Hur förbättrar man upplösningen i ett mikroskop?
Mikroskop är en av huvudutrustningen för att testa utrustning, och den viktiga indikatorn för att utvärdera mikroskops prestanda är upplösning. Upplösning avser förmågan att tydligt skilja mellan två små punkter eller det mindre avståndet mellan två linjer. Det mänskliga ögat i sig är ett mikroskop, och under vanliga ljusförhållanden är upplösningen för det mänskliga ögat på ett ljust avstånd (internationellt erkänt som 25 cm) ungefär 1/10 mm. För att observera två raka linjer kan ögats upplösning förbättras genom att stimulera en serie nervceller.
Det mänskliga ögats upplösning är bara 1/10 mm, så avståndet mellan föremål som är mindre än 1/10 mm eller två små föremål närmare än 1/10 mm kan inte särskiljas av det mänskliga ögat. Så det har skett ett skifte från enkla makroskopiska förstoringsglas till mikroskopiska observationsoptiska mikroskop, följt av elektronmikroskop. Upplösningsdefinitionen för ett mikroskop hänvisar till det mindre avståndet mellan två små punkter som tydligt kan urskiljas på ett prov.
Beräkningsformeln är: D=0.61 λ／ NA
I formeln representerar D upplösningen (um); λ Är ljuskällans våglängd (um); NA är den numeriska bländaren (även känd som bländarförhållande) för objektivlinsen.
Enligt formeln beror ett mikroskops upplösning på våglängden hos den infallande ljuskällan och den numeriska öppningen för det matchade objektivet. Av detta kan man se att metoderna för att förbättra optiska mikroskop är:
1. Minska ljuskällans våglängd.
Synligt ljus har en kortare våglängd på 390nm. Om ultraviolett ljus av denna våglängd används som en belysningsljuskälla kan det optiska mikroskopets upplösning reduceras till 0,2 um. Men på grund av det faktum att de flesta vanliga glasmaterial absorberar en stor mängd ljus med våglängder under 340nm, kan ultraviolett ljus inte bilda klara och ljusa bilder efter betydande dämpning. Därför måste dyra material som kvarts (som kan sända upp till 200 nm ultraviolett ljus) och fluorit (som kan sända upp till 185 nm ultraviolett ljus) användas. Dessutom kan ultravioletta mikroskop inte observeras med blotta ögat och begränsas till och med av de observerade proverna, i kombination med dyra kostnader. Därför är denna metod för att förbättra mikroskopupplösningen inte allmänt använd på grund av sina egna begränsningar.
2. Öka den numeriska bländaren NA för objektivlinsen
Numerisk bländare NA=n * sin (u)
I formeln är n brytningsindexet för mediet mellan objektivlinsen och provet; U är objektivets halva bländarvinkel. Därför har användning av en större bländarvinkel eller ökning av brytningsindex i optisk design blivit en vanlig metod för att förbättra upplösningen hos optiska mikroskop. I allmänhet använder linser med låg förstoring under 10X luft som medium och har ett brytningsindex på 1, vilket är ett objektiv av torr typ; Vattendoppningsmediet är destillerat vatten med ett brytningsindex på 1,33; Det oljenedsänkta objektivmediet är tjära eller annan transparent olja, med ett brytningsindex i allmänhet runt 1,52, vilket är nära brytningsindexet för linser och glasskivor, såsom Olympus 100X oljelins. Vattensänkningslinser och oljesänkningslinser har inte bara hög förstoring, utan förbättrar också objektivets upplösning på grund av användningen av media med högt brytningsindex.
