Įprasto optinio mikroskopo optinis kelias
1. Paprastas optinis mikroskopas yra tikslus optinis instrumentas. Anksčiau paprastus mikroskopus sudarė tik keli lęšiai, o šiandieniniai mikroskopai susideda iš lęšių rinkinio. Įprasti optiniai mikroskopai paprastai gali padidinti objektus 1500-2000 kartų. (1) Mikroskopo struktūra Įprasto optinio mikroskopo struktūrą galima suskirstyti į dvi dalis: viena yra mechaninis įtaisas, o kita - optinė sistema. Tik tada, kai šios dvi dalys gerai bendradarbiauja, mikroskopas gali veikti. Pirma, mechaninis mikroskopo įrenginys. Laikiklis susideda iš pagrindo ir veidrodžio svirties. Prie jos pritvirtinta scena ir objektyvo cilindras, kuris yra pagrindas montuoti optinio didinimo sistemos komponentus.
(2) Okuliaras yra prijungtas prie objektyvo cilindro vamzdžio, o keitiklis yra prijungtas prie apačios, sudarydamas tamsią patalpą tarp okuliaro ir objektyvo (įtaisyto po keitikliu). Atstumas nuo objektyvo galinio krašto iki vamzdžio galo vadinamas mechaniniu vamzdžio ilgiu. Kadangi objektyvo lęšio padidinimas yra skirtas tam tikram objektyvo vamzdžio ilgiui. Pakeitus objektyvo vamzdelio ilgį, pasikeis ne tik padidinimas, bet ir vaizdo kokybė. Todėl naudojant mikroskopą objektyvo vamzdelio ilgis negali būti keičiamas savo nuožiūra. Tarptautiniu mastu standartinis mikroskopo vamzdžio ilgis yra 160 mm, o šis skaičius pažymėtas ant objektyvo korpuso.
(3) Objektyvinių lęšių keitiklis Nosies lęšių keitiklis gali turėti 3–4 objektyvus, dažniausiai tris objektyvus (mažo padidinimo, didelio padidinimo, alyvos lęšis). Nikon mikroskopai turi keturis objektyvus. Sukant konverterį, bet koks objektyvas gali būti prijungtas prie objektyvo cilindro pagal poreikį, o ant objektyvo cilindro esantis okuliaras sudaro didinimo sistemą.
(4) Scenos centre yra skylė, kuri yra šviesos kelias. Scenoje yra spyruokliniai mėginio gnybtai ir stūmikliai, kurių funkcija yra fiksuoti arba perkelti mėginio padėtį taip, kad mikroskopinis objektas būtų tiesiog matymo lauko centre.
(5) Stūmiklis yra mechaninis įtaisas, perkeliantis bandinį. Jis pagamintas iš metalinio rėmo su dviem varančiomis pavaromis, viena horizontalia ir viena vertikalia. Geras mikroskopas turi ant juostos išgraviruotas svarstykles, kad būtų sukurta labai tiksli plokštuma. Koordinačių sistema. Jei norite pakartotinai stebėti tam tikrą bandinio dalį, per pirmąjį patikrinimą galite įrašyti vertikalios ir horizontalios liniuotės vertę, o tada pajudinti stūmoklį pagal vertę, kad surastumėte pradinio mėginio padėtį.
(6) Stambioji spiralė – tai mechanizmas, kuris reguliuoja atstumą tarp objektyvo lęšio ir bandinio judindamas objektyvo cilindrą. Senuose mikroskopuose po to, kai stambi spiralė yra pasukta į priekį, lęšis nusileidžia ir artėja prie mėginio. Kai atliekate mikroskopiją su naujais gamybos mikroskopais, dešine ranka pasukite sceną į priekį, kad pakeltumėte sceną, kad mėginys būtų arčiau objektyvo, ir atvirkščiai.
