Hur man bestämmer det optiska mikroskopets okular och objektivlinsförstoring
Förstoringen av ett optiskt mikroskop är produkten av förstoringen av objektivlinsen och okularets förstoring. Till exempel, om objektivlinsen är 10× och okularet är 10×, är förstoringen 10×10=100.
Ett objektiv:
1. Klassificering av objektivlinser:
Objektivlinsen kan delas in i torr objektivlins och flytande nedsänkningsobjektiv enligt de olika användningsförhållandena; bland dem kan vätskesänkningsobjektivet delas in i vattensänkningsobjektiv och oljesänkningsobjektiv (vanligtvis använd förstoring är 90-100 gånger).
Beroende på de olika förstoringarna kan den delas in i objektiv med låg förstoring (mindre än 10 gånger), objektiv med medelstor förstoring (cirka 20 gånger) och objektiv med hög förstoring (40-65 gånger).
Enligt situationen för aberrationskorrigering är den uppdelad i akromatisk objektivlins (vanligen använd, objektivlinsen som kan korrigera den kromatiska aberrationen för två sorters färgljus i spektrumet) och apokromatisk objektivlins (objektivet som kan korrigera den kromatiska aberration av tre sorters färgljus i spektrumet, vilket är dyrt och sällan används).
2. Huvudparametrarna för objektivlinsen:
Huvudparametrarna för objektivlinsen inkluderar: förstoring, numerisk bländare och arbetsavstånd.
① Förstoring hänvisar till förhållandet mellan storleken på bilden som ses av ögonen och storleken på motsvarande prov. Det hänvisar till förhållandet mellan längder snarare än förhållandet mellan ytor. Exempel: Förstoringsfaktorn är 100×, vilket avser ett prov med en längd på 1 μm. Längden på den förstorade bilden är 100 μm. Om den beräknas efter area förstoras den 10,000 gånger.
Den totala förstoringen av mikroskopet är lika med produkten av objektivets och okularets förstoringar.
②. Numerisk bländare kallas även bländarförhållande, förkortat NA eller A. Det är huvudparametern för objektivlins och kondensor, och den är direkt proportionell mot mikroskopets upplösning. Torra objektiv har en numerisk bländare på 0.05-0.95 och oljesänkningsobjektiv (cederolja) har en numerisk bländare på 1,25.
③. Arbetsavstånd avser avståndet från botten av den främre linsen på objektivlinsen till toppen av preparatets täckglas när det observerade provet är som tydligast. Arbetsavståndet för objektivlinsen är relaterat till objektivets brännvidd. Ju längre brännvidd objektivlinsen har, desto lägre förstoring och desto längre arbetsavstånd. Exempel: 10x objektiv är märkt med 10/0.25 och 160/0.17, där 10 är förstoringen av objektivlinsen; 0,25 är den numeriska bländaren; 160 är längden på linshylsan (i mm); 0,17 är standardtjockleken på täckglaset (i mm). Det effektiva arbetsavståndet för 10x objektivlinsen är 6,5 mm och det effektiva arbetsavståndet för 40x objektivet är 0,48 mm.
3. Objektivets funktion är att förstora provet för första gången. Det är den viktigaste delen som avgör mikroskopets prestanda——upplösningen.
Upplösning kallas också för upplösning eller upplösningsförmåga. Storleken på upplösningen uttrycks av värdet på upplösningsavståndet (det minsta avståndet mellan två objektpunkter som kan lösas upp). På det fotopiska avståndet (25 cm) kan normala mänskliga ögon tydligt se två objektpunkter som är 0.073 mm från varandra. Värdet på 0,073 mm är upplösningsavståndet för normala mänskliga ögon. Ju mindre upplösningsavstånd mikroskopet har, desto högre upplösning och desto bättre prestanda.
Storleken på mikroskopets upplösning bestäms av objektivlinsens upplösning, och objektivlinsens upplösning bestäms av dess numeriska bländare och våglängden för belysningsljuset.
När man använder den vanliga centrala belysningsmetoden (den fotopiska belysningsmetoden som låter ljuset passera jämnt genom provet), är mikroskopets upplösningsavstånd d=0.61λ/NA
I formeln d——objektivets upplösningsavstånd, i nm.
λ—våglängd för belysningsljus, enhet nm.
NA - objektivets numeriska bländare
Till exempel är den numeriska bländaren för oljeimmersionsobjektivet 1,25, och våglängdsområdet för synligt ljus är 400-700nm. Om den genomsnittliga våglängden är 550 nm, då d=270 nm, vilket är ungefär halva våglängden av belysningsljuset. I allmänhet är gränsen för upplösning för mikroskop belysta med synligt ljus 0,2 μm.
(2), okular
Eftersom det är nära betraktarens ögon kallas det också okularet. Installerad på den övre änden av linshylsan.
1. Okularets struktur
Vanligtvis består okularet av övre och nedre uppsättningar av linser, den övre linsen kallas ögonlinsen och den nedre linsen kallas den konvergerande linsen eller fältlinsen. Ett membran (dess storlek bestämmer storleken på synfältet) är installerat mellan de övre och nedre linserna eller under fältlinsen. Eftersom provet avbildas på diafragmans yta, kan en liten bit hår limmas på detta diafragma som en pekare för att indikera ett visst mål. En okularmikrometer kan också placeras på den för att mäta storleken på det observerade provet.
Ju kortare okularets längd är, desto större förstoring (eftersom okularets förstoring är omvänt proportionell mot okularets brännvidd).
2. Okularets roll
Det är för att ytterligare förstora den tydligt upplösta verkliga bilden som har förstorats av objektivlinsen till den grad att det mänskliga ögat lätt kan urskilja den tydligt. Förstoringen av vanliga okular är 5-16 gånger.
3. Förhållande mellan okular och objektiv
Den fina strukturen som tydligt har lösts upp av objektivlinsen, om den inte återförstoras av okularet och inte kan nå den storlek som det mänskliga ögat kan urskilja, då kommer den inte att ses tydligt; men den fina strukturen som inte kan lösas upp av objektivlinsen kan fortfarande ses tydligt även om den förstoras på nytt av ett okular med hög effekt, så okularet kan bara användas för förstoring och kommer inte att förbättra mikroskopets upplösning . Ibland även om objektivlinsen kan särskilja två mycket nära objektspunkter, är det fortfarande omöjligt att se tydligt eftersom avståndet mellan bilderna av dessa två objektpunkter är mindre än ögonens upplösningsavstånd. Därför är okularet och objektivlinsen inte bara relaterade till varandra, utan begränsar också varandra.
