Mikroskoopide optilised põhimõtted ja jõudlus
Traditsiooniline optiline mikroskoop koosneb optilisest süsteemist ja mehaanilisest struktuurist, mis neid toetab. Optiline süsteem sisaldab objektiivi, okulaari ja kondensaatorläätset, mis kõik on keerulised suurendusläätsed, mis on valmistatud erinevat tüüpi optilisest klaasist. Objektiiv suurendab näidise kujutist, selle suurendust M asja järgmise valemiga: M asi=Δ ∕ f 'asi, kus f 'asi on objektiivi fookuskaugus, Δ võib mõista kaugusena objektiivi ja okulaari vahele. Okulaariks on objektiivi kujutis, mis on taas suurendatud kujuteldavaks kujutiseks inimese ees 250 mm inimese vaatlemiseks, mis on enamik inimesi tunneb **** vaatlusasendit, M-silma suurenduse okulaar { {2}}/f'eye, f'eye on fookuskauguse okulaar. Mikroskoobi kogusuurendus on objektiivi ja okulaari korrutis, st M=M objekt * M okulaar=Δ * 250∕f'eye * f;objekt. Seda on näha, vähendage objektiivi ja okulaari fookuskaugust kogu suurendusega, mis tähendab, et mikroskoop näeb ** ja muid võtme mikroorganisme, aga ka erinevust selle ja tavalise suurendusklaasi vahel.
Niisiis, kas on mõeldav objektiivset okulaari piiramatult vähendada, et suurendada suurendust, et näeksime peenemaid objekte? Vastus on ei! Selle põhjuseks on asjaolu, et pildistamiseks kasutatav valgus on omamoodi elektromagnetlaine ja seega tekitab levimisprotsessis vältimatult difraktsiooni- ja interferentsinähtusi, nii nagu igapäevaselt nähtavat lainetust veepinnal takistustega kokku puutudes saab ümardada. kaks veelainete sammast võivad üksteisega kohtuda, et tugevdada või nõrgendada sama. Kui valgus lainetab punktikujulise valgust kiirgava objekti punktist objektiivi, takistab äärise objektiiv valguse levimist, difraktsiooni ja interferentsi, pärast seda, kui objektiivi ei saa enam punkti koguda, kuid teatud suurusega laigu moodustumine, esineb ka nõrga ja järk-järgult väheneva halo perifeeria intensiivsuse seeria, Avery täpi jaoks kutsume heleda laigu keskpunkti, kahte valgust kiirgavat punkti, mis on teatud kaugusel. kui kaks kohta kattuvad, kuni seda ei saa kahe koha puhul kinnitada. Riley pakkus välja kriteeriumi, et kui kahe punkti keskpunkti kaugus on võrdne Airy punkti raadiusega, saab neid kahte punkti eristada, arvutades, et kahe valgust kiirgava punkti vaheline kaugus e=0,61 ∕n.sinA=0.61 ∕NA-sse, kus valguslainete lainepikkusesse saab inimsilm vastu võtta valguslainete lainepikkusega umbes 0.4-0 .7 um, n keskmise murdumisnäitaja valgust kiirgava punkti puhul, kus valgust kiirgav punkt asub valgust kiirgava punkti murdumisnäitajas. Meediumi murdumisnäitaja, milles valgust kiirgav punkt, näiteks õhus, n ≈ 1, vees, n ≈ 1,33 ja A objektiiviläätse raami poole nurga valgust kiirgava punkti jaoks, NA tuntud kui objektiivi numbriline ava. Ülaltoodud valemi põhjal saab objektiivilääts eristada kahe punkti vahelist kaugust valguse lainepikkuse ja inimsilma piirangute arvulise ava järgi, mis on tingitud inimsilma visuaalsest * teravast lainepikkusest umbes 0. 5 um ja nurk A ei ole suurem kui 90 kraadi, sinA on alati väiksem kui 1, saadaoleva valgust läbilaskva keskkonna * murdumisnäitaja on umbes 1,5, seega on e-väärtus alati suurem kui 0.2 um, see on optiline mikroskoop, mis suudab eristada * kauguse väikseimat piiri. Kui soovite, et mikroskoobi suurenduspildi abil oleks võimalik saada objekti punktivahe e objektiiviläätse eraldusvõime NA-väärtust suurendatud nii palju, et inimsilm oleks eristatav, on vaja, et Me Suurem või võrdne { {31}},15 mm, kus 0,15 mm eksperimentaalse inimsilm jaoks suudab eristada kahte mikroobjekti, mis on paigutatud silma ette 250 mm kaugusele * väike, nii et M on suurem või võrdne (0,15 ∕ 0,61 sisse) NA ≈ 500N.A, vaatluse tegemiseks Et vaatlus ei oleks liiga töömahukas, piisab M kahekordistamisest, st 500N.A Väiksem kui või võrdne M Väiksem või võrdne 1000N.A, on mõistlik valik mikroskoobi ulatuse kogu suurendusest ja siis on kogu suurendus mõttetu, kuna objektiivi objektiivi numbriline ava on piiratud * väikese lahutatavaga. suurenduse suurendamiseks on olnud võimatu eristada väiksemate objektide detaile.
