Numerická apertúra NA
Číselná apertúra NA sa vzťahuje na index lomu (η) média medzi prednou šošovkou objektívu a vzorkou vynásobený polovicou uhla apertúry (u) a vzťah je NA=η·sinu /2. Je to hlavný technický parameter šošovky objektívu a kondenzorovej šošovky Dôležitý ukazovateľ na posúdenie výkonu šošovky objektívu je vyznačený na kryte šošovky objektívu.
Čím väčšia je numerická apertúra, tým lepšia je kvalita obrazu. Pri pozorovaní šošovky objektívu nie je možné zmeniť uhol otvoru a zmena indexu lomu rôznych médií môže zmeniť NA. Preto sú odvodené šošovky objektívu s ponorením do vody a šošovky objektívu s olejovou imerziou. Voda η{0}}.333, NA objektívu na ponorenie do vody môže byť 0,1~1,25; cédrový olej η=1.515, NA objektívu s olejovou imerziou môže byť 0,80~1,45; nový kruh Bronaftalén η=1.66, objektív NA Väčšie alebo rovné 1,40.
Numerická clona je úmerná rozlíšeniu, zväčšeniu, jasu obrazu a nepriamo úmerná hĺbke ostrosti. Keď sa NA zväčší, šírka zorného poľa a pracovná vzdialenosť sa zodpovedajúcim spôsobom zníži.
Rozhodnutie
Rozlíšenie sa vzťahuje na minimálnu vzdialenosť rozlíšenia, pri ktorej svetelné škvrny vykazujú rozdiely v procese zobrazovania, vyjadrenú ako d{0}}λ/NA, kde d je minimálna vzdialenosť rozlíšenia, λ je vlnová dĺžka optického vlákno a NA je numerická apertúra šošovky objektívu. Je možné vidieť, že čím väčšia NA, tým kratšia λ, menšia d a vyššie rozlíšenie. Zdroj viditeľného svetla dokáže rozlíšiť iba dva body objektu v minimálnej vzdialenosti 0,4 μm.
Zlepšenie rozlíšenia závisí od 4 súvisiacich faktorov: 1. Pri použití svetelného zdroja s kratšou vlnovou dĺžkou λ klesá; 2. Pri použití média s vyšším indexom lomu sa zvyšuje η a zvyšuje sa NA; 3. Navrhnite a vyrobte väčší otvorový uhol šošovky objektívu; 4. Zvýšte kontrast svetla a tmy v obraze a zlepšite čistotu obrazu.
zisk
Hĺbka ostrosti
Vzťahuje sa na hĺbku zaostrenia, to znamená na rozsah rovnakého pozorovaného jasného rozsahu nad a pod ohniskovou rovinou vzorky. Čím väčšia hĺbka ostrosti, tým viac vrstiev, v ktorých bude vzorka ostrá.
① Hĺbka ostrosti je nepriamo úmerná celkovému zväčšeniu, numerickej apertúre šošovky objektívu a rozlíšeniu obrazu. Čím väčšie zväčšenie, tým väčšia hodnota NA, tým menšia hĺbka ostrosti a vyššie rozlíšenie.
② Index lomu okolitého média, ako je montážne činidlo pripravené vzorkou, sa zvyšuje a hĺbka zaostrenia sa zväčšuje.
Šírka zorného poľa
Vzťahuje sa na skutočný rozsah vzorky umiestnenej v kruhovom zornom poli mikroskopu, ktorý je tiež známy ako priemer zorného poľa. Čím je väčšia, tým väčšie je množstvo vzorových informácií.
① Šírka zorného poľa je úmerná počtu zorných polí okulára. Ak zväčšenie okuláru zostane nezmenené, čím väčší je počet zorných polí, tým väčšia je šírka zorného poľa, čo je vhodné na pozorovanie (Poznámka: počet zorných polí sa vzťahuje na šírku zorného poľa pohľad na okulár, ktorý je reprezentovaný FN a je označený na plášti okulára). ②Zväčšenie šošovky objektívu sa zväčšuje a šírka zorného poľa sa zmenšuje. To znamená, že celý obrázok je videný pod šošovkou s nízkym výkonom a časť je viditeľná pod šošovkou s vysokým výkonom.
slabé pokrytie
Medzinárodná norma pre hrúbku krycieho skla vzorky je 0,17 mm a šošovka objektívu túto aberáciu korigovala a je označená na kryte. Keď sa svetlo dostane do vzduchu cez krycie sklo s neštandardnou hrúbkou, láme sa a vzniknutá aberácia sa nazýva slabé pokrytie.
Zlé pokrytie ovplyvňuje kvalitu mikroskopického zobrazenia. Pri pozorovaní vzoriek musíte pochopiť nasledujúce tri body:
(1) Čím vyššie je zväčšenie, tým väčšia je hodnota NA a tým zreteľnejší je rozdiel v pokrytí. So zväčšujúcou sa hrúbkou krycieho sklíčka sa zvyšuje slabé pokrytie a zaostrovanie sa stáva obtiažnym.
