Як можна збільшити роздільну здатність мікроскопа?
Склад і структура оптичного мікроскопа. Оптичний мікроскоп зазвичай складається зі столика, системи освітлення прожектора, об’єктива, окуляра та механізму фокусування. Підставка використовується для утримання об’єкта спостереження. Механізм фокусування можна керувати ручкою фокусування, щоб предметний столик рухався вгору та вниз для грубого та точного налаштування, щоб спостережуваний об’єкт можна було сфокусувати та чітко відобразити.
Його верхній шар може рухатися і обертатися точно в горизонтальній площині, і в цілому налаштовувати спостережувану частину до центру поля зору. Система точкового освітлення складається з джерела світла і конденсора. Функція конденсора полягає в концентрації більшої кількості світлової енергії в спостережуваній частині. Спектральні характеристики освітлювальної лампи повинні бути сумісні з робочим діапазоном приймача мікроскопа.
Лінза об'єктива розташована поблизу об'єкта спостереження, і саме вона реалізує перший рівень збільшення. На перетворювачі об'єктивів одночасно встановлено кілька лінз об'єктива з різними збільшеннями, причому лінзи об'єктивів з різними збільшеннями можуть входити в робочий оптичний шлях обертанням перетворювача. Збільшення лінзи об'єктива зазвичай становить від 5 до 100 разів. Об'єктив - це оптичний елемент, який відіграє вирішальну роль у якості зображення в мікроскопі.
Зазвичай використовуються ахроматичні лінзи об’єктива, які можуть коригувати хроматичну аберацію для двох кольорів світла; високоякісні апохроматичні лінзи об’єктива, які можуть коригувати хроматичну аберацію для трьох видів кольорового світла; може гарантувати, що вся площина зображення лінзи об’єктива є плоскою, щоб покращити поле зору Об’єктиви з плоским полем із граничною якістю зображення. Рідинні імерсійні об’єктиви часто використовуються в об’єктивах із великим збільшенням, тобто показник заломлення між нижньою поверхнею лінзи об’єктива та верхньою поверхнею листа зразка становить 1.
5 рідини, це може значно покращити роздільну здатність мікроскопічного спостереження. Окуляр — це лінза, розташована поблизу людського ока для досягнення другого рівня збільшення, і збільшення лінзи зазвичай становить від 5 до 20 разів. За розміром поля зору, яке можна побачити, окуляри можна розділити на два типи: звичайні окуляри з меншим полем зору і окуляри з великим полем (або ширококутні окуляри) з більшим полем зору.
І предметний столик, і лінза об’єктива повинні мати можливість переміщатися відносно один одного вздовж оптичної осі лінзи об’єктива, щоб досягти регулювання фокуса та отримати чітке зображення. При роботі з об’єктивом із великим збільшенням допустимий діапазон фокусування часто менше мікрон, тому мікроскоп повинен мати дуже точний механізм мікрофокусування. Межею збільшення мікроскопа є ефективне збільшення, а роздільна здатність мікроскопа відноситься до мінімальної відстані між двома точками об’єкта, які можна чітко розрізнити за допомогою мікроскопа.
Роздільна здатність і збільшення — це два різні, але пов’язані поняття. Коли числова апертура обраної лінзи об’єктива недостатньо велика, тобто роздільна здатність недостатньо висока, мікроскоп не може розрізнити тонку структуру об’єкта. У цей час, навіть якщо збільшення буде надмірно збільшено, отримане зображення може бути лише зображенням із великими контурами, але нечіткими деталями. , називається недійсним збільшенням.
І навпаки, якщо роздільна здатність відповідає вимогам, але збільшення недостатнє, мікроскоп має здатність розділяти, але зображення все ще занадто мале, щоб його чітко можна було побачити людським оком. Таким чином, для повного використання роздільної здатності мікроскопа числова апертура повинна відповідати загальному збільшенню мікроскопа. Система освітлення прожекторами має великий вплив на продуктивність зображення мікроскопа, але це зв’язок, який користувачі легко не помічають.
Його функція полягає в тому, щоб забезпечити достатнє і рівномірне освітлення поверхні предмета. Світловий промінь, який посилає конденсор, повинен забезпечити заповнення кута апертури лінзи об’єктива, інакше найвища роздільна здатність, яку може досягти лінза об’єктива, не може бути повністю використана. З цією метою конденсор оснащений діафрагмою зі змінною апертурою, подібною до діафрагми фотооб’єктива, яка може регулювати розмір апертури та використовується для налаштування апертури пучка освітлення відповідно до кута апертури об’єктива. об'єктив.
Змінюючи метод освітлення, можна отримати різні методи спостереження, такі як темні точки об’єкта на світлому фоні (так званий освітлення яскравого поля) або яскраві точки об’єкта на темному фоні (так званий освітлення темного поля), щоб краще виявити та спостерігати мікроструктура. Електронний мікроскоп — це прилад, який використовує електронні пучки та електронні лінзи замість світлових променів та оптичних лінз для зображення тонких структур речовин при дуже великих збільшеннях на основі принципу електронної оптики.
Роздільна здатність електронного мікроскопа представлена мінімальною відстанню між двома сусідніми точками, яку він може розділити. У 1970-х роках роздільна здатність просвічуючого електронного мікроскопа становила близько 0,3 нанометрів (роздільна здатність людського ока була приблизно 0,1 мм). Тепер максимальне збільшення електронного мікроскопа перевищує 3 мільйони разів, тоді як максимальне збільшення оптичного мікроскопа становить приблизно 2000 разів, тому атоми деяких важких металів і акуратно розташовані атомні решітки в кристалі можна безпосередньо спостерігати через електронний мікроскоп. .
