Vilka faktorer påverkar mikroskopavbildning?
På grund av objektiva förhållanden kan inget optiskt system generera en teoretiskt idealisk bild, och förekomsten av olika avvikelser påverkar bildkvaliteten. De olika skillnaderna beskrivs kortfattat nedan.
1. Färgskillnad
Kromatisk aberration är en allvarlig defekt i linsavbildning. Det förekommer i fallet med polykromatiskt ljus som ljuskälla, och monokromatiskt ljus producerar inte kromatisk aberration. Vitt ljus består av sju sorters rött, orange, gult, grönt, blått, blått och lila. Våglängderna för varje ljus är olika, så brytningsindexet när det passerar genom linsen är också olika. På så sätt kan en punkt på objektsidan bilda en färgfläck på bildsidan.
Kromatisk aberration har i allmänhet positionell kromatisk aberration och förstoring kromatisk aberration. Positionell kromatisk aberration gör att bilden ser suddig eller suddig ut i vilken position som helst med färgfläckar eller glorier. Och kromatisk aberration för förstoring ger bilder med färgade fransar.
2. Sfärisk skillnad
Sfärisk aberration är den monokromatiska aberrationen av en punkt på axeln och orsakas av linsens sfäriska yta. Resultatet av sfärisk aberration är att efter att en punkt har avbildats är det inte en ljus punkt, utan en ljus fläck med en ljus mitt och gradvis suddiga kanter. Detta påverkar bildkvaliteten.
Korrigeringen av sfärisk aberration elimineras ofta genom linskombination. Eftersom den sfäriska aberrationen hos konvexa och konkava linser är motsatt, kan konvexa och konkava linser av olika material väljas för att limmas ihop för att eliminera. I den gamla modellens mikroskop är den sfäriska aberrationen i objektivlinsen inte helt korrigerad, så den bör matchas med motsvarande kompenserande okular för att uppnå den korrigerande effekten. I allmänhet elimineras den sfäriska aberrationen hos nya mikroskop helt av objektivlinsen.
3. Koma
Koma är en monokromatisk aberration av punkter utanför axeln. När objektpunkten utanför axeln avbildas med en stråle med stor öppning, passerar den utsända strålen genom linsen och inte längre skär en punkt, då kommer bilden av en ljuspunkt att få en kommaform, som en komet, så den kallas "koma".
4. Astigmatism
Astigmatism är också en monokromatisk aberration utanför axeln som påverkar skärpan. När synfältet är stort är objektspunkten på kanten långt borta från den optiska axeln, och strålen lutar kraftigt, vilket orsakar astigmatism efter att ha passerat genom linsen. Astigmatism gör att den ursprungliga objektspunkten blir två separata och ömsesidigt vinkelräta korta linjer efter avbildning, som bildar en elliptisk fläck efter att ha integrerats på det ideala bildplanet. Astigmatism elimineras genom komplexa linskombinationer.
5. Fältsång
Fältkrökning är också känd som "bildfältkrökning". När linsen har fältkrökning sammanfaller inte skärningspunkten för hela strålen med den ideala bildpunkten. Även om en tydlig bildpunkt kan erhållas vid varje specifik punkt, är hela bildplanet en krökt yta. På så sätt kan inte hela fasen ses tydligt under den mikroskopiska undersökningen, vilket försvårar observation och fotografering. Därför är forskningsmikroskopets objektivlins i allmänhet en plattfältsobjektivlins, som har korrigerat fältkrökningen.
6. Distorsion
Förutom fältkrökningen påverkar de olika aberrationerna som nämnts ovan alla bildens klarhet. Distorsion är en annan egenskap hos fasskillnaden där strålens koncentricitet inte förstörs. Därför påverkas inte bildens skärpa, utan bilden är förvrängd i form jämfört med originalobjektet.
(1) När objektet är placerat bortom den dubbla brännvidden på objektsidan av linsen, bildas en reducerad inverterad verklig bild inom bildsidans dubbla brännvidd och utanför fokus;
(2) När objektet är placerat vid dubbla brännvidden av objektivets objektsida, bildas en inverterad verklig bild av samma storlek på bildsidans dubbla brännvidd;
(3) När objektet är placerat inom två gånger brännvidden av objektivets objektsida och bortom brännvidden, bildas en förstorad inverterad verklig bild bortom bildsidans dubbla brännvidd;
(4) När objektet är placerat i brännpunkten på objektsidan av linsen, kan bildsidan inte avbildas;
(5) När objektet är placerat inom fokuspunkten på objektsidan av linsen, bildas ingen bild på bildsidan, och en förstorad upprättstående virtuell bild bildas på samma sida av objektivets objektsida längre bort än objektet .
Avbildningsprincipen för mikroskopet är att använda reglerna i (3) och (5) ovan för att förstora objektet. När objektet är mellan F-2F framför objektivlinsen (F är brännvidden på objektsidan), bildas en förstorad inverterad verklig bild bortom den dubbla brännvidden på objektivets bildsida. Vid utformningen av mikroskopet faller denna bild inom okularets brännvidd F1, så att den första bilden (mellanbilden) som förstoras av objektivlinsen förstoras igen av okularet och slutligen är på objektsidan av okularet (mellanbild). På samma sida av det mänskliga ögat bildas en förstorad upprättstående (i förhållande till mellanbilden) virtuell bild på det fotopiska avståndet (250 mm) av det mänskliga ögat. Därför, när vi inspekterar mikroskopet, är bilden som ses genom okularet (utan ytterligare konverteringsprisma) motsatt bilden av originalobjektet.
