Cum se definește și se calculează eficiența microscopului optic
1. Diafragma numerică
Diafragma numerică este abreviată ca NA. Diafragma numerică este principalul parametru tehnic al obiectivului și al lentilei condensatorului și este un simbol important pentru a evalua performanța ambelor (în special pentru obiectivul). Mărimea valorii sale numerice este marcată pe carcasa obiectivului și, respectiv, a lentilei condensatorului.
Diafragma numerică (NA) este produsul dintre indicele de refracție (n) al mediului dintre lentila frontală a lentilei obiectiv și obiectul care trebuie inspectat și sinusul jumătății unghiului de deschidere (u). Formula este următoarea: NA=nsinu/2
Unghiul de deschidere, cunoscut și sub denumirea de „unghiul gurii oglinzii”, este unghiul format de punctul obiect pe axa optică a lentilei obiectiv și diametrul efectiv al lentilei frontale a lentilei obiectiv. Cu cât unghiul de deschidere este mai mare, cu atât este mai mare fluxul de lumină care intră în obiectiv, care este proporțional cu diametrul efectiv al lentilei obiectiv și invers proporțional cu distanța punctului focal.
Când observați cu un microscop, dacă doriți să creșteți valoarea NA, unghiul de deschidere nu poate fi mărit. Singura modalitate este de a crește valoarea indicelui de refracție n a mediului. Pe baza acestui principiu, sunt produse lentile pentru obiectiv cu imersie în apă și lentile pentru obiectiv cu imersie în ulei. Deoarece valoarea indicelui de refracție n al mediului este mai mare de 1, valoarea NA poate fi mai mare de 1.
Diafragma numerică maximă este de 1,4, care a atins limita atât teoretic cât și tehnic. În prezent, bromonaftalena cu un indice de refracție ridicat este utilizată ca mediu. Indicele de refracție al bromonaftalenei este 1,66, deci valoarea NA poate fi mai mare de 1,4.
Trebuie subliniat aici că, pentru a juca pe deplin rolul diafragmei numerice a lentilei obiectiv, valoarea NA a lentilei condensatorului trebuie să fie egală sau puțin mai mare decât cea a lentilei obiectiv în timpul observării.
Diafragma numerică este strâns legată de alți parametri tehnici și aproape determină și influențează alți parametri tehnici. Este proporțională cu rezoluția, proporțională cu mărirea și invers proporțională cu adâncimea focalizării. Pe măsură ce valoarea NA crește, lățimea câmpului vizual și distanța de lucru vor scădea corespunzător.
2. Rezoluție
Rezoluția microscopului se referă la distanța minimă dintre două puncte obiect care pot fi distinse clar de microscop, cunoscută și sub numele de „rata de discriminare”. Formula sa de calcul este σ=λ/NA
Unde σ este distanța minimă de rezoluție; λ este lungimea de undă a luminii; NA este deschiderea numerică a obiectivului. Rezoluția lentilei obiectivului vizibil este determinată de doi factori: valoarea NA a lentilei obiectiv și lungimea de undă a sursei de iluminare. Cu cât valoarea NA este mai mare, cu atât lungimea de undă a luminii de iluminare este mai mică și cu cât valoarea σ este mai mică, cu atât rezoluția este mai mare.
Pentru a crește rezoluția, adică a reduce valoarea lui σ, pot fi luate următoarele măsuri:
1. Reduceți valoarea lungimii de undă λ și utilizați o sursă de lumină cu lungime de undă scurtă.
2. Măriți valoarea medie n pentru a crește valoarea NA (NA=nsinu/2).
3. Măriți valoarea u unghiului de deschidere pentru a crește valoarea NA.
4. Măriți contrastul dintre lumină și întuneric.
3. Mărire și mărire efectivă
Datorită celor două măriri ale obiectivului și ale ocularului, mărirea totală Γ a microscopului ar trebui să fie produsul dintre mărirea obiectivului și mărirea ocularului Γ1:
Γ= Γ1
Evident, în comparație cu lupa, microscopul poate avea o mărire mult mai mare, iar mărirea microscopului poate fi schimbată cu ușurință prin schimbarea lentilei obiectivului și a ocularului cu diferite măriri.
