Millistes sektorites kasutatakse optilisi mikroskoope kõige rohkem?
Haiglad on suurimad rakenduskohad mikroskoopidele, mida kasutatakse peamiselt sellise teabe kontrollimiseks nagu muutused patsiendi kehavedelikes, inimkehasse tungivad mikroobid, muutused rakukoe struktuuris jne ning annavad arstidele võrdlus- ja kontrollimeetodeid ravi formuleerimiseks. plaanid. Kirurgias on mikroskoop arstide jaoks kõige olulisem tööriist; põllumajanduses ei saa ilma mikroskoobi abita hakkama aretus, kahjuritõrje ja muud tööd; tööstuslikus tootmises peendetailide töötlemise kontroll ja montaaži reguleerimine ning materjali omaduste uurimine Oskused; Kriminaaluurijad toetuvad sageli erinevate mikroskoopiliste kuritegude analüüsimisel mikroskoopidele, mis on oluline vahend tegeliku mõrvari kindlakstegemisel; Samuti vajavad keskkonnakaitseosakonnad mikroskoope erinevate tahkete saasteainete tuvastamisel; Geoloogia- ja mäeinsenerid ning kultuurimälestised ja arheoloogid kasutavad mikroskoope. Leitud vihjed võivad hinnata sügavaid maa-aluseid maavaramaardlaid või järeldada tolmust ajaloolist tõde; isegi inimeste igapäevaelu ei saa läbi ilma mikroskoopideta, näiteks ilu- ja juuksuritööstus, mis suudab mikroskoobi abil tuvastada naha ja juuste kvaliteeti. Parimate tulemuste saavutamiseks. On näha, kui tihedalt on mikroskoop inimeste toodangu ja eluga integreeritud.
Erinevate kasutuseesmärkide järgi võib mikroskoobid jämedalt jagada nelja kategooriasse: bioloogilised mikroskoobid, metallograafilised mikroskoobid, stereomikroskoobid ja polariseerivad mikroskoobid. Nagu nimigi ütleb, kasutatakse bioloogilisi mikroskoope peamiselt biomeditsiinis ning vaatlusobjektid on enamasti läbipaistvad või poolläbipaistvad mikrokehad; metallograafilisi mikroskoope kasutatakse peamiselt läbipaistmatute objektide pinna, näiteks materjalide metallograafilise struktuuri ja pinnadefektide jälgimiseks; Objekti suurendamise ja pildistamise ajal on ka objekti ja kujutise orientatsioon inimsilma suhtes ühtlane ning sügavustunne, mis on kooskõlas inimeste tavapäraste visuaalsete harjumustega; Polariseerivad mikroskoobid kasutavad polariseeritud valguse jaoks erinevate materjalide ülekande- või peegeldusomadusi, et eristada erinevaid mikroobjekte. Lisaks saab jaotada ka mõned eritüübid, näiteks pöördbioloogiline mikroskoop või kultuurimikroskoop, mida kasutatakse peamiselt kultuuri vaatlemiseks läbi kultiveerimisnõu põhja; fluorestsentsmikroskoobis kasutatakse teatud aineid konkreetse lühema lainepikkusega valguse neelamiseks. Spetsiifilise pikema lainepikkusega valguse kiirgamise omadused, et avastada nende ainete olemasolu ja hinnata nende sisaldust; võrdlusmikroskoobiga saab moodustada kahest samas vaateväljas olevast objektist kõrvutatud või üksteise peale asetatud kujutisi, et võrrelda kahe objekti sarnasusi ja erinevusi.
Traditsioonilised optilised mikroskoobid koosnevad peamiselt optilistest süsteemidest ja neid toetavatest mehaanilistest struktuuridest. Optiliste süsteemide hulka kuuluvad objektiivläätsed, okulaarid ja kondensaatorläätsed, mis kõik on erinevatest optilistest klaasidest valmistatud keerulised suurendusklaasid. Objektiiv suurendab proovi kujutist ja selle suurendus M objekt määratakse järgmise valemiga: M objekt=Δ∕f' objekt , kus f' objekt on objektiivi fookuskaugus ja Δ võib mõista kui kaugust objektiiviläätse ja okulaari vahel. Okulaar suurendab uuesti objektiiviläätse moodustatud pilti ja moodustab vaatlemiseks 250 mm kaugusel inimsilmast virtuaalse pildi. See on enamiku inimeste jaoks kõige mugavam vaatlusasend. Okulaari suurendus M eye=250/f' eye, f' eye on okulaari fookuskaugus. Mikroskoobi kogusuurendus on objektiiviläätse ja okulaari korrutis, st M=M objekt*M silm=Δ*250/f' silm *f; objektiks. Näha on, et objektiiviläätse ja okulaari fookuskaugust vähendades suureneb kogusuurendus, mis on võti bakterite ja muude mikroorganismide mikroskoobiga nägemiseks ning see on ka erinevus tavaliste suurendusklaaside vahel.
