Ako možno zlepšiť rozlíšenie mikroskopu?
Mikroskop je jedným z hlavných zariadení na testovanie zariadení a dôležitým ukazovateľom na posúdenie výkonu mikroskopu je rozlíšenie. Rozlíšenie sa vzťahuje na schopnosť jasne rozlíšiť menšiu vzdialenosť medzi dvoma malými bodmi alebo dvoma čiarami. Samotné ľudské oko je mikroskop. Za štandardných svetelných podmienok sa rozlíšenie ľudského oka vo fotopickej vzdialenosti (medzinárodne uznávanej ako 25 cm) rovná približne 1/10 mm. Na pozorovanie dvoch priamych čiar, keďže priame čiary môžu stimulovať sériu nervových buniek, možno zlepšiť rozlišovaciu schopnosť očí.
Rozlíšenie ľudského oka je len 1/10 mm, takže ľudské oko nedokáže rozlíšiť predmety menšie ako 1/10 mm alebo vzdialenosť medzi dvoma drobnými predmetmi bližšie ako 1/10 mm. Takže existovali jednoduché makroskopické lupy, optické mikroskopy na mikroskopické pozorovanie a potom elektrónové mikroskopy. Rozlíšenie mikroskopu je definované ako menšia vzdialenosť medzi dvoma malými bodmi na preparáte, ktoré možno jasne rozlíšiť. Vzorec výpočtu je: D=0.61λ/NA
Vo vzorci: D je rozlíšenie (um); λ je vlnová dĺžka zdroja svetla (um); NA je číselná apertúra šošovky objektívu (nazývaná aj pomer clony šošovky).
Zo vzorca možno získať, že rozlíšenie mikroskopu je určené vlnovou dĺžkou zdroja dopadajúceho svetla a číselnou apertúrou zodpovedajúcej šošovky objektívu. Z toho možno vidieť, že metódy na zlepšenie optickej mikroskopie:
1. Znížte vlnovú dĺžku svetelného zdroja.
Kratšia vlnová dĺžka viditeľného svetla je 390nm. Ak sa ako zdroj osvetlenia použije ultrafialové svetlo tejto vlnovej dĺžky, rozlíšenie optického mikroskopu sa môže znížiť na 0,2 um. Keďže však väčšina bežných sklenených materiálov absorbuje veľké množstvo svetla s vlnovými dĺžkami pod 340 nm, ultrafialové svetlo po veľkom útlme nedokáže vytvoriť jasný a jasný obraz. Preto sa musia používať drahé materiály ako kremeň (ktorý dokáže prenášať ultrafialové svetlo až 200 nm) a fluorit (ktorý môže prenášať ultrafialové svetlo až 185 nm) a mikroskopy s ultrafialovým svetlom nie je možné pozorovať voľným okom ani pod pozorovanie vzoriek. Spolu s vysokými nákladmi nie je tento spôsob zlepšenia rozlíšenia mikroskopu široko používaný kvôli svojim vlastným obmedzeniam.
2. Zvýšte numerickú apertúru NA objektívu.
Číselná apertúra NA=n*sin(u)
Vo vzorci je n index lomu média medzi šošovkou objektívu a vzorkou; u je polovičný uhol clony objektívu. Preto sa vhodné prijatie väčšieho apertúrneho uhla v optickom dizajne alebo zvýšenie indexu lomu stalo bežnou metódou na zlepšenie rozlíšenia optických mikroskopov. Vo všeobecnosti je médiom šošovky objektívu s nízkym zväčšením, ako sú šošovky pod 10X, vzduch s indexom lomu 1, to znamená šošovka objektívu so suchým systémom; médiom na ponorenie do vody je destilovaná voda s indexom lomu 1,33; médiom šošovky objektívu s olejovou imerziou je cédrový olej alebo iný transparentný olej s priemerným indexom lomu. Okolo 1,52 je blízko indexu lomu šošoviek a sklenených sklíčok, ako je napríklad olejová šošovka Olympus 100X. Objektívy s vodnou imerziou a objektívy s olejovou imerziou majú nielen veľké zväčšenie, ale používajú aj médiá s vysokým indexom lomu na zlepšenie rozlíšenia šošovky objektívu.
