Optická mikroskopia - Vysvetlenie vlastností optickej šošovky a difrakcie viditeľného svetla
Od mikroskopu ľudia videli drobné organizmy a bunky, ktoré nikdy predtým nevideli. Lupa sa vyvinula z najzákladnejšej jedinej šošovky na zložený mikroskop so zložitou štruktúrou. Po viac ako 100 rokoch neustáleho výskumu a zdokonaľovania je štruktúra súčasného optického mikroskopu relatívne úplná a rozlíšenie je v podstate blízke teoretickej hodnote. Preto je široko používaný v medicíne, biológii, rôznych vedeckých výskumoch, výučbe a výrobných oblastiach, ako sú materiály.
1. Charakteristika optickej šošovky
1. Lom svetla V homogénnom izotropnom prostredí sa svetlo šíri priamočiaro medzi dvoma bodmi. Pri prechode cez priehľadné predmety s rôznou hustotou dochádza k lomu. Je to spôsobené tým, že svetlo sa v rôznych médiách šíri rôznymi rýchlosťami. Keď svetelné lúče, ktoré nie sú kolmé na povrch priehľadného objektu (napríklad zo vzduchu), vstúpia do priehľadného objektu (napríklad zo skla), svetlo zmení smer na svojom rozhraní a vytvorí s normálom uhol lomu.
2. Výkon sklenenej šošovky Šošovka je najzákladnejšou a najdôležitejšou optickou súčasťou optického systému mikroskopu. Objektívy, okuláre a kondenzory sú zložené z jednej alebo viacerých šošoviek. Podľa tvaru ich možno rozdeliť do troch kategórií: konvexné šošovky, rovinné zrkadlá a konkávne šošovky. Najčastejšie používané kombinácie sú konvexné šošovky a konkávne šošovky. Keď lúč plochého svetla prechádza cez konvexnú šošovku, bude sa zbiehať a pretínať v jednom bode, ktorý sa nazýva "ohnisko". Rovina prechádzajúca ohniskom a kolmá na optickú os sa nazýva "ohnisková rovina". 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". Keď svetlo prechádza cez konkávnu šošovku, vytvára vzpriamený virtuálny obraz; pri prechode cez konvexnú šošovku vytvára prevrátený skutočný obraz. Na obrazovke sa môžu objaviť skutočné obrázky, zatiaľ čo virtuálne nie.
3. Kľúčový faktor ovplyvňujúci zobrazenie - aberácia V dôsledku objektívnych podmienok môže každý optický systém vytvoriť teoreticky ideálny obraz, ale existencia rôznych fázových rozdielov ovplyvňuje kvalitu zobrazenia.
2. Difrakcia viditeľného svetla
Malý otvor v optickom prístroji je ekvivalentný malému kruhovému otvoru, cez ktorý prechádza svetlo. Pretože intenzita periférneho jasného prstenca je relatívne nízka, je vo všeobecnosti ťažké ho rozlíšiť a identifikovať voľným okom a je možné vidieť iba centrálny svetlý bod. Kľúčom je zníženie vlnovej dĺžky zdroja osvetlenia. Preto pre dva body malého objektu, ktoré sú veľmi blízko seba, sa zodpovedajúce dva body Airy navzájom prekrývajú a dokonca ani obrázky dvoch bodov objektu sa nedajú rozlíšiť. Je vidieť, že rozlišovacia schopnosť optických prístrojov je obmedzená v dôsledku difrakcie svetla.