Niisiis, kas on mõeldav f'objekti f'silma piiramatult vähendada, et suurendada suurendust, et näeksime peenemaid objekte? Vastus on ei! Selle põhjuseks on asjaolu, et pildistamisel kasutatav valgus on oma olemuselt teatud tüüpi elektromagnetlaine, nii et levimisprotsessis tekivad vältimatult difraktsiooni- ja interferentsinähtused, nagu igapäevaelus nähtavad lained veepinnal võivad takistustega kokku puutudes ümber minna. , ja kaks veelainete sammast võivad üksteist tugevdada, kui nad kohtuvad Või nõrgendada sama. Kui punktkujulisest helendavast objektist kiirgav valguslaine siseneb objektiivi, takistab objektiiviläätse raam valguse levimist, mille tulemuseks on difraktsioon ja interferents. Seal on rida nõrga ja järk-järgult nõrgeneva intensiivsusega kergeid rõngaid. Keskmist heledat kohta nimetame õhuliseks kettaks. Kui kaks valgust kiirgavat punkti on teatud kaugusel, kattuvad need kaks valguspunkti, kuni neid ei saa kinnitada kahe valguspunktina. Rayleigh pakkus välja otsustusstandardi, arvates, et kui kahe valgustäpi keskpunktide vaheline kaugus on võrdne Airy ketta raadiusega, saab neid kahte valguspunkti eristada. Pärast arvutamist on kahe valgust kiirgava punkti vaheline kaugus sel hetkel e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, kus I on valguse lainepikkus, lainepikkus Inimsilm suudab vastu võtta umbes 0.4-0,7 um ja n on selle keskkonna murdumisnäitaja, kus valgust kiirgav punkt asub, näiteks õhus, n ≈1, vees, n≈1,33 ja A on pool valgust kiirgava punkti avanemisnurgast objektiivi raami suhtes ning NA-d nimetatakse objektiivi numbriliseks apertuuriks. Ülaltoodud valemist on näha, et kahe objektiivi abil eristatava punkti vaheline kaugus on piiratud valguse lainepikkuse ja numbrilise avaga. Kuna inimsilma kõige teravama nägemise lainepikkus on umbes 0,5 um ja nurk A ei tohi ületada 90 kraadi, on sinA alati väiksem kui 1. Saadaval oleva pildi maksimaalne murdumisnäitaja valgust läbilaskev keskkond on umbes 1,5, seega on e väärtus alati suurem kui 0,2 um, mis on minimaalne piirkaugus, mida optiline mikroskoop suudab eristada. Suurendage pilti läbi mikroskoobi, kui soovite suurendada objekti punkti kaugust e, mida saab objektiiviläätse abil lahendada teatud NA väärtusega, mis on piisav inimsilmaga lahutamiseks, vajate Me Suuremat kui {{26 }},15 mm, kus {{30}},15 mm on inimsilma katseväärtus Minimaalne vahemaa kahe mikroobjekti vahel, mida saab eristada 250 mm kaugusel silmade ees, seega M Suurem kui või võrdne (0,15∕0,61 tolli) NA≈500N.A, selleks, et vaatlus ei oleks liiga töömahukas, piisab M kahekordistamisest, see tähendab 500 N. A Väiksem või võrdne M Väiksem või võrdne 1000 N.A on mikroskoobi kogusuurenduse mõistlik valik. Ükskõik kui suur on summaarne suurendus, on see mõttetu, sest objektiivi numbriline ava on piiranud minimaalset lahendatavat kaugust ja suurenduse suurendamisega pole võimalik rohkem eristada. Väikesed objektid on üksikasjalikud.
