Optisk väg för vanligt optiskt mikroskop
1. Ett vanligt optiskt mikroskop är ett optiskt precisionsinstrument. Tidigare bestod enkla mikroskop av endast ett fåtal linser, medan dagens mikroskop består av en uppsättning linser. Vanliga optiska mikroskop kan vanligtvis förstora objekt 1500-2000 gånger. (1) Mikroskopets struktur Strukturen hos det vanliga optiska mikroskopet kan delas upp i två delar: en är den mekaniska enheten och den andra är det optiska systemet. Först när dessa två delar samarbetar väl kan mikroskopet fungera. Först, mikroskopets mekaniska anordning Mikroskopets mekaniska anordning inkluderar ramen, linshylsan, objektivlinsomvandlaren, scenen, tryckstången, den grova skruven, mikroskruven och andra komponenter. Fästet består av en bas och en spegelarm. Scenen och linshylsan är fästa vid den, vilket är grunden för installation av de optiska förstoringssystemets komponenter.
(2) Okularet är anslutet till linshylsan på linshylsan, och omvandlaren är ansluten till botten och bildar ett mörkt rum mellan okularet och objektivlinsen (installerad under konvertern). Avståndet från objektivets bakkant till slutet av pipan kallas den mekaniska pipans längd. Eftersom förstoringen av objektivlinsen är för en viss längd av linshylsan. Ändringar i längden på linshylsan kommer inte bara att ändra förstoringen, utan också påverka bildkvaliteten. Därför, när du använder mikroskopet, kan längden på linshylsan inte ändras efter behag. Internationellt är mikroskopets standardpiplängd inställd på 160 mm, och detta nummer är markerat på objektivlinsens hölje.
(3) Objektivlinsväxlare Noslinsbytaren kan utrustas med 3 till 4 objektivlinser, vanligtvis tre objektivlinser (låg förstoring, hög förstoring, oljelins). Nikons mikroskop är utrustade med fyra objektiv. Genom att vrida omvandlaren kan valfri objektivlins anslutas till linshylsan efter behov, och okularet på linshylsan utgör ett förstoringssystem.
(4) Det finns ett hål i mitten av scenen, som är ljusvägen. Scenen är utrustad med fjäderprovklämmor och tryckstänger, vars funktion är att fixera eller flytta provets position så att det mikroskopiska föremålet befinner sig precis i mitten av synfältet.
(5) Påskjutaren är en mekanisk anordning som flyttar provet. Den är gjord av en metallram med två framdrivningsväxlar, en horisontell och en vertikal. Ett bra mikroskop har skalor ingraverade på stången för att skapa ett mycket exakt plan. Koordinatsystem. Om du vill observera en viss del av testprovet upprepade gånger, kan du registrera värdet på den vertikala och horisontella linjalen under den första inspektionen och sedan flytta tryckstången enligt värdet för att hitta positionen för det ursprungliga provet.
(6) Grov spiral är en mekanism som justerar avståndet mellan objektivlinsen och provet genom att flytta linshylsan. I gamla mikroskop, efter att den grova spiralen vridits framåt, går linsen ner och närmar sig provet. När du utför mikroskopi på nya produktionsmikroskop, vrid scenen framåt med höger hand för att höja scenen för att föra provet närmare objektivet och vice versa.
(7) Mikrorörelseskruven kan endast använda grovrörelseskruven för att grovjustera brännvidden. För att få en skarp bild måste du göra ytterligare justeringar med mikroskruv. Linscylindern rör sig 0,1 mm (100 mikron) för varje varv av greppskruven. De tjocka och tunna spiralerna i det nyproducerade gao-end-mikroskopet är koaxiala. 2. Mikroskopets optiska system Mikroskopets optiska system består av en reflektor, en kondensor, en objektivlins, ett okular, etc. Det optiska systemet förstorar objektet för att bilda en förstorad bild av objektet.
