Relația dintre mărirea totală și rezoluția microscoapelor cu ulei microbiologic
Există, de obicei, trei tipuri de lentile obiective pentru microscoape utilizate în cercetarea microbiologică: lentilă obiectiv cu mărire redusă cu ulei (10×), lentilă obiectiv cu mărire mare (4{0×) și lentilă cu ulei ( 100×). Există, de asemenea, cuvântul „OI” (imersie în ulei) care indică faptul că are cea mai mare mărire dintre cele trei. În funcție de utilizarea ocularelor cu măriri diferite, obiectul inspectat poate fi mărit de 1000-1600 ori. Când sunt utilizate, diferența dintre lentilele de ulei și alte lentile obiectiv este că nu există un strat de aer între diapozitiv și lentila obiectiv, ci un strat de ulei, care se numește sistem de imersie în ulei. Uleiul de cedru este adesea folosit ca acest ulei deoarece indicele de refracție al uleiului de cedru este n=1.52, care este același cu sticla. Când lumina trece prin lama de sticlă, aceasta poate intra în lentila obiectivului direct prin uleiul de cedru fără refracție. Dacă mediul dintre lama de sticlă și lentila obiectivului este aer, se numește sistem uscat. Când lumina trece prin lama de sticlă, este refractată și împrăștiată, iar lumina care intră în lentila obiectivului este în mod evident redusă, ceea ce reduce iluminarea câmpului vizual. Utilizarea lentilelor de ulei poate crește nu numai iluminarea, ci și deschiderea numerică, deoarece eficiența de mărire a microscopului este determinată de deschiderea sa numerică. Așa-numita deschidere numerică este produsul dintre jumătatea sinusului unghiului maxim la care lumina este proiectată pe lentila obiectivului (numit unghiul lentilei) înmulțit cu indicele de refracție al mediului dintre placa de sticlă și lentila obiectivului. Poate fi exprimat prin următoarea formulă: NA=n×sinа unde NA{{10}} Deschidere numerică; n=indicele de refracție al mediului; o=jumătate din unghiul de incident maxim, adică jumătate din unghiul gurii oglinzii. Prin urmare, cu cât este mai mare unghiul la care lumina lovește obiectivul, cu atât eficiența microscopului este mai mare. Mărimea acestui unghi este determinată de diametrul și distanța focală a obiectivului. În același timp, limita teoretică a lui a este 90. . păcat90. =1, deci atunci când aerul este utilizat ca mediu (n{=1), deschiderea numerică nu poate depăși 1. De exemplu, atunci când uleiul de cedru este utilizat ca mediu, n crește, iar deschiderea numerică, de asemenea, crește. De exemplu, dacă unghiul incident al luminii este de 120o și jumătate de sinus este sin60o{=0,87, atunci: atunci când aerul este folosit ca mediu: NA{ {22}}×0.87=0.87 Când se folosește apa ca mediu: NA=1.33×0.87=1.15 Când se folosește ulei de cedru ca mediu: NA =1.52×0.87=1.32 Rezoluția unui microscop se referă la capacitatea microscopului de a distinge distanța minimă dintre două puncte. Este direct proporțională cu deschiderea numerică a obiectivului și invers proporțional cu lungimea de undă. Prin urmare, cu cât deschiderea numerică a lentilei obiectivului este mai mare și cu cât lungimea de undă a undei luminii este mai mică, cu atât rezoluția microscopului este mai mare și cu atât se poate distinge mai clar structura fină a obiectului inspectat. Prin urmare, o rezoluție înaltă înseamnă o distanță mică rezolvabilă. Acești doi factori sunt invers relaționați. De obicei, unii oameni vorbesc despre rezoluție ca micrometri sau nanometri. Acest lucru confundă de fapt rezoluția cu distanța minimă de rezoluție. Trezit. Puterea de rezoluție a unui microscop este exprimată prin distanța minimă care poate fi rezolvată. Distanța minimă care poate fi distinsă între două puncte=λ/2NA unde λ=lungimea de undă a undei luminoase. Lungimea medie a undelor de lumină pe care ochiul nostru liber le poate simți este de 0,55 μm. Dacă se folosește un obiectiv de mare putere cu o deschidere numerică de 0,65, se poate distinge distanța dintre două puncte. este de 0,42 μm. Distanța dintre două puncte sub 0,42 μm nu poate fi distinsă. Chiar dacă se folosește un ocular mai mare pentru a mări mărirea totală a microscopului, acesta tot nu poate fi distins. Singura soluție este să folosiți un obiectiv mai mare cu o deschidere numerică mai mare pentru a-și crește rezoluția. De exemplu, când utilizați o lentilă de ulei cu o deschidere numerică de 1,25, distanța minimă dintre două puncte care pot fi distinse=0.55/(2×1.25)=0.22μm. Prin urmare, putem observa că dacă se utilizează o lentilă obiectiv de mare putere (NA=0.65) cu o mărire de 40 de ori și un ocular cu o mărire de 24 de ori, deși mărirea totală este de 960 de ori, distanța minimă de rezoluție este de numai 0,42 μm. Dacă utilizați o lentilă de ulei cu o mărire de 90 de ori (NA=1.25) și un ocular cu o mărire de 9 ori, deși mărirea totală este de 810 ori, puteți rezolva o distanță de 0,22 μm.
