Kuidas parandada mikroskoobi eraldusvõimet?
Mikroskoop on üks peamisi kontrollseadmete seadmeid ja oluline näitaja mikroskoobi jõudluse hindamisel on eraldusvõime. Eraldusvõime viitab võimele selgelt eristada kahte väikest punkti või väikest vahemaad kahe joone vahel. Inimsilm ise on mikroskoop. Tavalistes valgustingimustes on inimsilma eraldusvõime fotoopilisel kaugusel (rahvusvaheliselt tunnustatud 25 cm) ligikaudu 1/10 mm. Kahe sirgjoone vaatamisel saab parandada ka silma eraldusvõimet, kuna sirgjoon stimuleerib rida närvirakke.
Inimsilma eraldusvõime on vaid 1/10 mm, seega ei saa inimsilm eristada kaugust objekti, mis on väiksem kui 1/10 mm, või 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 määratlus on väike vahemaa kahe väikese punkti 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 (nimetatakse ka objektiivi avaks).
Valemist võib saada, et mikroskoobi lahutusvõime määrab langeva valgusallika lainepikkus ja sobitatud objektiiviläätse numbriline ava. On näha, et optilise mikroskoobi täiustamise meetod:
1. Vähendage valgusallika lainepikkust.
Nähtava valguse lühem lainepikkus on 39{1}}nm. Kui valgustusvalgusallikana kasutatakse selle lainepikkusega ultraviolettvalgust, saab optilise mikroskoobi eraldusvõimet vähendada 0,2 um-ni. Kuna enamik tavalisi klaasmaterjale aga neelavad suurel hulgal valgust lainepikkusega alla 340 nm, ei saa ultraviolettvalgus pärast suurt sumbumist selget ja eredat pilti moodustada. Seetõttu tuleb kasutada kalleid materjale, nagu kvarts (mis suudab ultraviolettvalgust läbi lasta kuni 200 nm) ja fluoriit (mis suudab ultraviolettvalgust läbi lasta kuni 185 nm), ning ultraviolettvalgusmikroskoope ei saa palja silmaga jälgida, isegi vaadeldud proovid Piirangus koos kõrgete kuludega, mistõttu seda meetodit mikroskoobi eraldusvõime parandamiseks ei kasutata 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 disaini vaatenurgast optilise mikroskoobi eraldusvõime parandamiseks muutunud tavaliseks meetodiks suurema avanurga sobivast kasutamisest või murdumisnäitaja suurendamisest. Üldiselt kasutavad väikese suurendusega objektiivid, näiteks alla 10X, keskkonnana õhku, mille murdumisnäitaja on 1, st kuiv objektiiv; veekümbluskeskkond on destilleeritud vesi ja selle murdumisnäitaja on 1,33; õlikümblusobjektiivi lääts on seedriõli või muu läbipaistev õli ja selle murdumisnäitaja on üldiselt Umbes 1,52 on see läätsede ja klaasklaaside, näiteks Olympuse 100X õliläätsede, murdumisnäitaja lähedal. Veekümblusobjektiividel ja õlikümblusobjektiividel pole mitte ainult kõrge suurendus, vaid need parandavad ka objektiivi eraldusvõimet tänu kõrge murdumisnäitajaga kandja kasutamisele