(7) Mikrojudėjimo varžtas gali naudoti tik grubaus judėjimo varžtą, kad grubiai sureguliuotų židinio nuotolį. Norėdami gauti ryškų vaizdą, turėsite atlikti tolesnius koregavimus mikrosraigtu. Lęšio cilindras pasislenka 0,1 mm (100 mikronų) per kiekvieną sraigto apsisukimą. Naujai pagaminto gao galo mikroskopo storos ir plonos spiralės yra bendraašios. 2. Optinė mikroskopo sistema Mikroskopo optinė sistema susideda iš reflektoriaus, kondensatoriaus, objektyvo, okuliaro ir kt. Optinė sistema padidina objektą, kad susidarytų padidintas objekto vaizdas.
(1) Veidrodžiai Ankstyvieji įprasti optiniai mikroskopai naudojo natūralią šviesą objektams apžiūrėti, o ant rėmo buvo sumontuotas veidrodis. Atšvaitą sudaro plokščias paviršius, o kitame – įgaubtas veidrodis, kuris gali atspindėti į jį patenkančią šviesą į kondensatoriaus lęšio centrą ir taip apšviesti bandinį. Kai nenaudojate kondensatoriaus, naudokite įgaubtą veidrodį. Įgaubti veidrodžiai fokusuoja šviesą. Naudojant kondensatorių, paprastai naudojamas plokščias veidrodis. Naujai pagamintame prastesnio mikroskopo rėme yra šviesos šaltinis ir srovės reguliavimo varžtas, kuriuo reguliuojant srovę galima reguliuoti šviesos intensyvumą.
(2) Kondensatorius Kondensatorius yra po stalu. Jį sudaro kondensatoriaus lęšis, vaivorykštė diafragma ir kėlimo varžtas. Koncentratorius galima suskirstyti į šviesaus lauko koncentratorius ir tamsiojo lauko koncentratorius. Įprastuose optiniuose mikroskopuose yra šviesaus lauko kondensatoriai. „Brightfield“ kondensatoriai apima Abbe kondensatorius, apšvietimo kondensatorius ir krintančio smėlio kondensatorius. Abbe kondensatoriai kenčia nuo chromatinių ir sferinių aberacijų, kai objektyvo skaitmeninė diafragma yra didesnė nei 0.6. Qiming kondensatoriai yra labai pakoreguoti dėl chromatinės aberacijos, sferinės aberacijos ir komos. Tai aukštos kokybės kondensatorius, skirtas šviesaus lauko mikroskopijai, tačiau jis netinka objektyvams, mažesniems nei 4x. Iškratant kondensatorių, viršutinis kondensatoriaus lęšis gali išjudėti iš šviesos kelio, kad būtų patenkinti mažo padidinimo objektyvo (4×) didelio matymo lauko apšvietimo poreikiai.
Kondensatorius yra sumontuotas po scena, o jo funkcija yra sufokusuoti šviesos šaltinio atspindėtą šviesą ant mėginio per veidrodį, kad būtų gautas stiprus apšvietimas ir objekto vaizdas būtų ryškus ir aiškus. Kondensatoriaus aukštis reguliuojamas, kad fokusas nukristų į tikrinamą objektą ir gaunamas didelis ryškumas. Bendrojo kondensatoriaus židinio taškas yra 1,25 mm virš jo, o jo kilimo riba yra 0,1 mm žemiau scenos plokštumos. Todėl reikiamo stiklelio storis turi būti tarp 0.8-1,2 mm, kitaip tikrinamas mėginys negalės sufokusuoti, o tai turės įtakos mikroskopiniam efektui. Taip pat priešais kondensatoriaus priekinių objektyvų grupę yra vaivorykštė diafragma, kurią galima atidaryti ir uždaryti, o tai turi įtakos vaizdo raiškai ir kontrastui. Jei rainelės apertūra atidaroma per didelė, už skaitinės objektyvo diafragmos ribų, atsiras pliūpsnis; jei diafragma uždaroma per maža, raiška sumažės ir kontrastas padidės. Todėl stebint, reguliuojant rainelės apertūrą, lauko diafragma (mikroskopas su lauko diafragma) atidaroma į išorinę regėjimo lauko periferijos tangentą, kad į regėjimo lauką nepatenkančius objektus nepatektų šviesos. . Apšvietimas apsaugo nuo išsklaidytos šviesos trukdžių.
