Cum să îmbunătățiți rezoluția microscopului?
Microscoapele sunt unul dintre principalele echipamente pentru testare, iar indicatorul important pentru evaluarea performanței microscoapelor este rezoluția. Rezoluția se referă la capacitatea de a distinge clar între două puncte mici sau distanța mai mică dintre două linii. Ochiul uman în sine este un microscop, iar în condiții standard de iluminare, rezoluția ochiului uman la distanță vizuală (recunoscută internațional ca 25 cm) este de aproximativ 1/10 mm. Pentru observarea a două linii drepte, deoarece pot stimula o serie de celule nervoase, rezoluția ochilor poate fi, de asemenea, îmbunătățită.
Rezoluția ochiului uman este de numai 1/10 mm, astfel încât distanța dintre obiectele mai mici de 1/10 mm sau două obiecte minuscule mai apropiate de 1/10 mm nu poate fi distinsă de ochiul uman. Așadar, a existat o schimbare de la simple lupe macroscopice la microscoape optice pentru observație microscopică, urmate de microscoape electronice. Rezoluția unui microscop este definită ca distanța mai mică dintre două puncte mici care pot fi distinse clar pe un specimen. Formula de calcul este: D=0.61 λ/NA
În formula: D este rezoluția (um); λ este lungimea de undă a sursei de lumină (um); NA este diafragma numerică (cunoscută și ca raport de deschidere) a obiectivului.
Conform formulei, rezoluția unui microscop depinde de lungimea de undă a sursei de lumină incidentă și de deschiderea numerică a obiectivului potrivit. Din aceasta, se poate observa că metoda de îmbunătățire a microscopiei optice este:
1. Reduceți lungimea de undă a sursei de lumină.
Lumina vizibilă are o lungime de undă mai scurtă de 390nm. Dacă lumina ultravioletă de această lungime de undă este utilizată ca sursă de lumină de iluminare, rezoluția microscopului optic poate fi redusă la 0,2um. Cu toate acestea, datorită faptului că majoritatea materialelor de sticlă obișnuite absorb o cantitate mare de lumină cu lungimi de undă sub 340 nm, lumina ultravioletă nu poate forma imagini clare și luminoase după o atenuare semnificativă. Prin urmare, trebuie utilizate materiale scumpe precum cuarțul (care poate transmite lumina ultravioletă până la 200 nm) și spatul fluor (care poate transmite lumina ultravioletă până la 185 nm), iar microscoapele cu ultraviolete nu pot fi observate cu ochiul liber și sunt chiar limitat de mostrele observate, cuplate cu costuri costisitoare. Prin urmare, această metodă de îmbunătățire a rezoluției microscopului nu este utilizată pe scară largă din cauza propriilor limitări.
2. Măriți diafragma numerică NA a obiectivului
Deschidere numerică NA=n * sin (u)
În formulă, n este indicele de refracție al mediului dintre lentila obiectiv și specimen; U este unghiul de jumătate de deschidere al obiectivului. Prin urmare, adoptarea unui unghi de deschidere mai mare sau creșterea indicelui de refracție în designul optic a devenit o metodă comună de îmbunătățire a rezoluției microscoapelor optice. În general, lentilele obiectiv cu mărire redusă sub 10X folosesc aer ca mediu și au un indice de refracție de 1, care este un obiectiv de tip uscat; Mediul de imersie în apă este apă distilată, cu indicele de refracție de 1,33; Mediul pentru lentilele imersate în ulei este gudronul sau alt ulei transparent, cu un indice de refracție în general în jur de 1,52, care este apropiat de indicele de refracție al lentilelor și al lamelor de sticlă, cum ar fi lentilele cu ulei Olympus 100X. Obiectivul de imersie în apă și obiectivul de imersie în ulei nu numai că au o mărire mare, dar și îmbunătățesc rezoluția obiectivului datorită utilizării mediilor cu indice de refracție ridicat.
