Vzťah medzi celkovým zväčšením a rozlíšením mikrobiologických olejových zrkadiel
Objektívy mikroskopov používaných v mikrobiologickom výskume sú zvyčajne olejové šošovky objektívu s nízkym zväčšením (10 x), šošovky objektívu s vysokým zväčšením (40 x) a olejové šošovky (10 0 x). Je tam aj slovo „OI“ (olejová imerzia), čo naznačuje, že je to ten s najväčším zväčšením spomedzi troch. Podľa použitia okulárov s rôznym zväčšením je možné kontrolovaný objekt zväčšiť 1000-1600-krát. Pri používaní je rozdiel medzi olejovou šošovkou a inými šošovkami objektívu v tom, že medzi sklíčkom a šošovkou objektívu nie je vrstva vzduchu, ale vrstva oleja, ktorá sa nazýva olejový imerzný systém. Tento typ oleja často používa cédrový olej, pretože jeho index lomu je n=1.52, čo je rovnaké ako u skla. Keď svetlo prechádza cez sklíčko, môže priamo vstúpiť do šošovky objektívu cez cédrový olej bez lomu. Ak je médiom medzi podložným sklíčkom a šošovkou objektívu vzduch, nazýva sa to suchý systém. Keď svetlo prechádza cez podložné sklíčko, dochádza k jeho rozptylu v dôsledku lomu a množstvo svetla vstupujúceho do šošovky objektívu je zjavne znížené, čo znižuje osvetlenie zorného poľa. Použitie olejových zrkadiel môže nielen zvýšiť osvetlenie, ale predovšetkým zvýšiť numerickú apertúru, pretože účinnosť zväčšenia mikroskopu je určená jeho numerickou apertúrou. Takzvaná numerická apertúra sa vzťahuje na súčin polovice sínusu maximálneho uhla, pod ktorým sa svetlo premieta na šošovku objektívu (známy ako apertúrny uhol), vynásobenej indexom lomu média medzi sklíčkom a šošovkou objektívu. . Dá sa vyjadriť nasledujúcim vzorcom: NA=nx sin , kde NA=numerická apertúra; N=index lomu média; {{10}}polovica maximálneho uhla dopadu, tj polovica uhla clony. Preto čím väčší je uhol, pod ktorým sa svetlo premieta na šošovku objektívu, tým väčšia je účinnosť mikroskopu a veľkosť tohto uhla je určená priemerom a ohniskovou vzdialenosťou šošovky objektívu. Teoretický limit a je 90.. sin90.＝1, Preto pri použití vzduchu ako média (n=1) nemôže numerická apertúra prekročiť 1. Napríklad pri použití dechtu ako média sa zvyšuje n a zvyšuje sa aj jeho numerická apertúra. Ak je uhol dopadu svetla 120o a polovica jeho sínusu je sin6{{60}}o=0.87, potom: pri použití vzduchu ako média: NA =1 x 0.87=0.87, pri použití vody ako média: NA=1,33 x 0.87=1.15, pri použití dechtu ako média: NA =1,52 x 0.{32}},32. Rozlíšenie mikroskopu sa vzťahuje na jeho schopnosť rozlíšiť minimálnu vzdialenosť medzi dvoma bodmi. Je úmerná numerickej apertúre šošovky objektívu a nepriamo úmerná dĺžke vlnovej dĺžky. Preto čím väčšia je numerická apertúra šošovky objektívu, tým kratšia je vlnová dĺžka svetelnej vlny a tým väčšie je rozlíšenie mikroskopu. Jasne sa dajú rozlíšiť aj jemnejšie štruktúry testovaného objektu. Preto vysoké rozlíšenie znamená malú rozlíšiteľnú vzdialenosť a tieto dva faktory sú nepriamo úmerné. Niektorí ľudia často označujú rozlíšenie ako počet mikrometrov alebo nanometrov, čo v skutočnosti zamieňa rozlíšenie s minimálnou rozlišovacou vzdialenosťou. Rozlíšenie mikroskopu predstavuje minimálna vzdialenosť, ktorú je možné rozlíšiť. Minimálna vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktorú možno rozlíšiť, je λ/2NA. Vo vzorci je λ=vlnová dĺžka svetelnej vlny a priemerná dĺžka svetelnej vlny, ktorú možno vnímať voľným okom, 0,55 μm. Ak sa použije vysokovýkonný objektív s numerickou apertúrou 0,65, dokáže rozlíšiť vzdialenosť medzi dvoma bodmi ako 0,42 μm. Vzdialenosť medzi dvoma bodmi pod 0,42 μm sa však nedá rozlíšiť, ani s väčším zväčšením okuláru sa stále nedá rozlíšiť celkové zväčšenie mikroskopu. Len použitím väčších šošoviek objektívov s väčšími numerickými apertúrami je možné zvýšiť ich rozlíšenie. Napríklad pri použití olejového zrkadla s numerickou apertúrou 1,25 je minimálna vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktorú možno rozlíšiť, 0,55/(2 x 1,25)=0,22 μm. Preto môžeme vidieť, že ak sa použije vysokovýkonný objektív so 40-násobným zväčšením (NA=0.65) a okulár s 24-násobným zväčšením, hoci celkové zväčšenie je 960-násobné, minimálna rozlišovacia vzdialenosť je len 0,42 μm. Ak sa použije olejové zrkadlo s 90-násobným zväčšením (NA=1.25) a okulár s 9-násobným zväčšením, hoci celkové zväčšenie je 810-násobné, možno rozlíšiť vzdialenosť 0,22 μm.
