Kuidas määratleda ja arvutada optilise mikroskoobi efektiivsust
1. Numbriline ava
Numbriline ava on lühendatud kui NA. Numbriline ava on objektiivi ja kondensaatorläätse peamine tehniline parameeter ning oluline näitaja mõlema jõudluse hindamisel (eriti objektiivi puhul). Selle arvväärtuse suurus on märgitud vastavalt objektiivi ja kondensaatorläätse kestale.
Numbriline ava (NA) on objektiivi esiläätse ja kontrollitava objekti vahelise keskkonna murdumisnäitaja (n) ja avanurga poole siinuse (u) korrutis. Valem on väljendatud järgmiselt: NA=nsinu/2
Avanurk, tuntud ka kui "peeglinurk", on nurk, mille moodustavad objektiivi optilise telje objekti punkt ja objektiivi eesmise läätse efektiivne läbimõõt. Mida suurem on avanurk, seda heledam on objektiivi sisenev valgus, mis on võrdeline objektiivi efektiivse läbimõõduga ja pöördvõrdeline kaugusega fookuspunktist.
Kui soovite mikroskoobiga vaatlusel NA väärtust suurendada, ei saa avanurka suurendada ja ainus võimalus on suurendada söötme murdumisnäitaja n väärtust. Selle põhimõtte alusel toodetakse veekeelega objektiivi ja õlikümblusobjektiivi lääts. Kuna keskkonna murdumisnäitaja n on suurem kui 1, võib NA väärtus olla suurem kui 1.
Maksimaalne arvuline ava on 1,4, mis on teoreetiliselt ja tehniliselt piir. Praegu kasutatakse söötmena kõrge murdumisnäitajaga bronaftaleeni. Bronaftaleeni murdumisnäitaja on 1,66, seega võib NA väärtus olla suurem kui 1,4.
Siinkohal tuleb märkida, et objektiivi numbrilise ava mõju täielikuks mängimiseks peaks kondensaatori NA väärtus olema vaatluse ajal võrdne või veidi suurem objektiivi NA väärtusest.
Numbriline ava on tihedalt seotud teiste tehniliste parameetritega ning peaaegu määrab ja mõjutab teisi tehnilisi parameetreid. See on võrdeline eraldusvõimega, proportsionaalne suurendusega ja pöördvõrdeline fookuse sügavusega. NA väärtuse kasvades väheneb vastavalt ka vaatevälja laius ja töökaugus.
2. Resolutsioon
Mikroskoobi eraldusvõime viitab kahe objektipunkti vahelisele minimaalsele kaugusele, mida mikroskoobi abil saab selgelt eristada, mida tuntakse ka kui "diskrimineerimise määra". Selle arvutusvalem on σ=λ/NA
kus σ on minimaalne eraldusvõime kaugus; λ on valguse lainepikkus; NA on objektiivi numbriline ava. Nähtava objektiiviläätse eraldusvõime määratakse objektiiviläätse NA väärtuse ja valgustusvalgusallika lainepikkuse järgi. Mida suurem on NA väärtus, seda lühem on valgustusvalguse lainepikkus, seda väiksem on σ väärtus ja seda suurem on eraldusvõime.
Eraldusvõime suurendamiseks, st σ väärtuse vähendamiseks, võib võtta järgmisi meetmeid:
1. Vähendage lainepikkuse λ väärtust ja kasutage lühikese lainepikkusega valgusallikat.
2. NA väärtuse suurendamiseks suurendage kandja n väärtust (NA=nsinu/2).
3. NA väärtuse suurendamiseks suurendage ava nurga u väärtust.
4. Suurendage kontrasti heleda ja tumeda vahel.
3. Suurendus ja efektiivne suurendus
Objektiivi ja okulaari kahe suurenduse tõttu peaks mikroskoobi kogusuurendus Γ olema objektiiviläätse suurenduse ja okulaari suurenduse Γ1 korrutis:
Γ= Γ1
Ilmselgelt võib mikroskoobil olla palju suurem suurendus kui suurendusklaasil ning mikroskoobi suurendust saab hõlpsasti muuta, vahetades erineva suurendusega objektiiviläätsesid ja okulaare.
Ka suurendus on mikroskoobi oluline parameeter, kuid ei saa pimesi uskuda, et mida suurem suurendus, seda parem. Mikroskoobi suurenduse piir on efektiivne suurendus.
