Как да определите увеличението на окуляра и обектива на оптичния 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.
Един обектив:
1. Класификация на обективните лещи:
Лещата на обектива може да бъде разделена на суха леща на обектива и течна имерсионна леща на обектив според различните условия на употреба; сред тях обективът с течно потапяне може да бъде разделен на обектив с потапяне във вода и обектив с потапяне в масло (често използваното увеличение е 90-100 пъти).
Според различните увеличения, той може да бъде разделен на обектив с ниско увеличение (по-малко от 10 пъти), обектив със средно увеличение (около 20 пъти) и обектив с високо увеличение (40-65 пъти).
Според ситуацията за коригиране на аберациите, той се разделя на ахроматична леща на обектива (често използвана леща на обектива, която може да коригира хроматичната аберация на два вида цветна светлина в спектъра) и апохроматична леща на обектива (обективната леща, която може да коригира хроматичните аберация на три вида цветна светлина в спектъра, което е скъпо и рядко използвано).
2. Основните 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 очите, към размера на съответния образец. Отнася се по-скоро за съотношението на дължините, отколкото за съотношението на площите. Пример: Коефициентът на увеличение е 100×, което се отнася за образец с дължина 1 μm. Дължината на увеличеното изображение е 100 μm. Ако се изчислява по площ, тя се увеличава 10,000 пъти.
Общото увеличение на микроскопа е равно на произведението от увеличенията на обектива и окуляра.
②. Числовата апертура се нарича също съотношение на апертурата, съкратено като NA или A. Това е основният параметър на лещите на обектива и кондензатора и е право пропорционален на разделителната способност на микроскопа. Сухите обективи имат числова апертура 0.05-0.95, а маслените имерсионни обективи (кедрово масло) имат числова апертура 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. Пример: леща на обектив 10x е маркирана с 10/0.25 и 160/0.17, където 10 е увеличението на лещата 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 и това е най-важната част, която определя работата на микроскопа – разделителната способност.
Разделителната способност се нарича още резолюция или разделителна способност. Размерът на разделителната способност се изразява чрез стойността на разделителното разстояние (минималното разстояние между две обектни точки, които могат да бъдат разрешени). На фотопично разстояние (25 см) нормалното човешко око може ясно да види две обектни точки, които са 0.073 мм една от друга. Стойността 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 разделителната способност и по-добра производителност.
Размерът на разделителната способност на микроскопа се определя от разделителната способност на лещата на обектива, а разделителната способност на лещата на обектива се определя от неговата цифрова апертура и дължината на вълната на осветителната светлина.
Когато се използва обичайният метод на централно осветяване (методът на фотопично осветяване, който позволява на светлината да преминава равномерно през образеца), разделителната способност на микроскопа е d=0.61λ/NA
Във формулата d——разстоянието на разделителна способност на лещата на обектива в nm.
λ — дължина на вълната на осветената светлина, единица nm.
NA - числовата апертура на обектива
Например числовата апертура на обектива с маслена имерсия е 1,25, а обхватът на дължината на вълната на видимата светлина е 400-700nm. Ако средната дължина на вълната е 550 nm, тогава d=270 nm, което е около половината от дължината на вълната на осветителната светлина. Като цяло границата на разделителна способност на микроскопите, осветени с видима светлина, е 0,2 μm.
(2), окуляр
Тъй като е близо до очите на наблюдателя, той се нарича още окуляр. Монтира се в горния край на цевта на обектива.
1. Устройство на окуляра
Обикновено окулярът се състои от горен и долен набор от лещи, горната леща се нарича очна леща, а долната леща се нарича събирателна леща или полева леща. Между горната и долната леща или под полевото огледало има диафрагма (размерът й определя размера на зрителното поле), тъй като образецът се изобразява само върху повърхността на диафрагмата, върху тази диафрагма може да се залепи малко парче коса като указател за посочване на целта на 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. Ролята на окуляра
Това е допълнително увеличаване на ясно разделяемото 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. Връзка между окуляр и обектив
Фината структура, която е била ясно разрешена от лещата на обектива, ако не бъде увеличена повторно от окуляра и не може да достигне размера, който човешкото око може да различи, тогава няма да бъде ясна; но фината структура, която лещата на обектива не може да различи, въпреки че е увеличена повторно от окуляра с висока мощност, все още не е ясна, така че окулярът може само да увеличава и няма да подобри разделителната способност на микроскопа. Понякога, въпреки че лещата на обектива може да различи две много близки точки на обекта, все още е невъзможно да се види ясно, тъй като разстоянието между изображенията на тези две точки на обекта е по-малко от разделителната способност на очите. Следователно окулярът и лещата на обектива са не само свързани помежду си, но и се ограничават взаимно.