(1) Speglar Tidiga vanliga optiska mikroskop använde naturligt ljus för att inspektera föremål, och en spegel installerades på ramen. Reflektorn består av en plan yta och en konkav spegel på den andra, som kan reflektera ljus som träffar den till mitten av kondensorlinsen och därigenom belysa provet. När du inte använder en kondensor, använd en konkav spegel. Konkava speglar fokuserar ljus. Vid användning av en kondensor används vanligtvis en platt spegel. Den nyproducerade sämre mikroskopramen är utrustad med en ljuskälla och en strömjusteringsskruv, som kan justera ljusintensiteten genom att justera strömmen.
(2) Kondensor Kondensorn är under bordet. Den består av en kondensorlins, en iriserande bländare och en lyftskruv. Koncentratorer kan delas in i ljusfältskoncentratorer och mörkfältskoncentratorer. Vanliga optiska mikroskop är utrustade med ljusfältskondensatorer. Brightfield-kondensatorer inkluderar Abbe-kondensatorer, enlightenment-kondensatorer och fallande sandkondensatorer. Abbe-kondensatorer lider av kromatiska och sfäriska aberrationer när den objektiva numeriska bländaren är högre än 0.6. Qiming-kondensatorer är mycket korrigerade för kromatisk aberration, sfärisk aberration och koma. Det är en högkvalitativ kondensor för ljusfältsmikroskopi, men den är inte lämplig för mål under 4x. Att skaka ut kondensorn kan skaka ut den övre linsen på kondensorn ur ljusbanan för att möta behoven av objektiv med låg förstoring (4×) stort synfältsbelysning.
Kondensorn är installerad under scenen, och dess funktion är att fokusera ljuset som reflekteras av ljuskällan på provet genom spegeln för att få stark belysning och göra bilden av objektet ljus och tydlig. Höjden på kondensorn är justerbar, så att fokus hamnar på föremålet som ska inspekteras, och hög ljusstyrka erhålls. Den allmänna kondensorns brännpunkt är 1,25 mm ovanför den, och dess höjningsgräns är 0,1 mm under scenplanet. Därför bör tjockleken på den nödvändiga glasskivan vara mellan 0.8-1,2 mm, annars kommer provet under inspektion inte att kunna fokusera, vilket kommer att påverka den mikroskopiska effekten. Det finns också en iriserande bländare framför kondensorns främre linsgrupp, som kan öppnas och stängas, vilket påverkar bildens upplösning och kontrast. Om irisöppningen öppnas för stort, bortom objektivets numeriska öppning, uppstår flare; Om bländaren stängs för liten kommer upplösningen att minska och kontrasten att öka. Därför, vid observation, genom justering av irisbländaren, öppnas fältbländaren (mikroskop med fältbländare) till den yttre tangenten av synfältets periferi, så att föremål som inte befinner sig i synfältet inte kan få något ljus . Belysning undviker spridd ljusstörning.
