Как да разберете увеличението на окулярите и обективните лещи на оптичен микроскоп?
Увеличението на оптичния микроскоп е продукт на увеличението на лещата на обектива и увеличението на окуляра. Например, ако лещата на обектива е 10×, а окулярът е 10×, увеличението е 10×10=100.
1. Класификация на обективните лещи:
Лещите на обективите могат да бъдат разделени на сухи обективи и течни имерсионни обективи според различните условия на употреба; Обективите за течно потапяне могат да бъдат разделени на обективи за потапяне във вода и обективи за потапяне в масло (често използваното увеличение е 90-100 пъти).
Според различните увеличения може да се раздели на обективи с ниска мощност (по-малко от 10 пъти), обективи със средна мощност (около 20 пъти) и обективи с висока мощност (40-65 пъти).
Според корекцията на аберациите се разделя на ахроматична леща на обектива (често използвана леща на обектива, която може да коригира хроматичната аберация на два цвята светлина в спектъра) и апохроматична леща на обектива (леща на обектива, която може да коригира хроматичната аберация на три цвята на светлина в спектъра, скъпо и рядко използвано).
2. Основни параметри на обектива:
Основните параметри на обектива включват: увеличение, цифрова апертура и работно разстояние.
① Увеличението се отнася до съотношението на размера на изображението, видяно от окото, към размера на съответния образец. Отнася се по-скоро за съотношението на дължините, отколкото за съотношението на площите. Пример: Увеличението е 100×, което се отнася за образец с дължина 1 μm. Дължината на увеличеното изображение е 100 μm. Ако се изчисли въз основа на площта, увеличението е 10,000 пъти.
Общото увеличение на микроскопа е равно на произведението от увеличението на обектива и окулярите.
②. Числовата апертура се нарича още съотношение на апертурата на обектива, съкратено като NA или A. Това е основният параметър на лещата на обектива и кондензатора и е пропорционален на разделителната способност на микроскопа. Числовата апертура на сухите обективи е 0.05-0.95, а числовата апертура на маслените имерсионни обективи (кедрово масло) е 1,25.
③. Работното разстояние се отнася до разстоянието от дъното на предната леща на лещата на обектива до горната част на покривното стъкло на образеца, когато наблюдаваният образец е най-ясен. Работното разстояние на лещата на обектива е свързано с фокусното разстояние на лещата на обектива. Колкото по-голямо е фокусното разстояние на лещата на обектива, толкова по-малко е увеличението и толкова по-дълго е работното му разстояние. Например: 10x обектив е маркиран с 10/0.25 и 160/0.17, където 10 е увеличението на обектива; 0,25 е числовата апертура; 160 е дължината на цевта на обектива (в mm); 0,17 е стандартната дебелина на покривното стъкло (в mm)). Ефективното работно разстояние на обектива с 10x е 6,5 mm, а ефективното работно разстояние на обектива с 40x е 0,48 mm.
3. Функцията на лещата на обектива е да увеличи образеца за първи път. Това е най-важният компонент, който определя производителността на микроскопа - нивото на разделителна способност.
Резолюцията се нарича още разделителна способност или разделителна способност. Размерът на разделителната способност се изразява чрез числената стойност на разделителното разстояние (минималното разстояние между две точки на обекта, което може да бъде разрешено). На фотопично разстояние (25 см) нормалното човешко око може ясно да види две обектни точки 0.073 мм една от друга. Тази стойност от 0,073 mm е разделителната способност на нормалните човешки очи. Колкото по-малко е разстоянието на разделителна способност на микроскопа, толкова по-висока е неговата разделителна способност, което означава по-добра производителност.
Разделителната способност на микроскопа се определя от разделителната способност на лещата на обектива, която от своя страна се определя от неговата цифрова апертура и дължината на вълната на осветяващата светлина.
При използване на обикновено централно осветление (фотопично осветление, което позволява на светлината да преминава равномерно през образеца), разделителната способност на микроскопа е d=0.61λ/NA
Във формулата d——разрешаващо разстояние на лещата на обектива, единица nm.
λ——Дължина на вълната на осветената светлина, единица nm.
NA ——Числова апертура на обектива
Например, числовата апертура на обектив с маслена имерсия е 1,25, обхватът на дължината на вълната на видимата светлина е 400-700nm, а средната дължина на вълната е 550 nm, след това d=270 nm, което е приблизително половината от дължината на вълната на осветителната светлина. Обикновено границата на разделителна способност на микроскоп, осветен с видима светлина, е 0,2 μm.
(2) Окуляр
Тъй като е близо до очите на наблюдателя, се нарича още окуляр. Монтира се в горния край на цевта на обектива.
1. Структура на окуляра
Обикновено окулярът се състои от два комплекта горни и долни лещи. Горната леща се нарича очна леща, а долната леща се нарича събирателна леща или полева леща. Между горната и долната леща или под полевата леща има бленда (нейният размер определя размера на зрителното поле). Тъй като образецът се изобразява точно върху повърхността на отвора, малко парче коса може да бъде залепено към отвора като указател, за да посочи целта с определена характеристика. Върху него може да се постави и окулярен микрометър за измерване на размера на наблюдавания образец.
Колкото по-малка е дължината на окуляра, толкова по-голямо е увеличението (тъй като увеличението на окуляра е обратно пропорционално на фокусното разстояние на окуляра).
2. Функцията на окуляра
Това е допълнително увеличаване на ясното реално изображение, което е увеличено от лещата на обектива до степен, в която човешкото око може лесно да го различи ясно. Увеличението на често използваните окуляри е 5-16 пъти.
3. Връзката между окуляри и обективни лещи
Фините структури, които са били ясно разграничени от лещата на обектива, няма да бъдат ясно видими, ако не бъдат повторно увеличени от окуляра и не могат да достигнат размера, който човешкото око може да различи. Въпреки това фините структури, които не могат да бъдат разрешени от лещата на обектива, няма да бъдат видими въпреки повторното увеличение от окуляра с висока мощност. Все още не е ясно, така че окулярът може да действа само като лупа и няма да подобри разделителната способност на микроскопа. Понякога, въпреки че лещата на обектива може да раздели две много близки точки на обекта, все още е невъзможно да се види ясно, тъй като разстоянието между изображенията на двете точки на обекта е по-малко от разстоянието на разделителна способност на окото. Следователно окулярът и лещата на обектива са свързани един с друг и се ограничават взаимно.
