Hur man definierar och beräknar effektiviteten hos optiska mikroskop
1. Numerisk bländare
Numerisk bländare förkortas NA. Numerisk bländare är den viktigaste tekniska parametern för objektivlinsen och kondensatorlinsen, och den är en viktig symbol för att bedöma prestandan för båda (särskilt för objektivlinsen). Storleken på dess numeriska värde är markerat på höljet av objektivlinsen respektive kondensorlinsen.
Numerisk bländare (NA) är produkten av brytningsindex (n) för mediet mellan den främre linsen på objektivlinsen och föremålet som ska inspekteras och sinusen för halvan av bländarvinkeln (u). Formeln är följande: NA=nsinu/2
Bländarvinkel, även känd som "spegelmunvinkel", är vinkeln som bildas av objektpunkten på objektivlinsens optiska axel och den effektiva diametern på objektivlinsens främre lins. Ju större bländarvinkel, desto större ljusflöde kommer in i objektivlinsen, vilket är proportionellt mot objektivlinsens effektiva diameter och omvänt proportionellt mot avståndet till brännpunkten.
När du observerar med mikroskop, om du vill öka NA-värdet, kan bländarvinkeln inte ökas. Det enda sättet är att öka mediets brytningsindex n-värde. Baserat på denna princip produceras vattensänkningsobjektiv och oljesänkningsobjektiv. Eftersom brytningsindex n-värdet för mediet är större än 1, kan NA-värdet vara större än 1.
Den maximala numeriska bländaren är 1,4, vilket har nått gränsen både teoretiskt och tekniskt. För närvarande används bromonaftalen med högt brytningsindex som medium. Brytningsindex för bromonaftalen är 1,66, så NA-värdet kan vara större än 1,4.
Det måste här påpekas att för att ge fullt spel åt rollen av den numeriska bländaren för objektivlinsen, bör NA-värdet för kondensorlinsen vara lika med eller något större än objektivlinsen under observation.
Numerisk bländare är nära relaterad till andra tekniska parametrar, och den bestämmer och påverkar nästan andra tekniska parametrar. Den är proportionell mot upplösningen, proportionell mot förstoringen och omvänt proportionell mot fokusdjupet. När NA-värdet ökar kommer synfältets bredd och arbetsavståndet att minska i enlighet med detta.
2. Upplösning
Mikroskopets upplösning hänvisar till det minsta avståndet mellan två objektpunkter som tydligt kan urskiljas av mikroskopet, även känd som "diskrimineringshastigheten". Dess beräkningsformel är σ=λ/NA
Där σ är det minsta upplösningsavståndet; λ är ljusets våglängd; NA är den numeriska bländaren för objektivlinsen. Upplösningen för den synliga objektivlinsen bestäms av två faktorer: NA-värdet för objektivlinsen och våglängden för belysningskällan. Ju större NA-värdet är, desto kortare är våglängden för belysningsljuset, och ju mindre σ-värdet är, desto högre upplösning.
För att öka upplösningen, dvs minska värdet på σ, kan följande åtgärder vidtas:
1. Minska våglängden λ-värdet och använd en kortvågig ljuskälla.
2. Öka medelvärdet n för att öka NA-värdet (NA=nsinu/2).
3. Öka bländarvinkeln u-värdet för att öka NA-värdet.
4. Öka kontrasten mellan ljust och mörkt.
3. Förstoring och effektiv förstoring
På grund av de två förstoringarna av objektivlinsen och okularet, bör den totala förstoringen Γ av mikroskopet vara produkten av objektivlinsens förstoring och okularets förstoring Γ1:
Γ= Γ1
Uppenbarligen, jämfört med förstoringsglaset, kan mikroskopet ha en mycket högre förstoring, och mikroskopets förstoring kan enkelt ändras genom att byta ut objektivlinsen och okularet med olika förstoringar.
Förstoring är också en viktig parameter i mikroskopet, men man kan inte blint tro att ju högre förstoring desto bättre. Gränsen för mikroskopförstoring är den effektiva förstoringen.