Mărirea este, de asemenea, un parametru important al microscopului, dar nu se poate crede orbește că cu cât mărirea este mai mare, cu atât mai bine. Limita măririi microscopului este mărirea efectivă.
Rezoluția și mărirea sunt două concepte diferite, dar legate. Formula relațională: 500NA<><>
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.
4. Adâncimea focalizării
Adâncimea focalizării este abrevierea profunzimii de focalizare, adică atunci când utilizați un microscop, când focalizarea este pe un anumit obiect, nu numai toate punctele din planul acestui punct pot fi văzute clar, ci și într-o anumită grosime de deasupra. iar sub plan, Pentru a fi clar, grosimea acestei părți clare este adâncimea focalizării. Dacă adâncimea de focalizare este mare, puteți vedea întregul strat al obiectului inspectat, în timp ce dacă adâncimea de focalizare este mică, puteți vedea doar un strat subțire al obiectului inspectat. Adâncimea focalizării are următoarea relație cu alți parametri tehnici:
1. Adâncimea focalizării este invers proporțională cu mărirea totală și cu deschiderea numerică a obiectivului.
2. Adâncimea focalizării este mare, iar rezoluția este redusă.
Datorită adâncimii mari de câmp a obiectivului cu mărire redusă, este dificil să se facă fotografii cu obiectivul cu mărire redusă. Acest lucru va fi descris mai detaliat în microfotografii.
5. Diametrul câmpului vizual (FieldOfView)
Când se observă un microscop, zona circulară strălucitoare văzută se numește câmp de vedere, iar dimensiunea sa este determinată de diafragma de câmp din ocular.
Diametrul câmpului vizual se mai numește și lățimea câmpului vizual, care se referă la intervalul real al obiectului inspectat care poate fi acomodat în câmpul vizual circular văzut la microscop. Cu cât diametrul câmpului vizual este mai mare, cu atât este mai ușor de observat.
Există formula:
F=FN/
În formulă, F - diametrul câmpului vizual;
FN - numărul câmpului (FieldNumber, prescurtat ca FN, marcat pe exteriorul cilindrului ocularului);
- mărirea lentilei obiectivului.
Se vede din formula:
1. Diametrul câmpului vizual este proporțional cu numărul de câmpuri vizuale.
2. Cresterea multiplului obiectivului reduce diametrul campului vizual. Prin urmare, dacă puteți vedea întreaga imagine a obiectului inspectat sub lentila de putere redusă și puteți trece la o lentilă obiectiv de mare putere, puteți vedea doar o mică parte a obiectului inspectat.
6. Acoperire slabă
Sistemul optic al microscopului include și lamelă. Datorită grosimii nestandard a geamului de acoperire, calea optică a luminii după intrarea în aer din sticla de acoperire se modifică, rezultând o diferență de fază, care este o acoperire slabă. Generarea unei acoperiri slabe afectează calitatea sunetului microscopului.
Conform reglementărilor internaționale, grosimea standard a geamului de acoperire este de {{0}},17 mm, iar intervalul admis este de 0.16-0,18 mm. Diferența în acest interval de grosime a fost calculată la fabricarea lentilei obiectiv. Semnul 0,17 marcat pe carcasa obiectivului indică grosimea sticlei de acoperire cerută de lentila obiectivului.
7. Distanța de lucru WD
Distanța de lucru se mai numește și distanța obiectului, care se referă la distanța de la suprafața lentilei frontale a lentilei obiectiv la obiectul care trebuie inspectat. În timpul inspecției la microscop, obiectul care trebuie inspectat trebuie să aibă între una și două ori distanța focală a obiectivului. Prin urmare, ea și distanța focală sunt două concepte. Ceea ce se numește de obicei focalizare este de fapt ajustarea distanței de lucru.
În cazul unei anumite deschideri numerice a obiectivului, distanța de lucru este scurtă și unghiul de deschidere este mare.
Obiectiv cu mărire mare, cu deschidere numerică mare și distanță mică de lucru
