Principiile optice și performanța microscoapelor
Microscopul optic tradițional constă dintr-un sistem optic și o structură mecanică care să le susțină. Sistemul optic include o lentilă obiectiv, un ocular și o lentilă condensatoare, toate acestea fiind lentile de mărire complicate realizate din diferite tipuri de sticlă optică. Lentila obiectiv va mări imaginea specimen, mărirea sa M lucru cu următoarea formulă: M lucru=Δ ∕ f 'lucru, unde f 'lucru este distanța focală a obiectivului, Δ poate fi înțeles ca distanța între obiectiv şi ocular. Ocularul va fi imaginea obiectivului din nou mărită într-o imagine imaginară în fața persoanei 250 mm pentru observarea umană, care este majoritatea oamenilor se simt **** poziția de observare, ocularul de mărire a ochiului M { {2}}/f'eye, f'eye este ocularul distanței focale. Mărirea totală a microscopului este produsul dintre obiectiv și ocular, adică M=M obiect * M ocular=Δ * 250∕f'eye * f;obiect. Se poate vedea, reduce distanța focală a obiectivului și a ocularului va face mărirea totală, care este microscopul poate vedea ** și alte microorganisme ale cheii, dar și diferența dintre lupa și obișnuită.
Deci, este posibil să reducem fără limită ocularul f'obiectiv pentru a mări mărirea astfel încât să putem vedea obiecte mai subtile? Raspunsul este nu! Acest lucru se datorează faptului că natura luminii folosite pentru imagine este un fel de undă electromagnetică și, prin urmare, în procesul de propagare se produc inevitabil fenomene de difracție și interferență, la fel cum ondulațiile observate zilnic pe suprafața apei atunci când întâlnesc obstacole pot fi rotunjite, cele două coloane de valuri de apă se pot întâlni pentru a întări sau slăbi aceleași. Când undele luminoase de la un obiect emițător de lumină în formă de punct punctează în lentila obiectivului, lentila obiectivului marginii împiedică propagarea luminii, difracția și interferența, după ce lentila obiectiv nu mai poate fi adunată într-un punct, dar formarea unei anumite dimensiuni a spotului, există, de asemenea, o serie de intensitate a periferiei haloului slab și care se diminuează treptat, numim centrul punctului luminos pentru punctul Avery, două puncte emițătoare de lumină aproape de o anumită distanță când cele două pete se vor suprapune până când nu poate fi confirmat pentru cele două pete. Riley a propus un criteriu, conform căruia, atunci când distanța dintre centrul a două puncte este egală cu raza punctului Airy, cele două puncte pot fi distinse, calculând că distanța dintre cele două puncte emițătoare de lumină este=0.61 în ∕n.sinA=0.61 în ∕NA, unde în lungimea de undă a undelor luminoase, ochiul uman poate fi primit de lungimea de undă a undelor luminoase de aproximativ 0.4-0 .7 um, n pentru punctul emițător de lumină al indicelui de refracție mediu, unde punctul emițător de lumină este situat în indicele de refracție al punctului emițător de lumină. Indicele de refracție al mediului în care punctul emițător de lumină, cum ar fi în aer, n ≈ 1, în apă, n ≈ 1,33, și A pentru punctul emițător de lumină al unghiului de ramă a lentilei obiectivului, NA cunoscut sub numele de deschidere numerică a obiectivului. Din formula de mai sus, obiectivul poate distinge distanța dintre cele două puncte după lungimea de undă a luminii și deschiderea numerică a limitărilor ochiului uman, datorită ochiului uman * lungimii de undă ascuțite de aproximativ 0. 5 um, iar unghiul A nu este mai mare de 90 grade, sinA este întotdeauna mai mic de 1, pentru mediul de transmitere a luminii disponibil * indicele de refracție de aproximativ 1,5, deci valoarea e este întotdeauna mai mare decât 0.2 um, acesta este microscopul optic poate distinge * cea mai mică limită a distanței. Prin intermediul imagisticii de mărire a microscopului, dacă doriți să puteți avea o anumită valoare NA a rezoluției lentilei obiectiv a distanței dintre punctele obiectului e mărită la suficient pentru a fi distins de ochiul uman, este necesar să Meu Mai mare sau egală cu { {31}}.15mm, unde 0.15mm pentru ochiul uman experimental poate distinge între cele două micro-obiecte plasate în fața ochiului la 250mm la distanța dintre *mic, deci M Mai mare sau egal cu (0,15 ∕ 0,61 în) NA ≈ 500N.A, pentru a face observație Pentru a face observația să nu fie prea laborioasă, M dublat va fi suficient, adică 500N.A Mai puțin decât sau egal cu M Mai mic sau egal cu 1000N.A, este o selecție rezonabilă a măririi totale a intervalului de microscop, iar apoi mărirea totală este lipsită de sens, deoarece deschiderea numerică a lentilei obiectiv a fost limitată la * mic rezolubil distanța pentru a crește mărirea a fost imposibil de a distinge detaliile obiectelor mai mici.