Eraldusvõime ja suurendus on kaks erinevat, kuid omavahel seotud mõistet. On olemas relatsioonivalem: 500NA<><>
Kui valitud objektiiviläätse numbriline ava ei ole piisavalt suur, st eraldusvõime pole piisavalt kõrge, ei suuda mikroskoop objekti peenstruktuuri eristada. Isegi kui suurendust liigselt suurendatakse, saab praegu saada ainult suure kontuuriga, kuid ebaselgete detailidega kujutist. , mida nimetatakse ebaefektiivseks suurenduseks. Teisest küljest, kui eraldusvõime on vastanud nõuetele ja suurendus on ebapiisav, on mikroskoobil küll lahutusvõime, kuid pilt on liiga väike, et seda inimsilm selgelt näha oleks. Seega, et anda mikroskoobi lahutusvõimele täielik mäng, peaks numbriline ava olema mõistlikult sobitatud mikroskoobi kogusuurendusega.
4. Fookuse sügavus
Fookuse sügavus on fookuse sügavuse lühend, see tähendab, et mikroskoobi kasutamisel, kui fookus on objektil, pole selgelt näha ainult punkti tasapinnal olevad punktid, vaid ka teatud paksuse piires. lennuki kohal ja all. On selge, et selle selge osa paksus on fookuse sügavus. Kui teravustamissügavus on suur, on kogu kontrollitava objekti kiht näha, väikese fookussügavuse korral aga ainult õhuke kiht kontrollitavast objektist. Fookuse sügavusel on järgmine seos teiste tehniliste parameetritega:
1. Fookuse sügavus on pöördvõrdeline objektiivi kogu suurenduse ja numbrilise avaga.
2. Fookuse sügavus on suur ja eraldusvõime vähenenud.
Madala suurendusega objektiivi suure teravussügavuse tõttu on väikese suurendusega objektiiviga pildistamine keeruline. Üksikasju kirjeldatakse mikrofotodel.
Viis, vaatevälja läbimõõt (FieldOfView)
Mikroskoobiga vaadates nimetatakse nähtavat heledat ringikujulist ala vaateväljaks ja selle suuruse määrab okulaaris olev välja diafragma.
Vaatevälja läbimõõtu nimetatakse ka vaatevälja laiuseks, mis viitab uuritava objekti tegelikule ulatusele, mis mahub mikroskoobi all vaadeldavasse ringikujulisse vaatevälja. Mida suurem on vaatevälja läbimõõt, seda lihtsam on seda jälgida.
Seal on valem:
F=FN/
kus F on vaatevälja läbimõõt;
FN-välja number (FieldNumber, lühend FN, märgitud okulaari läätse silindri välisküljele);
- objektiivi suurendus.
Seda võib näha valemist:
1. Vaatevälja läbimõõt on võrdeline vaateväljade arvuga.
2. Objektiivi läätse kordse suurendamine vähendab vaatevälja läbimõõtu. Seega, kui näete väikese võimsusega objektiivi all kontrollitava objekti tervikpilti ja asendate selle suure võimsusega objektiiviga, näete ainult väikest osa kontrollitavast objektist.
6. Kehv katvus
Mikroskoobi optiline süsteem sisaldab ka katteklaasi. Katteklaasi ebastandardse paksuse tõttu muutub valguse tee peale valguse sisenemist katteklaasilt õhku ja murdumist, mille tulemuseks on faaside erinevus, mis on halb katvus. Kehv katvus mõjutab mikroskoobi helikvaliteeti.
Rahvusvaheliselt on katteklaasi standardpaksus {{0}},17 mm ja lubatud vahemik on 0.16-0,18 mm. Selle paksusevahemiku erinevus on välja arvutatud objektiivi valmistamisel. Objektiivi korpusele märgitud 0,17 näitab objektiivi jaoks vajalikku katteklaasi paksust.
7. Töökaugus WD
Töökaugust nimetatakse ka objekti kauguseks, mis tähistab objektiivi eesmise läätse pinna ja kontrollitava objekti vahelist kaugust. Mikroskoobiga kontrollimise ajal peaks kontrollitav objekt olema objektiivi ühe- kuni kahekordne fookuskaugus. Seetõttu on see ja fookuskaugus kaks mõistet. See, mida me tavaliselt teravustamiseks nimetame, on tegelikult töökauguse reguleerimine.
Kui objektiiviläätse numbriline ava on konstantne, on töökaugus lühike ja avanurk suur.
Suure suurendusega objektiiv suure numbrilise ava ja väikese töökaugusega