Upplösning och förstoring är två olika men relaterade begrepp. Relationsformel: 500NA<><>
När den numeriska bländaren för den valda objektivlinsen inte är tillräckligt stor, det vill säga upplösningen inte är tillräckligt hög, kan mikroskopet inte urskilja objektets fina struktur. Vid denna tidpunkt, även om förstoringen är överdrivet ökad, kan den erhållna bilden bara vara en bild med en stor kontur men oklara detaljer. , kallad ogiltig förstoring. Omvänt, om upplösningen uppfyller kraven men förstoringen är otillräcklig, har mikroskopet förmågan att lösa upp, men bilden är fortfarande för liten för att tydligt ses av mänskliga ögon. Därför, för att ge fullt spel åt mikroskopets upplösningsförmåga, bör den numeriska bländaren vara rimligt anpassad till mikroskopets totala förstoring.
4. Fokusdjup
Depth of focus är förkortningen av depth of focus, det vill säga när man använder ett mikroskop, när fokus är på ett visst föremål, kan inte bara alla punkter på planet för denna punkt ses tydligt, utan även inom en viss tjocklek ovanför och under planet, För att vara tydlig är tjockleken på denna klara del fokusdjupet. Om fokusdjupet är stort kan du se hela lagret av objektet under inspektion, medan om fokusdjupet är litet kan du bara se ett tunt lager av objektet som ska granskas. Fokusdjupet har följande samband med andra tekniska parametrar:
1. Fokusdjupet är omvänt proportionellt mot objektivets totala förstoring och den numeriska bländaren.
2. Fokusdjupet är stort och upplösningen minskar.
På grund av det stora skärpedjupet hos objektivlinsen med låg förstoring är det svårt att ta bilder med objektivet med låg förstoring. Detta kommer att beskrivas mer i detalj i mikrofotografier.
5. Synfältsdiameter (FieldOfView)
När man observerar ett mikroskop kallas det ljusa cirkulära området synfältet, och dess storlek bestäms av fältmembranet i okularet.
Diametern på synfältet kallas även synfältets bredd, vilket hänvisar till den faktiska räckvidden för det inspekterade föremålet som kan rymmas i det cirkulära synfältet sett under mikroskopet. Ju större diameter synfältet har, desto lättare är det att observera.
Det finns formeln:
F=FN/
I formeln, F - diametern på synfältet;
FN - fältnummer (Fältnummer, förkortat FN, markerat på utsidan av okularröret);
- objektivets förstoring.
Det kan ses från formeln:
1. Diametern på synfältet är proportionell mot antalet synfält.
2. Att öka objektivlinsens multipel minskar synfältets diameter. Därför, om du kan se hela bilden av det inspekterade objektet under lågeffektlinsen och byter till en högeffektsobjektivlins, kan du bara se en liten del av det inspekterade objektet.
6. Dålig täckning
Det optiska systemet i mikroskopet inkluderar även täckglaset. På grund av den icke-standardiserade tjockleken på täckglaset ändras den optiska vägen för ljuset efter att ha kommit in i luften från täckglaset, vilket resulterar i en fasskillnad, vilket är dålig täckning. Genereringen av dålig täckning påverkar mikroskopets ljudkvalitet.
Enligt internationella bestämmelser är standardtjockleken på täckglaset {{0}}.17 mm, och det tillåtna området är 0.16-0.18 mm. Skillnaden i detta tjockleksområde har beräknats vid tillverkningen av objektivlinsen. 0,17 markerade på objektivlinshuset indikerar tjockleken på täckglaset som krävs av objektivlinsen.
7. Arbetsavstånd WD
Arbetsavståndet kallas även för objektavståndet, vilket hänvisar till avståndet från ytan på den främre linsen på objektivlinsen till det föremål som ska inspekteras. Vid mikroskopinspektion bör föremålet som ska inspekteras vara mellan en och två gånger objektivets brännvidd. Därför är det och brännvidden två begrepp. Det som brukar kallas fokusering är egentligen att justera arbetsavståndet.
Vid en viss numerisk bländare på objektivlinsen är arbetsavståndet kort och bländarvinkeln stor.
Högförstoringsobjektiv med stor numerisk bländare och litet arbetsavstånd
