Ce tehnici pot fi folosite pentru a crește rezoluția microscopului?
Unul dintre instrumentele principale de testare este microscopul, iar rezoluția este o măsură crucială pentru evaluarea performanței instrumentului. Rezoluția este capacitatea de a discerne între două linii sau puncte mici distinct la distanță apropiată. Ochiul însuși funcționează ca un microscop. Rezoluția ochiului uman la distanța de vedere, care este universal acceptată a fi de 25 cm, este de aproximativ 1/10 mm în condiții normale de iluminare. Deoarece liniile drepte pot excita un număr de celule nervoase, rezoluția ochilor poate fi crescută în timp ce urmăriți două linii drepte.
Deoarece rezoluția ochiului uman este de numai 1/10 mm, acesta nu poate discerne între două obiecte extrem de mici, care sunt la o distanță mai mică de 1/10 mm. Deci, dezvoltarea microscopului optic pentru inspecția microscopică a fost pe primul loc, urmată de dezvoltarea microscopului electronic. Cea mai scurtă distanță dintre două pete minuscule care pot fi distinse clar pe un specimen este denumită rezoluția microscopului. D=0.61/NA este formula sa de calcul.
În formula: D este rezoluția (um); λ este lungimea de undă a sursei de lumină (um); NA este deschiderea numerică a obiectivului (numită și raportul de deschidere).
Se poate obține din formula că rezoluția microscopului depinde de lungimea de undă a sursei de lumină incidentă și de deschiderea numerică a obiectivului potrivit. Se poate observa că metoda de îmbunătățire a microscopului optic:
1. Reduceți lungimea de undă a sursei de lumină.
Lungimea de undă mai scurtă a luminii vizibile este de 390nm. Dacă lumina ultravioletă de această lungime de undă este utilizată ca sursă de iluminare, rezoluția microscopului optic poate fi redusă la 0,2um. Cu toate acestea, deoarece sticla din cele mai comune materiale absoarbe o cantitate mare de lumină cu o lungime de undă sub 340 nm, lumina ultravioletă nu poate forma o imagine clară și strălucitoare după o cantitate mare de atenuare. Prin urmare, trebuie utilizate materiale scumpe precum cuarțul (care poate trece prin lumina ultravioletă până la 200 nm) și fluoritul (care poate trece prin lumina ultravioletă până la 185 nm), iar microscopul cu lumină ultravioletă nu poate fi observat cu ochiul liber. , și chiar proba observată Datorită limitărilor microscopului, cuplate cu costul ridicat, această metodă de îmbunătățire a rezoluției microscopului nu este utilizată pe scară largă din cauza propriilor limitări.
2. Măriți deschiderea 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, din perspectiva designului optic, adoptarea adecvată a unui unghi de deschidere mai mare sau creșterea indicelui de refracție a devenit o metodă comună de îmbunătățire a rezoluției unui microscop optic. În general, mediul obiectivului cu mărire redusă, cum ar fi sub 10X, este aerul, iar indicele său de refracție este 1, adică obiectivul uscat; mediul de imersie în apă este apa distilată, iar indicele său de refracție este de 1,33; Mediul obiectivului cu imersiune în ulei este ulei de cedru sau alt ulei transparent, indicele său de refracție este mediu Aproximativ 1,52, aproape de indicele de refracție al lentilei și al lamei de sticlă, cum ar fi lentila de ulei 100X a lui Olympus. Obiectivul cu imersiune în apă și obiectivul cu imersiune în ulei nu numai că au o mărire mare, ci și îmbunătățesc rezoluția obiectivului datorită utilizării mediilor cu indice de refracție ridicat.
