Štyri optické princípy mikroskopu
1. Refrakcia a index lomu
Svetlo sa šíri po priamke medzi dvoma bodmi v homogénnom izotropnom prostredí. Pri prechode cez priehľadné predmety s rôznou hustotou dochádza k lomu, ktorý je spôsobený rôznou rýchlosťou šírenia svetla v rôznych médiách. Keď svetlo, ktoré nie je kolmé na povrch priehľadného predmetu, vnikne do priehľadného predmetu (napríklad skla) zo vzduchu, svetlo na svojom rozhraní zmení smer a vytvorí s normálou uhol lomu.
2. Výkon objektívu
Šošovky sú najzákladnejšie optické komponenty, ktoré tvoria optický systém mikroskopu. Komponenty, ako sú šošovky objektívu, okuláre a kondenzory, sa skladajú z jednej alebo viacerých šošoviek. Podľa tvaru ich možno rozdeliť do dvoch kategórií: konvexné šošovky (pozitívne šošovky) a konkávne šošovky (negatívne šošovky). Keď lúč svetla rovnobežný s optickou osou prechádza cez konvexnú šošovku a pretína sa v bode, tento bod sa nazýva "bod ohniska" a rovina prechádzajúca priesečníkom a kolmá na optickú os sa nazýva "ohnisková os". lietadlo“. Existujú dva ohniskové body, ohnisko v priestore objektu sa nazýva "objektový ohniskový bod" a ohnisková rovina tam sa nazýva "objektová ohnisková rovina"; naopak, ohnisko v obrazovom priestore sa nazýva "obrazový ohnisko". Ohnisková rovina v sa nazýva "obrázková štvorcová ohnisková rovina". Po prechode svetla cez konkávnu šošovku vytvára vztýčený virtuálny obraz, zatiaľ čo konvexná šošovka vytvára vztýčený skutočný obraz. Na obrazovke sa môžu objaviť skutočné obrázky, ale virtuálne nie.
3. Kľúčové faktory ovplyvňujúce zobrazovanie—Aberácie
V dôsledku objektívnych podmienok nemôže žiadny optický systém generovať teoreticky ideálny obraz a existencia rôznych aberácií ovplyvňuje kvalitu zobrazenia. Rôzne aberácie sú stručne predstavené nižšie.
1). Chromatická aberácia Chromatická aberácia je vážnou chybou zobrazovania šošoviek, ku ktorej dochádza, keď sa ako zdroj svetla používa polychromatické svetlo a monochromatické svetlo nevytvára chromatickú aberáciu. Biele svetlo sa skladá zo siedmich druhov červenej, oranžovej, žltej, zelenej, azúrovej, modrej a fialovej. Vlnové dĺžky rôznych svetiel sú rôzne, preto je rozdielny aj index lomu pri prechode šošovkou. Týmto spôsobom môže bod na strane objektu vytvoriť farebnú škvrnu na strane obrázka. Hlavnou funkciou optického systému je achromatizácia.
Chromatická aberácia vo všeobecnosti zahŕňa polohovú chromatickú aberáciu a zväčšenú chromatickú aberáciu. Pozičná chromatická aberácia spôsobuje, že obraz vyzerá rozmazaný alebo rozmazaný v akejkoľvek polohe. Zväčšená chromatická aberácia spôsobuje, že obraz má farebné okraje.
2). Sférická aberácia Sférická aberácia je monochromatická aberácia bodu na osi spôsobená sférickým povrchom šošovky. Výsledkom sférickej aberácie je, že po zosnímaní bodu to už nie je svetlý bod, ale svetlý bod s jasným okrajom v strede, ktorý sa postupne rozmazáva, čo ovplyvňuje kvalitu zobrazenia.
Korekcia sférickej aberácie je zvyčajne eliminovaná kombináciou šošoviek. Pretože sférická aberácia konvexných a konkávnych šošoviek je opačná, konvexné a konkávne šošovky z rôznych materiálov môžu byť zlepené, aby sa odstránili. Pre starý typ mikroskopov nie je sférická aberácia šošovky objektívu úplne korigovaná a mala by byť zladená s príslušným kompenzačným okulárom, aby sa dosiahol korekčný efekt. Vo všeobecnosti je sférická aberácia nových mikroskopov úplne eliminovaná šošovkou objektívu.
3). Kóma Kóma je monochromatická aberácia bodu mimo osi. Keď je mimoosový bod objektu zobrazený lúčom s veľkou apertúrou, vyžarované lúče prechádzajú cez šošovku a nepretínajú sa v jednom bode, potom bude mať obraz svetelného bodu tvar čiarky, ktorá je tvarovaná ako kométa, preto sa nazýva „koma aberácia“.
4). Astigmatizmus je tiež monochromatická aberácia mimo osi, ktorá ovplyvňuje ostrosť. Keď je zorné pole veľké, bod objektu na okraji je ďaleko od optickej osi a lúč sa veľmi nakláňa, čo spôsobuje astigmatizmus po prechode cez šošovku. Astigmatizmus robí z pôvodného bodu objektu dve oddelené a kolmé krátke čiary po zobrazení a po syntéze v ideálnej obrazovej rovine sa vytvorí eliptická škvrna. Astigmatizmus je eliminovaný komplexnými kombináciami šošoviek.
5). Zakrivenie poľa Zakrivenie poľa je tiež známe ako "zakrivenie poľa". Keď má šošovka zakrivenie poľa, priesečník celého lúča sa nezhoduje s ideálnym bodom obrazu. Hoci v každom konkrétnom bode možno získať jasný bod obrazu, celá rovina obrazu je zakrivený povrch. Týmto spôsobom nie je pri kontrole zrkadla jasne vidieť celý povrch obrazu, čo sťažuje pozorovanie a fotografovanie. Preto sú ciele výskumných mikroskopov vo všeobecnosti plánované ciele, ktoré boli korigované na zakrivenie poľa.
6). Skreslenie Všetky druhy aberácií uvedené vyššie, okrem zakrivenia poľa, ovplyvňujú ostrosť obrazu. Skreslenie je ďalším typom aberácie, pri ktorej nie je narušená sústrednosť lúča. Preto nie je ovplyvnená ostrosť obrazu, ale obraz je porovnávaný s pôvodným objektom, čo spôsobuje deformáciu tvaru.