(3) Objektyvo lęšis, sumontuotas ant keitiklio objektyvo cilindro priekiniame gale, naudoja šviesą, kad pirmą kartą būtų tikrinamas objektas. Objektyvo vaizdo kokybė turi lemiamos įtakos raiškai. Objektyvo veikimas priklauso nuo objektyvo skaitmeninės diafragmos (skaitinė diafragma, sutrumpintai vadinama NA). Kiekvieno objektyvo skaitmeninė diafragma pažymėta ant objektyvo korpuso. Kuo didesnė skaitmeninė diafragma, tuo geresnis objektyvo veikimas. Yra daugybė objektyvų tipų, kuriuos galima klasifikuoti skirtingais kampais: Pagal priekinio objektyvo lęšio ir tikrinamo objekto terpės skirtumą, juos galima suskirstyti į: 1. Sausą objektyvo lęšį. kaip terpę naudoja orą, pvz., dažniausiai naudojamas objektyvas, mažesnis nei 4{{10}}×, skaitmeninė diafragma yra mažesnė nei 1. ②Alyvos panardinimo objektyvuose kaip terpė dažnai naudojamas kedro aliejus. Tokie objektyvai dar vadinami aliejiniais lęšiais. Jo padidinimas yra 90×-100×, o skaitmeninė diafragmos reikšmė yra didesnė nei 1. Pagal objektyvo objektyvo padidinimą jis gali būti suskirstytas į: ① Mažos galios objektyvas reiškia 1 × -6×, NA reikšmė yra 0.04-0.15; ②Vidutinės galios objektyvas reiškia 6×-25×, NA reikšmė yra 0.{17}}.40; ③Didelės galios objektyvas reiškia 25 ×—63×, NA reikšmė yra 0,35—0,95; ④ Alyvos panardinimo objektyvas reiškia 90×—100×, NA reikšmė yra 1,25–1,40. Pagal aberacijos korekcijos laipsnį klasifikaciją galima suskirstyti į: ① Achromatinis objektyvas yra dažniausiai naudojamas objektyvas, ant korpuso pažymėtas "Ach", šis objektyvas gali pašalinti chromatinę aberaciją, kurią sudaro raudona šviesa ir žalsvai mėlyna spalva. Šviesa. Mikroskopijoje jis dažnai naudojamas kartu su Huygens okuliarais. ②Apochromatinis objektyvas pažymėtas žodžiu „Apo“ ant objektyvo korpuso. Jis ne tik ištaiso raudonos, mėlynos ir žalios šviesos chromatinę aberaciją, bet ir gali ištaisyti fazių skirtumą, kurį sukelia geltona šviesa. Jis dažnai naudojamas kartu su kompensaciniais okuliarais. ③ Specialūs objektyvo lęšiai gaminami remiantis pirmiau minėtais objektyvais, kad būtų pasiektas tam tikras specifinis stebėjimo efektas. Tokie kaip: objektyvas su korekcijos žiedu, objektyvas su lauko diafragma, fazinio kontrasto objektyvas, fluorescencinis objektyvas, objektyvas be įtempimo, objektyvas be dangtelio, ilgo darbinio nuotolio objektyvas ir kt. Šiuo metu dažniausiai naudojami objektyvo lęšiai tyrimai yra: pusiau apochromatinis objektyvas (FL), planinis tikslas (Plan), planinis apochromatinis tikslas (Plan Apo), superplaninis tikslas (Splan, super plan apochromat) objektyvas (Splan) Apo) ir kt.
