pirmiausia buvo sukurtas optinis mikroskopas, skirtas mikroskopiniam patikrinimui, o po to - elektroninis mikroskopas. Trumpiausias atstumas tarp dviejų mažyčių dėmių, kurias galima aiškiai atskirti ant bandinio, vadinamas mikroskopo skiriamąja geba. D=0.61/NA yra jo skaičiavimo formulė.
Lygtyje D reiškia skiriamąją gebą um, šviesos šaltinio bangos ilgį um, o NA - objektyvo objektyvo skaitmeninę diafragmą um (taip pat vadinama diafragmos santykiu).
Formulė rodo, kad atitinkančio objektyvo lęšio skaitmeninė diafragma ir krintančios šviesos šaltinio bangos ilgis lemia mikroskopo skiriamąją gebą. Kaip matyti, optinį mikroskopą galima patobulinti:
1. Sumažinkite šviesos šaltinio bangos ilgį.
Matomos šviesos bangos ilgis yra trumpesnis – 390nm. Šis ultravioletinės šviesos bangos ilgis gali sumažinti optinio mikroskopo skiriamąją gebą iki 0,2 um, kai naudojamas kaip apšvietimo šaltinis. Tačiau daugumos įprastų medžiagų stiklas sugeria daug šviesos, kurios bangos ilgis yra mažesnis nei 340 nm, todėl UV šviesa negali sukurti aiškaus ir ryškaus vaizdo net ir smarkiai susilpnėjus. Kadangi UV šviesos mikroskopas negali būti matomas naudojant plika akimi ir net stebimas mėginys turi būti naudojamos brangios medžiagos, tokios kaip kvarcas ir fluoritas, kurie gali prasiskverbti pro ultravioletinę šviesą atitinkamai 185 nm ir 200 nm. Šis metodas, skirtas padidinti mikroskopo skiriamąją gebą, nėra dažnai naudojamas dėl savo ribų, kurias apsunkina didelė mikroskopo kaina ir apribojimai.
2. Padidinkite objektyvo objektyvo skaitmeninę diafragmą NA.
Skaitinė diafragma NA=n*sin(u)
Lygtyje n reiškia terpės lūžio rodiklį, esantį tarp objektyvo lęšio ir bandinio, o u – objektyvo objektyvo pusės diafragmos kampą. Dėl šios priežasties optinio dizaino požiūriu teisingas didesnio diafragmos kampo pritaikymas arba lūžio rodiklio padidinimas tapo populiariu optinio mikroskopo skiriamosios gebos gerinimo būdu. Mažo didinimo objektyvų, pvz., su didinimu, priemonė. mažesnis nei 10X, paprastai yra oras, kurio lūžio rodiklis yra 1, todėl jis yra sausa terpė. Vandens panardinimo terpė yra distiliuotas vanduo, kurio lūžio rodiklis yra 1,33. Alyvos imersinių objektyvų terpės, tokios kaip 100X alyvos objektyvas iš Olympus, lūžio rodiklis paprastai yra apie 1,52. Dėl didelio lūžio rodiklio terpės naudojimo vandenyje panardinamasis objektyvas ir alyvos panardinamasis objektyvas turi ne tik didelį padidinimą, bet ir padidina objektyvo lęšio skiriamąją gebą.
