Ako možno zvýšiť rozlíšenie mikroskopu?
Zloženie a štruktúra optického mikroskopu Optický mikroskop sa vo všeobecnosti skladá zo stolíka, systému bodového osvetlenia, šošovky objektívu, okuláru a zaostrovacieho mechanizmu. Pódium sa používa na držanie objektu, ktorý sa má pozorovať. Zaostrovací mechanizmus môže byť poháňaný zaostrovacím gombíkom, aby sa stolík pohyboval nahor a nadol pre hrubé nastavenie a jemné nastavenie, takže pozorovaný objekt môže byť zaostrený a jasne zobrazený.
Jeho horná vrstva sa môže presne pohybovať a otáčať v horizontálnej rovine a celkovo prispôsobovať pozorovanú časť stredu zorného poľa. Systém bodového osvetlenia sa skladá zo svetelného zdroja a kondenzátora. Funkciou kondenzora je sústrediť viac svetelnej energie do pozorovanej časti. Spektrálne charakteristiky osvetľovacej lampy musia byť kompatibilné s pracovným pásmom prijímača mikroskopu.
Šošovka objektívu sa nachádza v blízkosti objektu, ktorý sa má pozorovať, a je to šošovka, ktorá realizuje prvú úroveň zväčšenia. Na konvertor šošoviek objektívu je súčasne nainštalovaných niekoľko šošoviek objektívu s rôznym zväčšením a šošovky objektívu s rôznym zväčšením môžu vstúpiť do pracovnej optickej dráhy otáčaním konvertora. Zväčšenie šošovky objektívu je zvyčajne 5 až 100-násobné. Objektív je optický prvok, ktorý hrá rozhodujúcu úlohu v kvalite obrazu v mikroskope.
Bežne používané sú achromatické šošovky objektívu, ktoré dokážu korigovať chromatickú aberáciu pre dve farby svetla; kvalitnejšie apochromatické šošovky objektívu, ktoré dokážu korigovať chromatickú aberáciu pre tri druhy farebného svetla; môže zabezpečiť, že celá obrazová rovina šošovky objektívu je plochá, aby sa zlepšilo zorné pole Objektívy s plochým poľom s okrajovou kvalitou obrazu. Objektívy s kvapalinovou imerziou sa často používajú v objektívoch s vysokým zväčšením, to znamená, že index lomu je 1 medzi spodným povrchom šošovky objektívu a horným povrchom listu vzorky.
5 kvapalina, môže výrazne zlepšiť rozlíšenie mikroskopického pozorovania. Okulár je šošovka umiestnená v blízkosti ľudského oka na dosiahnutie druhej úrovne zväčšenia a zväčšenie šošovky je zvyčajne 5 až 20-násobné. Podľa veľkosti zorného poľa, ktoré možno vidieť, možno okuláre rozdeliť na dva typy: bežné okuláre s menším zorným poľom a okuláre s veľkým zorným poľom (alebo širokouhlé okuláre) s väčším zorným poľom.
Stolík aj šošovka objektívu musia byť schopné pohybovať sa voči sebe navzájom pozdĺž optickej osi šošovky objektívu, aby sa dosiahlo nastavenie zaostrenia a získal sa jasný obraz. Pri práci s objektívom s veľkým zväčšením je povolený rozsah zaostrenia často menší ako mikróny, takže mikroskop musí mať veľmi presný mechanizmus mikrozaostrovania. Hranica zväčšenia mikroskopu je efektívne zväčšenie a rozlíšenie mikroskopu sa vzťahuje na minimálnu vzdialenosť medzi dvoma bodmi objektu, ktoré možno mikroskopom jasne rozlíšiť.
Rozlíšenie a zväčšenie sú dva rôzne, ale súvisiace pojmy. Keď numerická apertúra zvolenej šošovky objektívu nie je dostatočne veľká, to znamená, že rozlíšenie nie je dostatočne vysoké, mikroskop nedokáže rozlíšiť jemnú štruktúru objektu. V tomto čase, aj keď je zväčšenie nadmerne zvýšené, získaný obraz môže byť iba obrazom s veľkým obrysom, ale nejasnými detailmi. , nazývané neplatné zväčšenie.
Naopak, ak rozlíšenie spĺňa požiadavky, ale zväčšenie je nedostatočné, mikroskop má schopnosť rozlíšiť, ale obraz je stále príliš malý na to, aby ho ľudské oči jasne videli. Preto, aby sa naplno prejavila rozlišovacia schopnosť mikroskopu, numerická apertúra by mala byť primerane prispôsobená celkovému zväčšeniu mikroskopu. Systém bodového osvetlenia má veľký vplyv na zobrazovací výkon mikroskopu, ale je to prepojenie, ktoré používatelia ľahko prehliadnu.
Jeho funkciou je zabezpečiť dostatočné a rovnomerné osvetlenie povrchu objektu. Svetelný lúč vysielaný kondenzorom by mal zabezpečiť, že vyplní uhol otvoru šošovky objektívu, inak nebude možné plne využiť najvyššie rozlíšenie, ktoré môže šošovka objektívu dosiahnuť. Na tento účel je kondenzor vybavený clonou s premenlivou apertúrou podobnou clone vo fotografickom objektíve, ktorá dokáže nastaviť veľkosť clony a používa sa na nastavenie clony osvetľovacieho lúča tak, aby zodpovedala clonovému uhlu objektívu. šošovka.
Zmenou metódy osvetlenia možno získať rôzne metódy pozorovania, ako sú body tmavých objektov na svetlom pozadí (nazývané osvetlenie svetlého poľa) alebo body jasných objektov na tmavom pozadí (nazývané osvetlenie tmavého poľa), aby bolo možné lepšie objavovať a pozorovať mikroštruktúra. Elektrónový mikroskop je prístroj, ktorý využíva elektrónové lúče a elektrónové šošovky namiesto svetelných lúčov a optických šošoviek na zobrazenie jemných štruktúr látok pri veľmi vysokých zväčšeniach na princípe elektrónovej optiky.
Rozlišovacia schopnosť elektrónového mikroskopu je reprezentovaná minimálnou vzdialenosťou medzi dvoma susednými bodmi, ktorú dokáže rozlíšiť. V 1970 rokoch bola rozlišovacia schopnosť transmisného elektrónového mikroskopu asi 0,3 nanometrov (rozlišovacia schopnosť ľudského oka bola asi 0,1 mm). Teraz maximálne zväčšenie elektrónového mikroskopu presahuje 3 milióny krát, zatiaľ čo maximálne zväčšenie optického mikroskopu je asi 2000 krát, takže atómy niektorých ťažkých kovov a úhľadne usporiadané atómové mriežky v kryštáli možno priamo pozorovať cez elektrónový mikroskop. .