(3) Objektivlinsen installerad på omvandlaren vid den främre änden av linshylsan använder ljus för att göra föremålet under inspektion för första gången. Objektivets bildkvalitet har ett avgörande inflytande på upplösningen. Ett objektivs prestanda beror på objektivets numeriska bländare (numerisk bländare förkortas NA). Den numeriska bländaren för varje objektiv är markerad på objektivets hölje. Ju större numerisk bländare, desto bättre prestanda för objektivet. Det finns många typer av objektivlinser, som kan klassificeras från olika vinklar: Beroende på skillnaden i medium mellan den främre linsen på objektivlinsen och föremålet som ska inspekteras, kan den delas in i: 1. Den torra objektivlinsen använder luft som medium, till exempel den vanliga objektivlinsen under 4{{10}}×, är den numeriska bländaren lika med mindre än 1. ②Oljedoppningsobjektiv använder ofta cederolja som medium. Sådana objektiv kallas också oljelinser. Dess förstoring är 90×-100×, och det numeriska bländarvärdet är större än 1. Enligt förstoringen av objektivlinsen kan den delas in i: ①Lågeffektobjektiv avser 1× -6×, NA-värdet är 0.04-0.15; ②Mål med medium effekt avser 6×-25×, NA-värdet är 0.15-0.40; ③Högeffektobjektiv avser 25 ×—63×, NA-värdet är 0,35—0,95; ④ Oljenedsänkningsobjektiv avser 90×—100×, NA-värdet är 1,25—1,40. Beroende på graden av aberrationskorrigering kan klassificeringen delas in i: ① Akromatisk objektivlins är en vanlig objektivlins, märkt med "Ach" på skalet, denna objektivlins kan ta bort den kromatiska aberrationen som bildas av rött ljus och cyan. Ljus. Det används ofta i samband med Huygens okular i mikroskopi. ②Det apokromatiska objektivet är markerat med ordet "Apo" på objektivhuset. Förutom att korrigera den kromatiska aberrationen av rött, blått och grönt ljus, kan det också korrigera fasskillnaden som orsakas av gult ljus. Det används ofta tillsammans med kompenserande okular. ③ Specialobjektivlinser tillverkas på basis av ovanstående objektivlinser för att uppnå en viss specifik observationseffekt. Såsom: objektivlins med korrigeringsring, objektivlins med fältbländare, faskontrastobjektivlins, fluorescensobjektivlins, töjningsfri objektivlins, objektiv utan lock, objektivlins med långa arbetsavstånd etc. De vanligast använda objektivlinserna i nuvarande forskning är: semi-apokromatiskt mål (FL), planmål (Plan), planapokromatiskt mål (Plan Apo), superplansmål (Splan, superplan apochromat) mål (Splan) Apo), etc.
(4) Okular Okularets funktion är att förstora den verkliga bilden förstorad av objektivlinsen igen och reflektera objektbilden för betraktarens ögon. Okularets struktur är enklare än objektivlinsen. Okularet i ett vanligt optiskt mikroskop består vanligtvis av två linser. Den övre linsen kallas "okularet" och den undre linsen kallas för "fältlinsen". Mellan de övre och undre linserna eller under de två linserna finns ett ringformigt membran av metall eller "fältbländare". Efter förstoringen faller den mellanliggande bilden av objektivlinsen på fältbländarens plan, så en okularmikrometer kan placeras. Vanligt använda okular i optiska mikroskop är För Huygens okular, om du behöver forska, välj i allmänhet okular med bättre prestanda, såsom kompenserande okular (K), platta okular (P) och wide field okular (WF). Använd ett fotografiskt okular (NFK) när du tar bilder.
(2) Optiskt mikroskop Förstoringen av mikroskopet görs genom linsen, och avbildningen av en enda lins har aberrationer som påverkar bildkvaliteten. En linsgrupp som består av en enda lins motsvarar en konvex lins med bättre förstoring. Figur 1-4 är huvudläget för mikroskopavbildning. AB är exemplaret.
(3) Mikroskopets prestanda. Upplösningen av ett mikroskop beror på olika förhållanden i det optiska systemet. Objektet som observeras måste ha hög förstoring och vara tydligt. Huruvida ett föremål kan visa en tydlig och fin struktur efter förstoring beror först på objektivlinsens prestanda, följt av prestanda hos okularet och kondensorn.
