Vzťah medzi celkovým zväčšením a rozlíšením mikrobiologických olejových mikroskopov
Pre mikroskopy používané v mikrobiologickom výskume sa zvyčajne používajú tri typy šošoviek objektívu: olejová šošovka objektívu s nízkym zväčšením (10×), šošovka objektívu s vysokým zväčšením (40×) a olejová šošovka ( 100×). Je tam aj slovo „OI“ (olejová imerzia), čo naznačuje, že má najväčšie zväčšenie spomedzi troch. V závislosti od použitia okulárov s rôznym zväčšením je možné kontrolovaný objekt zväčšiť 1000-1600-krát. Pri použití je rozdiel medzi olejovými šošovkami a inými šošovkami objektívu v tom, že medzi sklíčkom a šošovkou objektívu nie je vrstva vzduchu, ale vrstva oleja, ktorá sa nazýva systém olejovej imerzie. Ako tento olej sa často používa cédrový olej, pretože index lomu cédrového oleja je n=1.52, čo je rovnaké ako u skla. Keď svetlo prechádza cez sklíčko, môže vstúpiť do šošovky objektívu priamo cez cédrový olej bez lomu. Ak je médiom medzi podložným sklíčkom a šošovkou objektívu vzduch, nazýva sa to suchý systém. Svetlo sa pri prechode podložným sklom láme a rozptyľuje a svetlo vstupujúce do šošovky objektívu sa očividne znižuje, čo znižuje osvetlenie zorného poľa. Použitie olejových šošoviek môže nielen zvýšiť osvetlenie, ale aj zvýšiť numerickú apertúru, pretože účinnosť zväčšenia mikroskopu je určená jeho numerickou apertúrou. Takzvaná numerická apertúra je súčin polovice sínusu maximálneho uhla, pod ktorým sa svetlo premieta na šošovku objektívu (nazývaný uhol šošovky), vynásobenej indexom lomu prostredia medzi sklenenou doskou a šošovkou objektívu. Dá sa vyjadriť nasledujúcim vzorcom: NA=n×sinа kde NA{{10}} Numerická apertúra; n=index lomu média;=polovicu maximálneho uhla dopadu, to znamená polovicu uhla ústia zrkadla. Preto čím väčší je uhol, pod ktorým svetlo dopadá na objektív, tým väčšia je účinnosť mikroskopu. Veľkosť tohto uhla je určená priemerom a ohniskovou vzdialenosťou objektívu. Zároveň je teoretická hranica a 90. . sin90. =1, takže keď sa ako médium použije vzduch (n=1), numerická apertúra nemôže prekročiť hodnotu 1. Ak sa napríklad ako médium použije cédrový olej, n sa zvýši a numerická apertúra tiež zvyšuje. Ak je napríklad uhol dopadu svetla 120o a jeho polovičný sínus je sin60o=0.87, potom: keď sa ako médium použije vzduch: NA{ {22}}×0.87=0.87 Keď sa ako médium použije voda: NA=1.33×0.87=1.15 Keď sa ako médium použije cédrový olej: NA =1.52×0.87=1.32 Rozlíšenie mikroskopu označuje schopnosť mikroskopu rozlíšiť minimálnu vzdialenosť medzi dvoma bodmi. Je priamo úmerná numerickej apertúre šošovky objektívu a nepriamo úmerná dĺžke vlnovej dĺžky. Preto čím väčšia je numerická apertúra šošovky objektívu a čím kratšia je vlnová dĺžka svetelnej vlny, tým väčšie je rozlíšenie mikroskopu a tým jasnejšie je možné rozlíšiť jemnú štruktúru kontrolovaného objektu. Preto vysoké rozlíšenie znamená malú rozlíšiteľnú vzdialenosť. Tieto dva faktory spolu nepriamo súvisia. Niektorí ľudia zvyčajne hovoria o rozlíšení ako o mikrometroch alebo nanometroch. Tým sa vlastne zamieňa rozlíšenie s minimálnou rozlišovacou vzdialenosťou. Prebudil. Rozlišovacia schopnosť mikroskopu je vyjadrená minimálnou vzdialenosťou, ktorú je možné rozlíšiť. Minimálna vzdialenosť, ktorú možno rozlíšiť medzi dvoma bodmi=λ/2NA, kde λ=vlnová dĺžka svetelnej vlny. Priemerná dĺžka svetelných vĺn, ktoré naše oči môžu cítiť, je 0,55 μm. Ak sa použije vysokovýkonný objektív s numerickou apertúrou 0,65, dokáže rozlíšiť vzdialenosť medzi dvoma bodmi. je 0,42 μm. Vzdialenosť medzi dvoma bodmi pod 0,42 μm sa nedá rozlíšiť. Aj keď sa na zvýšenie celkového zväčšenia mikroskopu použije väčší okulár, stále ho nemožno rozlíšiť. Jediným riešením je použiť väčšiu šošovku objektívu s väčšou numerickou apertúrou na zvýšenie jej rozlíšenia. Napríklad pri použití olejovej šošovky s numerickou apertúrou 1,25 je minimálna vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktoré možno rozlíšiť,=0,55/(2×1,25)=0,22μm. Preto môžeme vidieť, že ak sa použije vysokovýkonná šošovka objektívu (NA=0.65) so 40-násobným zväčšením a okulár s 24-násobným zväčšením, hoci celkové zväčšenie je 960-násobné, minimálna vzdialenosť rozlíšenia je len 0,42 μm. Ak použijete olejovú šošovku s 90-násobným zväčšením (NA=1.25) a okulár s 9-násobným zväčšením, hoci celkové zväčšenie je 810-násobné, môžete rozlíšiť vzdialenosť 0,22 μm.
