Як визначити збільшення окуляра та об’єктива оптичного мікроскопа
Збільшення оптичного мікроскопа є добутком збільшення лінзи об’єктива та збільшення окуляра. Наприклад, якщо лінза об’єктива становить 10×, а окуляр – 10×, збільшення становитиме 10×10=100.
Один об'єктив:
1. Класифікація об'єктивів:
Лінзи об’єктива можна розділити на сухі об’єктиви та рідкі імерсійні об’єктиви відповідно до різних умов використання; серед них об’єктиви з рідинною імерсією можна розділити на об’єктиви з водною імерсією та об’єктиви з масляною імерсією (зазвичай використовується збільшення в 90-100 разів).
Відповідно до різних збільшень, їх можна розділити на об’єктиви з низьким збільшенням (менше 10 разів), об’єктиви із середнім збільшенням (приблизно в 20 разів) і об’єктиви з високим збільшенням (40-65 разів).
Відповідно до ситуації корекції аберації, він поділяється на ахроматичний об’єктив (зазвичай використовуваний об’єктив, який може коригувати хроматичну аберацію двох видів кольорового світла в спектрі) та апохроматичний об’єктив (об’єктив, який може коригувати хроматичне світло). аберація трьох видів кольорового світла в спектрі, що дорого і рідко використовується).
2. Основні параметри об'єктива:
До основних параметрів об'єктива відносяться: збільшення, числова апертура і робоча відстань.
① Збільшення означає відношення розміру зображення, яке бачать очі, до розміру відповідного зразка. Це стосується співвідношення довжин, а не співвідношення площ. Приклад: коефіцієнт збільшення становить 100×, що стосується зразка довжиною 1 мкм. Довжина збільшеного зображення 100 мкм. Якщо обчислювати за площею, то вона збільшується в 10,000 разів.
Загальне збільшення мікроскопа дорівнює добутку збільшення об'єктива і окуляра.
②. Числову апертуру також називають коефіцієнтом апертури, скорочено NA або A. Це основний параметр лінзи об’єктива та конденсора, і він прямо пропорційний роздільній здатності мікроскопа. Сухі об’єктиви мають числову апертуру 0.05-0.95, а масляні імерсійні об’єктиви (кедрова олія) мають числову апертуру 1,25.
③. Робоча відстань означає відстань від нижньої частини передньої лінзи об’єктива до верхньої частини покривного скла зразка, коли досліджуваний зразок є найчіткішим. Робоча відстань лінзи об'єктива пов'язана з фокусною відстанню лінзи об'єктива. Чим більше фокусна відстань лінзи об'єктива, тим менше збільшення і тим довша його робоча відстань. Приклад: лінза об’єктива 10x позначена як 10/0.25 та 160/0.17, де 10 – це збільшення об'єктив; 0,25 – числова апертура; 160 – довжина оправи об’єктива (у мм); 0,17 - стандартна товщина покривного скла (у мм)). Ефективна робоча відстань 10-кратного об’єктива становить 6,5 мм, а ефективна робоча відстань 40-кратного об’єктива становить 0,48 мм.
3. Функція лінзи об’єктива полягає в тому, щоб вперше збільшити зразок, і це найважливіша частина, яка визначає продуктивність мікроскопа — роздільна здатність.
Роздільну здатність також називають роздільною здатністю або роздільною здатністю. Величина роздільної здатності виражається значенням відстані роздільної здатності (мінімальної відстані між двома точками об’єкта, яку можна розділити). На фотопічній відстані (25 см) нормальне людське око може чітко бачити дві точки об’єкта, розташовані на відстані 0.073 мм одна від одної. Значення 0,073 мм - це відстань роздільної здатності нормального людського ока. Чим менша відстань роздільної здатності мікроскопа, тим вища його роздільна здатність і краща його продуктивність.
Величина роздільної здатності мікроскопа визначається роздільною здатністю лінзи об'єктива, а роздільна здатність лінзи об'єктива визначається її числовою апертурою і довжиною хвилі освітлювального світла.
У разі використання загального методу центрального освітлення (метод фотопічного освітлення, який дозволяє світлу рівномірно проходити крізь зразок), роздільна відстань мікроскопа становить d=0,61λ/NA
У формулі d — відстань роздільної здатності лінзи об’єктива, нм.
λ – довжина хвилі світла освітлення, нм.
NA - числова апертура лінзи об'єктива
Наприклад, числова апертура масляної імерсійної лінзи об’єктива становить 1,25, а діапазон довжин хвиль видимого світла становить 400-700 нм. Якщо середня довжина хвилі становить 550 нм, то d=270 нм, що становить приблизно половину довжини хвилі світла освітлення. Загалом межа роздільної здатності мікроскопів, освітлених видимим світлом, становить 0,2 мкм.
(2), окуляр
Оскільки він знаходиться близько до очей спостерігача, його також називають окуляром. Встановлюється на верхньому торці оправи об’єктива.
1. Будова окуляра
Зазвичай окуляр складається з верхнього та нижнього комплектів лінз, верхня лінза називається лінзою ока, а нижня лінза називається збиральною лінзою або лінзою поля. Між верхньою та нижньою лінзами або під польовим дзеркалом є діафрагма (від її розміру залежить розмір поля зору), тому що зразок просто зображений на поверхні діафрагми, на цю діафрагму можна приклеїти невеликий шматочок волосся. як вказівник для вказівки цілі певної характеристики. На нього також можна помістити окуляр-мікрометр для вимірювання розміру досліджуваного зразка.
Чим менша довжина окуляра, тим більше збільшення (оскільки збільшення окуляра обернено пропорційне фокусній відстані окуляра).
2. Роль окуляра
Він призначений для подальшого збільшення чіткого реального зображення, яке було збільшено за допомогою лінзи об’єктива, настільки, щоб людське око могло легко його чітко розрізнити. Збільшення окулярів, які зазвичай використовуються, становить 5-16 разів.
3. Співвідношення окуляра та об’єктива
Тонка структура, яка була чітко розпізнана лінзою об’єктива, якщо її повторно не збільшити за допомогою окуляра, і вона не може досягти розміру, який може розрізнити людське око, тоді вона не буде чіткою; але тонка структура, яку лінза об’єктива не може розрізнити, хоча вона повторно збільшується за допомогою високопотужного окуляра, все ще нечітка, тому окуляр може лише збільшувати, але не покращить роздільну здатність мікроскопа. Іноді, хоча лінза об’єктива може розрізнити дві дуже близькі точки об’єкта, все одно неможливо чітко бачити, оскільки відстань між зображеннями цих двох точок об’єкта менша за відстань роздільної здатності очей. Таким чином, окуляр і лінза об'єктива не тільки пов'язані один з одним, але й обмежують один одного.