1. Numerisk bländare kallas även bländarförhållande (eller bländarförhållande), förkortat NA, och deras värden är markerade på objektivlinsen och kondensorlinsen. Bländare och numerisk bländare är huvudparametrarna för objektivlinser och kondensorer, och är också viktiga indikatorer för att bedöma deras prestanda. Numerisk bländare är nära relaterad till olika egenskaper hos mikroskop. Den är proportionell mot mikroskopets upplösning och omvänt proportionell mot fokusdjupet. Den är proportionell mot kvadratroten av spegelbildens ljusstyrka. Den numeriska bländaren kan uttryckas med följande formel: NA=n.sin 2 där: n——medelupplösningen mellan objektivlinsen och provet ——objektivets öppningsvinkel för objektivet Den s.k. linsens öppningsvinkel avser avståndet från objektivlinsens optiska axel. Vinkeln mellan ljuset som sänds ut av den övre objektpunkten och kanten på den effektiva diametern på objektivlinsens främre lins visas i figur 1-5 . Linsens öppningsvinkel är alltid mindre än 180 grader. Eftersom luftens brytningsindex är 1 är den numeriska öppningen för det torra objektivet alltid mindre än 1, vanligtvis 0.05-0.95; om oljesänkningsobjektivet är nedsänkt i cederträolja (med ett brytningsindex på 1,515), kan den numeriska öppningen nå 1,5. Även om gränsen för numerisk bländare teoretiskt sett är lika med brytningsindexet för det använda nedsänkningsmediet, är det i praktiken omöjligt att nå denna gräns ur ett objektivtillverkningstekniskt perspektiv. Vanligtvis inom det praktiska området är den största numeriska öppningen för oljedoppningsobjektiv 1,4. De medelstora brytningsindexen för flera ämnen är följande: 1,0 för luft, 1,33 för vatten, 1,5 för glas, 1,47 för glycerin och 1,52 för cederträ. Effekten av mediets brytningsindex på objektivlinsens optiska bana visas i figur 1-6.
2. Upplösningen D kan uttryckas med följande formel: D=λ/2N.A. Våglängden för synligt ljus är 0.4-0,7 mikron, med en genomsnittlig våglängd på 0,55 mikron. Om ett objektiv med en numerisk bländare på 0.65 används, då D {{10}}.55 mikron / 2 x 0.65=0.42 mikron . Det betyder att föremål som är större än 0.42 mikron kan observeras och föremål som är mindre än 0,42 mikron kan inte ses. Om ett objektiv med en numerisk bländare på 1,25 används, då D=2.20 mikron. Alla föremål som ska inspekteras vars längd är större än detta värde kommer att synas. Det kan ses att ju mindre D-värdet är, desto högre upplösning och desto tydligare objektbild. Enligt ovanstående formel kan upplösningen förbättras genom: (1) reducering av våglängden; (2) ökning av brytningsindex; (3) öka linsvinkeln. Ultraviolettljusbaserade mikroskop och elektronmikroskop använder korta våglängder av ljus för att förbättra upplösningen för att undersöka mindre föremål. Objektivets upplösning är nära relaterad till bildens skärpa. Okular har inte denna förmåga. Okularet förstorar bara bilden som produceras av objektivet.
3. Förstoring: Mikroskopet förstorar objektet, först genom objektivlinsen * sekundär förstoring, och okularet orsakar sekundär förstoring på avståndet till ljus syn. Förstoringen är volymförhållandet mellan den bakre bilden och originalobjektet. Därför är mikroskopets förstoring (V) lika med produkten av förstoringen av objektivlinsen (V1) och förstoringen av okularet (V2), nämligen: V=V1×V2 Beräkningsmetoden för jämförelsen kan erhållas från följande formel M= △ × D F1 F2 F1 =Objektiv brännvidd F2=Okularbrännvidd △=Ljusrörets längd D{{ 12}}Fri siktavstånd (=250mm) △=Förstoringsobjektiv D=Okularförstoring M=Mikroskopförstoring F1 F2 Inställning △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Sedan M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 gånger F1 F2 4 15
4. Fokusdjup: Titta på provet under ett mikroskop. När fokus ligger på ett visst bildplan är bilden av objektet tydlig och bildplanet är målplanet. Förutom målytan i synfältet kan även suddiga objektbilder ses ovanför och under målytan. Avståndet mellan dessa två ytor kallas fokusdjupet. Fokusdjupet för ett objektiv är omvänt proportionellt mot den numeriska bländaren och förstoringen: ju större den numeriska bländaren och förstoringen är, desto mindre blir fokusdjupet. Därför måste justeringen av oljespegeln vara mer noggrann än justeringen av lågeffektspegeln, annars är det lätt att få föremålet att glida igenom och inte hittas.
