Kuidas parandada mikroskoobi eraldusvõimet?
Mikroskoobid on üks peamisi testimise seadmeid ja oluline näitaja mikroskoopide töövõime hindamisel on eraldusvõime. Eraldusvõime viitab võimele selgelt eristada kahte väikest punkti või väiksemat kaugust kahe joone vahel. Inimsilm ise on mikroskoop ja tavalistes valgustingimustes on inimsilma eraldusvõime nägemiskaugusel (rahvusvaheliselt tunnustatud kui 25 cm) ligikaudu 1/10 mm. Kahe sirgjoone vaatlemiseks, kuna need võivad stimuleerida mitmeid närvirakke, saab parandada ka silmade eraldusvõimet.
Inimsilma eraldusvõime on vaid 1/10 mm, seega ei suuda inimsilm eristada kaugust objektide vahel, mis on väiksemad kui 1/10 mm või kahe pisikese objekti vahel, mis on lähemal kui 1/10 mm. Seega on toimunud üleminek lihtsatelt makroskoopilistelt suurendusklaasidelt mikroskoopilise vaatluse jaoks optiliste mikroskoopide poole, millele järgneb elektronmikroskoop. Mikroskoobi eraldusvõime on määratletud kui väiksem kaugus kahe väikese punkti vahel, mida saab proovil selgelt eristada. Arvutusvalem on: D=0.61 λ/NA
Valemis: D on eraldusvõime (um); λ on valgusallika lainepikkus (um); NA on objektiiviläätse numbriline ava (tuntud ka kui ava suhe).
Valemi järgi sõltub mikroskoobi lahutusvõime langeva valgusallika lainepikkusest ja sobitatud objektiiviläätse numbrilisest avast. Sellest on näha, et optilise mikroskoopia täiustamise meetod on järgmine:
1. Vähendage valgusallika lainepikkust.
Nähtava valguse lainepikkus on lühem, 390nm. Kui valgustusvalgusallikana kasutatakse selle lainepikkusega ultraviolettvalgust, võib optilise mikroskoobi eraldusvõimet vähendada 0,2 um-ni. Kuid kuna enamik tavalisi klaasmaterjale neelab suurel hulgal valgust lainepikkusega alla 340 nm, ei saa ultraviolettvalgus pärast märkimisväärset sumbumist selgeid ja eredaid pilte moodustada. Seetõttu tuleb kasutada kalleid materjale, nagu kvarts (mis suudab ultraviolettvalgust läbi viia kuni 200 nm) ja fluoršpat (mis suudab ultraviolettvalgust läbi lasta kuni 185 nm) ning ultraviolettmikroskoope ei saa palja silmaga jälgida ja need on isegi piiratud vaadeldud proovidega koos kallite kuludega. Seetõttu 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 optiliste mikroskoopide eraldusvõime parandamiseks tavaliseks meetodiks saanud suurema avanurga kasutamine või murdumisnäitaja suurendamine optilises disainis. Üldiselt kasutavad madala suurendusega objektiivid, mis on alla 10X, keskkonnana õhku ja nende murdumisnäitaja on 1, mis on kuivobjektiiv; Veekümbluskeskkonnaks on destilleeritud vesi, murdumisnäitaja 1,33; Õli sukelläätsede keskkond on tõrv või muu läbipaistev õli, mille murdumisnäitaja on tavaliselt umbes 1,52, mis on lähedane läätsede ja klaasklaaside, näiteks Olympuse 100X õliläätsede murdumisnäitajale. Veekümblusobjektiivil ja õlikümblusobjektiivil pole mitte ainult kõrge suurendus, vaid need parandavad ka objektiivi eraldusvõimet tänu kõrge murdumisnäitaja kasutamisele.
