Cum poate fi mărită rezoluția microscopului?
Compoziția și structura unui microscop optic Un microscop optic constă în general dintr-o scenă, un sistem de iluminare reflector, o lentilă obiectiv, un ocular și un mecanism de focalizare. Scena este folosită pentru a ține obiectul de observat. Mecanismul de focalizare poate fi acționat de butonul de focalizare pentru a face scena să se miște în sus și în jos pentru o reglare brută și o ajustare fină, astfel încât obiectul observat să poată fi focalizat și fotografiat clar.
Stratul său superior se poate mișca și roti cu precizie în plan orizontal și, în general, ajustează partea observată în centrul câmpului vizual. Sistemul de iluminare spot este compus dintr-o sursa de lumina si un condensator. Funcția condensatorului este de a concentra mai multă energie luminoasă în partea observată. Caracteristicile spectrale ale lămpii de iluminare trebuie să fie compatibile cu banda de lucru a receptorului microscopului.
Obiectivul este situat în apropierea obiectului de observat, iar obiectivul este cel care realizează primul nivel de mărire. Pe convertorul obiectivului sunt instalate în același timp mai multe lentile obiectiv cu măriri diferite, iar lentilele obiectiv cu măriri diferite pot intra pe calea optică de lucru prin rotirea convertorului. Mărirea obiectivului este de obicei de 5 până la 100 de ori. Lentila obiectiv este elementul optic care joacă un rol decisiv în calitatea imaginii la microscop.
Utilizate în mod obișnuit sunt lentilele obiectiv acromatice care pot corecta aberația cromatică pentru două culori de lumină; lentile obiective apocromatice de calitate superioara care pot corecta aberatia cromatica pentru trei tipuri de lumina colorata; poate asigura că întregul plan al imaginii lentilei obiectiv este plat pentru a îmbunătăți câmpul vizual Obiective cu câmp plat cu o calitate marginală a imaginii. Obiectivele de imersie în lichid sunt adesea folosite în obiectivele cu mărire mare, adică indicele de refracție este 1 între suprafața inferioară a lentilei obiectiv și suprafața superioară a foii de specimen.
5 lichid, poate îmbunătăți semnificativ rezoluția observației microscopice. Ocularul este o lentilă situată în apropierea ochiului uman pentru a atinge al doilea nivel de mărire, iar mărirea lentilei este de obicei de 5 până la 20 de ori. În funcție de dimensiunea câmpului vizual care poate fi văzut, ocularele pot fi împărțite în două tipuri: oculare obișnuite cu un câmp vizual mai mic și oculare cu câmp mare (sau oculare cu unghi larg) cu un câmp vizual mai mare.
Atât scena, cât și obiectivul trebuie să se poată deplasa unul față de celălalt de-a lungul axei optice a obiectivului pentru a realiza reglarea focalizării și a obține o imagine clară. Când lucrați cu o lentilă obiectiv cu mărire mare, intervalul de focalizare permis este adesea mai mic decât micronii, astfel încât microscopul trebuie să aibă un mecanism de microfocalizare foarte precis. Limita de mărire a microscopului este mărirea efectivă, iar rezoluția microscopului se referă la distanța minimă dintre două puncte obiect care pot fi distinse clar de microscop.
Rezoluția și mărirea sunt două concepte diferite, dar legate. Când deschiderea numerică a obiectivului selectat nu este suficient de mare, adică rezoluția nu este suficient de mare, microscopul nu poate distinge structura fină a obiectului. În acest moment, chiar dacă mărirea este excesiv de mărită, imaginea obținută poate fi doar o imagine cu un contur mare, dar detalii neclare. , numită mărire nevalidă.
În schimb, dacă rezoluția îndeplinește cerințele, dar mărirea este insuficientă, microscopul are capacitatea de a se rezolva, dar imaginea este încă prea mică pentru a fi văzută clar de ochii umani. Prin urmare, pentru a juca pe deplin puterea de rezoluție a microscopului, deschiderea numerică ar trebui să fie potrivită în mod rezonabil cu mărirea totală a microscopului. Sistemul de iluminare a reflectoarelor are un impact mare asupra performanței imagistice a microscopului, dar este o legătură care este ușor trecută cu vederea de către utilizatori.
Funcția sa este de a oferi o iluminare suficientă și uniformă a suprafeței obiectului. Fasciculul de lumină trimis de condensator ar trebui să se asigure că umple unghiul de deschidere al lentilei obiectiv, altfel cea mai mare rezoluție pe care o poate atinge obiectivul nu poate fi utilizată pe deplin. În acest scop, condensatorul este echipat cu o diafragmă cu deschidere variabilă similară cu cea din obiectivul fotografic, care poate regla dimensiunea diafragmei și este utilizat pentru a regla deschiderea fasciculului de iluminare pentru a se potrivi cu unghiul de deschidere al obiectivului. obiectiv.
Prin schimbarea metodei de iluminare, pot fi obținute diferite metode de observare, cum ar fi puncte de obiect întunecate pe un fundal luminos (numite iluminare în câmp luminos) sau puncte de obiect luminoase pe un fundal întunecat (numite iluminare în câmp întunecat), pentru a descoperi și observa mai bine microstructură. Un microscop electronic este un instrument care utilizează fascicule de electroni și lentile de electroni în loc de fascicule de lumină și lentile optice pentru a vizualiza structurile fine ale substanțelor la măriri foarte mari, pe baza principiului opticii electronice.
Puterea de rezoluție a unui microscop electronic este reprezentată de distanța minimă dintre două puncte adiacente pe care le poate rezolva. În anii 1970, rezoluția microscopului electronic cu transmisie a fost de aproximativ 0,3 nanometri (puterea de rezoluție a ochiului uman a fost de aproximativ 0,1 mm). Acum, mărirea maximă a microscopului electronic depășește de 3 milioane de ori, în timp ce mărirea maximă a microscopului optic este de aproximativ 2000 de ori, astfel încât atomii unor metale grele și rețelele atomice ordonate din cristal pot fi observați direct prin microscopul electronic. .
