Kuidas saab mikroskoobi eraldusvõimet parandada?
Mikroskoop on üks peamisi seadmeid seadmete testimiseks ja oluline näitaja mikroskoobi jõudluse hindamisel on eraldusvõime. Eraldusvõime viitab võimele selgelt eristada väiksemat kaugust kahe väikese punkti või kahe joone vahel. Inimsilm ise on mikroskoop. Tavalistes valgustingimustes on inimsilma eraldusvõime fotoopilisel kaugusel (rahvusvaheliselt tunnustatud kui 25 cm) ligikaudu 1/10 mm. Kahe sirgjoone vaatlemiseks, kuna sirgjooned võivad stimuleerida mitmeid närvirakke, saab parandada silmade eraldusvõimet.
Inimsilma eraldusvõime on vaid 1/10 mm, seega ei suuda inimsilm eristada objekte, mis on väiksemad kui 1/10 mm, ega vahemaad kahe pisikese objekti vahel, mis on lähemal kui 1/10 mm. Seega olid olemas lihtsad makroskoopilised suurendusklaasid, optilised mikroskoobid mikroskoopiliseks vaatluseks ja seejärel elektronmikroskoobid. Mikroskoobi eraldusvõime on defineeritud kui väiksem vahemaa proovi kahe väikese punkti vahel, mida saab selgelt eristada. Arvutusvalem on: D=0.61λ/NA
Valemis: D on eraldusvõime (um); λ on valgusallika lainepikkus (um); NA on objektiiviläätse numbriline ava (nimetatakse ka objektiivi ava suhteks).
Valemist on võimalik saada, et mikroskoobi eraldusvõime määratakse langeva valgusallika lainepikkuse ja sobiva objektiiviläätse numbrilise ava järgi. Sellest on näha, et optilise mikroskoopia täiustamise meetodid:
1. Vähendage valgusallika lainepikkust.
Nähtava valguse lühem lainepikkus on 39{1}}nm. Kui valgusallikana kasutatakse selle lainepikkusega ultraviolettvalgust, saab optilise mikroskoobi eraldusvõimet vähendada 0,2 um-ni. Kuna aga enamik tavalisi klaasmaterjale neelab suurel hulgal valgust lainepikkusega alla 340nm, ei saa ultraviolettvalgus pärast suurt sumbumist selget ja eredat pilti moodustada. Seetõttu tuleb kasutada kalleid materjale, nagu kvarts (mis suudab ultraviolettkiirgust läbida kuni 200 nm) ja fluoriit (mis suudab ultraviolettvalgust läbi viia kuni 185 nm) ning ultraviolettvalgusmikroskoope ei saa palja silmaga jälgida isegi all. proovide vaatlemine. Koos kõrgete kuludega ei kasutata seda mikroskoobi eraldusvõime parandamise meetodit selle enda piirangute tõttu laialdaselt.
2. Suurendage objektiiviläätse numbrilist ava NA.
Numbriline ava NA=n*sin(u)
Valemis on n objektiiviläätse ja proovi vahelise keskkonna murdumisnäitaja; u on pool objektiivi ava nurgast. Seetõttu on optiliste mikroskoopide eraldusvõime parandamiseks tavaliseks meetodiks saanud optilise disaini suurema avanurga nõuetekohane kasutuselevõtt või murdumisnäitaja suurendamine. Üldiselt on väikese suurendusega objektiivide, näiteks alla 10-kordsete objektiivide kandjaks õhk, mille murdumisnäitaja on 1, st kuivsüsteemi objektiiv; veesummutuskeskkonnaks on destilleeritud vesi, murdumisnäitaja 1,33; õliimmersioonobjektiivi läätse keskkond on keskmise murdumisnäitajaga seedriõli või muu läbipaistev õli. Umbes 1,52 on see läätsede ja klaasklaaside, näiteks Olympuse 100X õliläätsede murdumisnäitaja lähedal. Veekümblusobjektiivid ja õlikümblusobjektiivid ei ole mitte ainult suure suurendusega, vaid kasutavad objektiivi eraldusvõime parandamiseks ka kõrge murdumisnäitajaga keskkonda.
