Hur kan upplösningen i ett mikroskop förbättras?
Mikroskopet är en av huvudutrustningarna för att testa utrustning, och en viktig indikator för att bedöma ett mikroskops prestanda är upplösning. Upplösning hänvisar till förmågan att tydligt särskilja det mindre avståndet mellan två små punkter eller två linjer. Det mänskliga ögat i sig är ett mikroskop. Under standardljusförhållanden är upplösningen för det mänskliga ögat på det fotopiska avståndet (internationellt erkänt som 25 cm) ungefär lika med 1/10 mm. För att observera två raka linjer, eftersom raka linjer kan stimulera en serie nervceller, kan ögonens upplösning förbättras.
Det mänskliga ögats upplösning är bara 1/10 mm, så det mänskliga ögat kan inte urskilja föremål som är mindre än 1/10 mm eller avståndet mellan två små föremål närmare än 1/10 mm. Så det fanns enkla makroskopiska förstoringsglas, optiska mikroskop för mikroskopisk observation och sedan elektronmikroskop. Upplösningen för ett mikroskop definieras som det mindre avståndet mellan två små punkter på ett prov som tydligt kan urskiljas. Beräkningsformeln är: D=0.61λ/NA
I formeln: D är upplösningen (um); λ är våglängden för ljuskällan (um); NA är den numeriska bländaren för objektivlinsen (kallas även objektivets bländare).
Det kan erhållas från formeln att mikroskopets upplösning bestäms av våglängden för den infallande ljuskällan och den numeriska bländaren för den matchande objektivlinsen. Det kan ses av detta att metoder för att förbättra optisk mikroskopi:
1. Minska ljuskällans våglängd.
Den kortare våglängden för synligt ljus är 390nm. Om ultraviolett ljus av denna våglängd används som belysningskälla kan det optiska mikroskopets upplösning reduceras till 0,2 um. Men eftersom de flesta vanliga glasmaterial absorberar en stor mängd ljus med våglängder under 340 nm, kan ultraviolett ljus inte bilda en klar och ljus bild efter en stor mängd dämpning. Därför måste dyra material som kvarts (som kan överföra ultraviolett ljus så lågt som 200nm) och fluorit (som kan överföra ultraviolett ljus så lågt som 185nm) användas, och ultraviolettljusmikroskop kan inte observeras med blotta ögat, även under observation av prover. Tillsammans med den höga kostnaden används denna metod för att förbättra mikroskopupplösningen inte i stor utsträckning på grund av sina egna begränsningar.
2. Öka objektivlinsens numeriska bländare NA.
Numerisk bländare NA=n*sin(u)
I formeln är n brytningsindexet för mediet mellan objektivlinsen och provet; u är en halv bländarvinkel för objektivlinsen. Därför har lämpligt antagande av en större bländarvinkel i optisk design eller ökning av brytningsindex blivit en vanlig metod för att förbättra upplösningen hos optiska mikroskop. I allmänhet är mediet för objektivlinser med låg förstoring, såsom de under 10X, luft, med ett brytningsindex på 1, det vill säga en objektivlins i torrt system; vattendoppningsmediet är destillerat vatten med ett brytningsindex på 1,33; mediet för en oljesänkningsobjektivlins är cederträolja eller annan transparent olja, med ett genomsnittligt brytningsindex. Vid cirka 1,52 är det nära brytningsindexet för linser och glasskivor, som Olympus oljelins 100X. Vattensänkningsobjektiv och oljesänkningsobjektiv har inte bara hög förstoring, utan använder också media med högt brytningsindex för att förbättra objektivlinsens upplösning.
