Оцінка збільшення оптичних мікроскопів
Оптичні мікроскопи можна класифікувати на мікроскопи для спостереження за тілом, ортогональні мікроскопи та інвертовані мікроскопи, які широко використовуються в різних галузях, таких як біологія, матеріалознавство, мінерали, безпека харчових продуктів тощо. Кінцева роздільна здатність оптичних мікроскопів обмежена 2{{ 5}}0 нм. Завдяки джерелу світла та наповнювальному середовищу, яке використовується в оптичних мікроскопах, кінцева роздільна здатність оптичних мікроскопів може становити лише 200 нм, а об’єкти розміром менше 200 нм потрібно чітко спостерігати за допомогою лазерних конфокальних мікроскопів, флуоресцентних мікроскопів із високою роздільною здатністю, скануючих електронні мікроскопи та атомно-силові мікроскопи. Збільшувальна дія оптичного мікроскопа на об’єкт полягає не в збільшенні всієї площі об’єкта, а в збільшенні довжини або ширини об’єкта. Зазвичай людське око може розрізнити найменший об’єкт у діапазоні візуальної відстані 0.1-0.3 мм, тому при фактичному використанні оптичного мікроскопа для спостереження за об’єктами, у скільки разів збільшення об’єкта, щоб мати можливість використовувати людське око, щоб чітко спостерігати? У цій статті наводиться проста оцінка збільшення оптичного мікроскопа.
Оптичне збільшення мікроскопа, існує два методи розрахунку:
(1) оптичне збільшення. Оптичне збільшення відноситься до окуляра мікроскопа для спостереження ефекту збільшення об’єкта, результати збільшення ми називаємо оптичним збільшенням. Розрахунок оптичного збільшення є відносно простим, це збільшення лінзи об’єктива × збільшення окуляра. Щоб обчислити збільшення стереомікроскопа, наприклад, безперервна лупа становить 0.7 - 4.5, окуляр — 10 разів, тоді збільшення цього стереомікроскопа становить 7 - 45 разів. Якщо мікроскоп має об’єктив і окуляр, то загальне збільшення мікроскопа отримується прямим складанням збільшення лінзи об’єктива × збільшення окуляра.
(2) Цифрове збільшення. Цифрове збільшення зазвичай відноситься до збільшення об’єкта після зображення зовнішнього пристрою. На даний момент на ринку представлено більше тринокулярних мікроскопів, які за допомогою ПЗЗ-матриці підключаються до комп’ютера, рідкокристалічного монітора та іншого обладнання для отримання зображень. У скільки разів об’єкт збільшується після цього підключення до зовнішнього обладнання? Наведено два методи розрахунку.
(a) Якщо є точні дані щодо фактичного розміру об’єкта, який спостерігають, його можна обчислити за формулою: фактичне збільшення об’єкта=збільшений розмір об’єкта / фактичний розмір об’єкта об'єкт. Якщо реальний розмір об’єкта становить 2 мкм, після зображення на моніторі можна взяти лінійку для вимірювання довжини об’єкта зображення. Якщо виміряна довжина предмета становить 2 мм, то предмет буде збільшено в 1000 разів.
(b) Якщо ви не маєте чіткого уявлення про розмір об'єкта, ви можете обчислити його за наступною формулою.
Цифрове збільшення=Збільшення лінзи об’єктива × {25,4 × розмір екрана (в дюймах) / довжина діагоналі CCD} × збільшення сполучного кільця
Опис параметрів у формулі:
--Збільшення лінзи об’єктива означає збільшення лінзи об’єктива використовуваного мікроскопа, наприклад 5x, 10x, 20x тощо;
{{0}}Збільшення сполучного кільця відноситься до збільшення тринокулярного інтерфейсу, зазвичай 1x, але також 0.35,0,5x;
--25.4 x розмір екрана, це розмір екрана, конвертований у мм, 1 дюйм=25.4 мм;
-- Довжина діагоналі CCD відповідає розміру мікросхеми CCD, зазвичай 1/3 дюйма, 1/2 дюйма або 2/3 дюйма, що відповідає довжині 6 мм, 8 мм або 11 мм, відповідно.
Примітка. Значення, обчислене за формулою цифрового збільшення, також має враховувати кількість пікселів на екрані, коли воно застосовується на практиці. Якщо кількість пікселів низька, то також важко спостерігати об’єкти меншого розміру.
Приклади розрахунків:
(1) Спостереження припою на друкованій платі за допомогою металографічного мікроскопа
Параметри мікроскопа: збільшення об'єктива становить 20 разів, збільшення окуляра - 10 разів, тринокулярний інтерфейс - 1 раз, діагональ CCD - 1/3 дюйма, розмір монітора - 19 дюймів.
Оптичне збільшення=збільшення лінзи об’єктива x збільшення окуляра=20 x 10=200 разів
Цифрове збільшення=збільшення лінзи об’єктива × {25,4 × розмір екрана (дюйми) / довжина діагоналі CCD } × збільшення з’єднувального кільця=20 × {25,4 × 19/6} × {{ 8}}.67 разів
