Оптичні принципи та робота мікроскопів
Традиційний оптичний мікроскоп складається з оптичної системи та механічної конструкції для їх підтримки. Оптична система включає в себе об'єктив, окуляр і збиральну лінзу, всі вони є складними збільшувальними лінзами, виготовленими з різних видів оптичного скла. Лінза об’єктива збільшить зображення зразка, його збільшення M за такою формулою: M thing=Δ ∕ f 'thing, де f 'thing — фокусна відстань лінзи об’єктива, Δ можна розуміти як відстань між лінзою об’єктива та окуляром. Окуляр буде зображенням об’єктива, знову збільшеним до уявного зображення перед людиною на відстані 250 мм для людського спостереження, яке більшість людей відчуває **** положення спостереження, окуляр збільшення ока M { {2}}/f'eye, f'eye — окуляр фокусної відстані. Загальне збільшення мікроскопа є добутком об’єктива та окуляра, тобто M=M об’єкт * M окуляр=Δ * 250∕f'око * f;об’єкт. Можна побачити, зменшення фокусної відстані лінзи об’єктива та окуляра зробить загальне збільшення, яке мікроскоп може побачити ** та інші мікроорганізми ключа, а також різницю між його та звичайною лупою.
Отже, чи можливо необмежено зменшувати об’єктив окуляра, щоб збільшити збільшення, щоб ми могли бачити більш тонкі об’єкти? Відповідь - ні! Це пояснюється тим, що природа світла, яке використовується для зображення, є різновидом електромагнітної хвилі, і, таким чином, у процесі розповсюдження неминуче виникають явища дифракції та інтерференції, подібно до того, як щоденні брижі на поверхні води, які можна побачити під час зустрічі з перешкодами, можуть бути округленими, дві колони водяних хвиль можуть зустрічатися одна з одною, посилюючи або послаблюючи їх. Коли світлові хвилі від точкового світловипромінюючого об’єкта спрямовуються на лінзу об’єктива, лінза об’єктива на ободі перешкоджає поширенню світла, дифракції та інтерференції, після того як лінза об’єктива більше не може бути зібрана в точку, але утворення певного розміру плями, також є серія інтенсивності периферії слабкого та поступово зменшуваного ореолу, ми називаємо центр яскравої плями для плями Ейвері, дві точки випромінювання світла, близькі до певної відстані коли дві плями будуть накладатися, поки це не можна буде підтвердити для двох плям. Райлі запропонував критерій, що коли відстань між центрами двох плям дорівнює радіусу плями Ейрі, дві плями можна розрізнити, розрахувавши, що відстань між двома точками випромінювання світла e=0.61 в ∕n.sinA=0.61 у ∕NA, де в довжину хвилі світлових хвиль, людське око може отримати світлові хвилі з довжиною приблизно 0.4-0 .7 um, n для точки випромінювання світла із середнім показником заломлення, де точка випромінювання світла розташована в показнику заломлення точки випромінювання світла. Показник заломлення середовища, в якому точка випромінювання світла, наприклад у повітрі, n ≈ 1, у воді n ≈ 1,33, і A для точки випромінювання світла лінзи безеля об’єктива кут половини, NA відома як числова апертура лінзи об’єктива. Виходячи з наведеної вище формули, лінза об’єктива може розрізнити відстань між двома точками за довжиною хвилі світла та числовою апертурою обмежень людського ока, завдяки візуальному * гострому довжині хвилі людського ока приблизно 0. 5 мкм, а кут A не перевищує 90 градусів, sinA завжди менше 1, для доступного світлопроникного середовища * показник заломлення приблизно 1,5, тому e-значення завжди більше ніж 0.2 um, це оптичний мікроскоп, який може розрізняти * найменшу межу відстані. За допомогою зображення зі збільшенням мікроскопа, якщо ви хочете мати певне значення NA роздільної здатності лінзи об’єктива об’єктивної відстані між точками об’єкта e, збільшеного до достатнього, щоб його розрізняло людське око, необхідно Me Більше або дорівнює { {31}}.15 мм, де 0.15 мм для експериментального людського ока може розрізнити два мікрооб’єкти, розміщені перед оком на відстані 250 мм на відстані між * малими, тому M Більше або дорівнює (0,15 ∕ 0,61 в) NA ≈ 500N.A, для того, щоб зробити спостереження Щоб зробити спостереження не надто трудомістким, буде достатньо подвоєного M, тобто 500N.A Менше ніж або дорівнює M Менше або дорівнює 1000N.A, є розумним вибором загального збільшення діапазону мікроскопа, і тоді загальне збільшення не має сенсу, оскільки числова апертура лінзи об’єктива була обмежена * малою роздільною здатністю на відстані для збільшення збільшення було неможливо розрізнити деталі менших об'єктів.