(4) Okuliaras Okuliaro funkcija yra dar kartą padidinti tikrąjį vaizdą, padidintą objektyvo lęšiu, ir atspindėti objekto vaizdą į stebėtojo akis. Okuliaro struktūra paprastesnė nei objektyvo lęšio. Įprasto optinio mikroskopo okuliaras paprastai susideda iš dviejų lęšių. Viršutinis lęšis vadinamas „okuliaru“, o apatinis – „lauko objektyvu“. Tarp viršutinio ir apatinio lęšių arba po dviem lęšiais yra metalinė žiedinė diafragma arba „lauko diafragma“. Po padidinimo objektyvo lęšio tarpinis vaizdas patenka į lauko diafragmos plokštumą, todėl galima įdėti okuliaro mikrometrą. Optiniuose mikroskopuose dažniausiai naudojami „Huygens“ okuliarai. Jei reikia atlikti tyrimus, paprastai rinkitės geresnio našumo okuliarus, pvz., kompensacinius (K), plokščius (P) ir plataus lauko okuliarus (WF). Fotografuodami naudokite fotografinį okuliarą (NFK).
(2) Optinis mikroskopas Mikroskopo padidinimas atliekamas per objektyvą, o vieno objektyvo vaizdavimas turi nukrypimų, kurie turi įtakos vaizdo kokybei. Objektyvo grupė, kurią sudaro vienas objektyvas, prilygsta išgaubtam lęšiui su geresniu padidinimu. Paveikslas 1-4 yra pagrindinis mikroskopinio vaizdavimo režimas. AB yra pavyzdys.
(3) Mikroskopo veikimas. Mikroskopo skiriamoji geba priklauso nuo įvairių optinės sistemos sąlygų. Stebimas objektas turi būti didelio padidinimo ir skaidrus. Ar po padidinimo objektas gali turėti aiškią ir smulkią struktūrą, pirmiausia priklauso nuo objektyvo lęšio, o po to nuo okuliaro ir kondensatoriaus veikimo.
1. Skaitmeninė diafragma dar vadinama diafragmos santykiu (arba diafragmos santykiu), sutrumpintai NA, o jų reikšmės pažymėtos ant objektyvo ir kondensatoriaus lęšio. Diafragma ir skaitmeninė diafragma yra pagrindiniai objektyvų lęšių ir kondensatorių parametrai, taip pat svarbūs rodikliai, leidžiantys įvertinti jų veikimą. Skaitmeninė diafragma yra glaudžiai susijusi su įvairiomis mikroskopų savybėmis. Jis yra proporcingas mikroskopo raiškai ir atvirkščiai proporcingas fokusavimo gyliui. Jis yra proporcingas veidrodinio vaizdo ryškumo kvadratinei šaknei. Skaitinė diafragma gali būti išreikšta tokia formule: NA=n.sin 2 čia: n——vidutinė skiriamoji geba tarp objektyvo lęšio ir mėginio ——objektyvo lęšio lęšio atsidarymo kampas Vadinamasis. lęšio atidarymo kampas reiškia atstumą nuo objektyvo optinės ašies Kampas tarp viršutinio objekto taško skleidžiamos šviesos ir objektyvo priekinio objektyvo efektyvaus skersmens krašto parodytas 1-5 pav. . Objektyvo atidarymo kampas visada yra mažesnis nei 180 laipsnių. Kadangi oro lūžio rodiklis yra 1, sauso objektyvo skaitmeninė diafragma visada yra mažesnė nei 1, paprastai 0.05-0.95; jei panardinamas į aliejų objektyvas yra panardintas į kedro aliejų (kurio lūžio rodiklis yra 1,515), skaitmeninė diafragma gali siekti 1,5. Nors teoriškai skaitmeninės diafragmos riba yra lygi naudojamos panardinimo terpės lūžio rodikliui, praktiškai šios ribos neįmanoma pasiekti lęšių gamybos technologijos požiūriu. Paprastai praktiniame diapazone didžiausia alyvos imersinių objektyvų skaitmeninė diafragma yra 1,4. Kelių medžiagų vidutiniai lūžio rodikliai yra tokie: orui – 1,0, vandeniui – 1,33, stiklui – 1,5, glicerinui – 1,47, kedrui – 1,52. Terpės lūžio rodiklio įtaka objektyvo lęšio optiniam keliui parodyta 1-6 paveiksle.