(2) Objektív s olejovou imerziou nemá problém so slabým pokrytím, pretože index lomu oleja a krycieho skla je 1,52, čo vytvára jednotný optický systém.
(3) Čím väčšia je hodnota NA šošovky objektívu, tým menšia je prípustná chyba hrúbky krycieho skla a tým prísnejšie sú kvalitatívne požiadavky na hrúbku krycieho skla.
pracovná vzdialenosť
Vzťahuje sa na vzdialenosť medzi povrchom prednej šošovky šošovky objektívu a vzorkou, tiež známu ako vzdialenosť objektu. Vzorka by mala byť počas pozorovania v 1 až 2 ohniskovej vzdialenosti šošovky objektívu. On a ohnisková vzdialenosť sú dva pojmy. Zaostrovanie mikroskopu je vlastne nastavenie pracovnej vzdialenosti.
Keď numerická apertúra (NA) šošovky objektívu zostane nezmenená, ak sa skráti pracovná vzdialenosť, je potrebné zväčšiť uhol clony. Čím vyššia je NA vysokovýkonného objektívu, tým menšia je pracovná vzdialenosť.
Jas zrkadla vs jas poľa
(1) Jas zrkadlového obrazu je jas obrazu, ktorý udáva jas obrazu pozorovaného očami. Vyžaduje sa, aby nebolo šero, neoslňovalo a nebolo unavené.
(2) Jas zorného poľa je jas zorného poľa pod mikroskopom, ktorý je ovplyvnený rôznymi faktormi, ako sú šošovka objektívu, okulár a intenzita svetelného zdroja.
Vzťah medzi jasom zrkadlového obrazu a ostatnými technickými parametrami mikroskopu má dva hlavné body.
(1) Jas zrkadlového obrazu je úmerný druhej mocnine numerickej apertúry (NA). Za rovnakých podmienok sa výrazne zlepší svetelnosť šošovky objektívu s veľkým NA.
(2) Jas zrkadlového obrazu je nepriamo úmerný druhej mocnine celkového zväčšenia. Za rovnakých podmienok sa zväčšenie okuláru zvyšuje a jas zrkadlového obrazu sa znižuje.
objektív
Objektív je prvým zobrazovacím optickým komponentom mikroskopu a pozostáva z viacerých skupín šošoviek spojených dohromady. Ohnisková vzdialenosť je celková ohnisková vzdialenosť skupiny šošoviek.
V závislosti od stupňa korekcie chromatických aberácií, aberácií, zakrivenia poľa atď., ako aj vlastných charakteristík, existujú rôzne typy objektívov: (plánovacie) achromatické objektívy, (plánované) apochromatické objektívy, ultraplánové a špeciálne objektívy, atď.
okulár
Okulár zväčšuje skutočný obraz šošovky objektívu, čo je zväčšenie medziobrazu, čo je druhé zväčšenie. Štruktúra okuláru je pomerne jednoduchá, pozostáva z niekoľkých šošoviek v niekoľkých skupinách. Bod, kde sa svetelné lúče prechádzajúce cez okulár v hornej časti pretínajú, sa nazýva bod oka, čo je najlepšia poloha pre zobrazovacie pozorovanie.
Okuláre majú rôzne konfigurácie zväčšenia, najčastejšie sa používa 10X; 5X má vyššiu reprodukovateľnosť zobrazenia, ale zväčšenie je malé; Okuláre 20X majú najväčšie zväčšenie, no čistota obrazu je znížená. Vyberte si podľa skutočných potrieb.
kondenzátor
Kondenzátorová šošovka sa používa na kompenzáciu nedostatku množstva svetla, vhodnú zmenu svetelných vlastností svetelného zdroja, zaostrenie vzorky a zlepšenie osvetlenia. Nachádza sa pod stolíkom a musí sa zhodovať pri použití cieľa NA Väčšie alebo rovné 0.40. Má rôzne štruktúry a požiadavky na kondenzor sú tiež odlišné pre numerickú apertúru šošovky objektívu.
1. Abbe kondenzor: Abbe kondenzor pozostáva z dvoch šošoviek, ktoré majú lepšiu schopnosť zhromažďovať svetlo. Keď je šošovka objektívu bežného mikroskopu NA Väčšia alebo rovná 0,60, korekcia chromatickej a sférickej aberácie nie je úplná a je potrebné ju použiť spoločne.
2. Achromatický aplanatický kondenzor: Achromatický kondenzor pozostáva zo série šošoviek, ktoré dokážu opraviť chromatickú a sférickú aberáciu a dosiahnuť uspokojivé zobrazenie. Je to najlepšie pozorovanie v jasnom poli, vybavené pokročilým mikroskopom a objektívom s nízkym zväčšením Neaplikovateľné.
3. Iné kondenzátory sa vzťahujú na kondenzátory používané na iné účely, ako je uvedené svetlé pole, ako sú kondenzátory s tmavým poľom, kondenzátory s fázovým kontrastom, polarizované kondenzátory, diferenciálne interferenčné kondenzátory atď.
