Kuidas saab mikroskoobi eraldusvõimet suurendada?
Mikroskoop on üks peamisi testimisseadmete seadmeid ja oluline näitaja mikroskoobi jõudluse hindamisel on eraldusvõime. Eraldusvõime viitab võimele selgelt eristada väikest vahemaad kahe väikese punkti või kahe joone vahel. Inimsilm ise on mikroskoop. Tavalistes valgustingimustes on inimsilma eraldusvõime nägemiskaugusel (rahvusvaheliselt tunnustatud kui 25 cm) umbes 1/10 mm. Kahe sirgjoone vaatlemisel saab silmade eraldusvõimet parandada, kuna sirgjooned võivad stimuleerida mitmeid närvirakke.
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. Nii ilmus lihtsast makroskoopilisest suurendusklaasist mikroskoopiliseks vaatluseks mõeldud optiline mikroskoop ja seejärel elektronmikroskoop. Mikroskoobi eraldusvõime on määratletud kui väikseim vahemaa kahe väikese täpi vahel, mida saab proovil selgelt eraldada. Selle arvutusvalem on: D=0.61λ/NA
Valemis: D on eraldusvõime (um); λ on valgusallika lainepikkus (um); NA on objektiiviläätse numbriline ava (mida nimetatakse ka ava suhteks).
Valemist võib saada, et mikroskoobi lahutusvõime sõltub langeva valgusallika lainepikkusest ja sobitatud objektiiviläätse numbrilisest avast. On näha, et optilise mikroskoobi täiustamise meetod:
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 enamlevinud materjalide klaas 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 läbib ultraviolettvalgust kuni 200 nm) ja fluoriit (mis läbib ultraviolettvalgust kuni 185 nm) ning ultraviolettvalguse mikroskoopi ei saa palja silmaga jälgida. ja isegi piiratud vaatlusvalimiga. Lisaks kõrgele hinnale 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 objektiivi poolava ava nurk. Seetõttu on optilise mikroskoobi eraldusvõime parandamiseks tavaliseks meetodiks saanud optilise kujunduse osas suurema avanurga kohane kasutuselevõtt või murdumisnäitaja suurendamine. Üldiselt on väikese suurendusega objektiivide, näiteks alla 10X objektiivide keskmiseks õhuks ja murdumisnäitaja on 1, st kuiv objektiiv; veekümbluskeskkond on destilleeritud vesi ja selle murdumisnäitaja on 1,33; õlikümblusobjektiivi läätse keskkond on seedriõli või muud läbipaistvad õlid ja selle murdumisnäitaja on üldiselt umbes 1,52, mis on lähedane läätse ja klaasklaasi, näiteks Olympus 100X õliläätse, murdumisnäitajale. Veekümblusobjektiivil ja õlikümblusobjektiivil ei ole mitte ainult suur suurendus, vaid need parandavad ka objektiivi eraldusvõimet tänu kõrge murdumisnäitaja kasutamisele.