2. Skiriamąją gebą D galima išreikšti šia formule: D=λ/2N.A. Matomos šviesos bangos ilgis yra 0.4-0,7 mikrono, o vidutinis bangos ilgis yra 0,55 mikronai. Jei naudojamas objektyvas, kurio skaitmeninė diafragma yra 0,65, tada D {{10}},55 mikronų / 2 x 0.65=0,42 mikronų . Tai reiškia, kad gali būti stebimi objektai, didesni nei 0,42 mikrono, o objektai, mažesni nei 0,42 mikronai, nematomi. Jei naudojamas objektyvas, kurio skaitmeninė diafragma yra 1,25, tada D=2,20 mikronų. Bus matomas bet koks tikrinamas objektas, kurio ilgis yra didesnis už šią vertę. Matyti, kad kuo mažesnė D reikšmė, tuo didesnė skiriamoji geba ir aiškesnis objekto vaizdas. Pagal aukščiau pateiktą formulę skiriamoji geba gali būti pagerinta: (1) sumažinant bangos ilgį; (2) lūžio rodiklio didinimas; (3) padidinti objektyvo kampą. Ultravioletinės šviesos mikroskopai ir elektroniniai mikroskopai naudoja trumpus šviesos bangos ilgius, kad pagerintų skiriamąją gebą tiriant mažesnius objektus. Objektyvo raiška yra glaudžiai susijusi su vaizdo ryškumu. Okuliarai neturi šios galimybės. Okuliaras tik padidina objektyvo sukurtą vaizdą.
3. Didinimas: mikroskopas padidina objektą pirmiausia per objektyvo lęšį * antrinis padidinimas, o okuliaras sukelia antrinį padidinimą ryškios regos atstumu. Padidinimas yra galinio vaizdo ir pradinio objekto tūrio santykis. Todėl mikroskopo padidinimas (V) yra lygus objektyvo lęšio (V1) ir okuliaro padidinimo (V2) sandaugai, būtent: V=V1×V2 Apskaičiavimo metodas palyginimą galima gauti pagal šią formulę M= △ × D F1 F2 F1 =Objektyvus židinio nuotolis F2=Okuliaro židinio nuotolis △=Šviesos vamzdžio ilgis D{{ 12}}Aiškus matymo atstumas (=250mm) △=Didinimo objektyvas D=Okuliaro didinimas M=Mikroskopo didinimas F1 F2 Nustatymas △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Tada M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 kartus F1 F2 4 15
4. Fokusavimo gylis: stebėkite mėginį mikroskopu. Kai fokusuojamas tam tikra vaizdo plokštuma, objekto vaizdas yra aiškus, o vaizdo plokštuma yra tikslinė plokštuma. Be tikslinio paviršiaus matymo lauke, virš ir žemiau tikslinio paviršiaus taip pat gali būti matomi neryškūs objektų vaizdai. Atstumas tarp šių dviejų paviršių vadinamas fokusavimo gyliu. Objektyvo židinio gylis yra atvirkščiai proporcingas skaitinei diafragmai ir padidinimui: kuo didesnė skaitmeninė diafragma ir padidinimas, tuo mažesnis fokusavimo gylis. Todėl alyvos veidrodžio reguliavimas turi būti atsargesnis nei mažos galios veidrodžio reguliavimas, nes priešingu atveju daiktas gali lengvai praslysti ir jo nerasti.
