Как да подобрим разделителната способност на микроскопа?
Микроскопът е едно от основните съоръжения на оборудването за тестване и важният показател за оценка на работата на микроскопа е разделителната способност. Разделителната способност се отнася до способността за ясно разграничаване на малкото разстояние между две малки точки или две линии. Самото човешко око е микроскоп. При стандартни условия на осветеност разделителната способност на човешкото око на зрително разстояние (международно признато като 25 cm) е около 1/10 mm. За наблюдение на две прави линии разделителната способност на очите може да бъде подобрена, тъй като правите линии могат да стимулират серия от нервни клетки.
Разделителната способност на човешкото око е само 1/10 mm, така че човешкото око не може да различи обекти, по-малки от 1/10 mm, или разстоянието между два малки обекта, по-близо от 1/10 mm. Така се появи от обикновена макроскопична лупа до оптичен микроскоп за микроскопско наблюдение и след това до електронен микроскоп. Разделителната способност на микроскопа се дефинира като най-малкото разстояние между две малки петна, които могат да бъдат ясно разграничени върху образеца. Формулата му за изчисление е: D=0.61λ/NA
Във формулата: D е разделителната способност (um); λ е дължината на вълната на светлинния източник (um); NA е числовата апертура на лещата на обектива (наричана още съотношение на апертурата).
От формулата може да се получи, че разделителната способност на микроскопа зависи от дължината на вълната на източника на падаща светлина и числовата апертура на съгласуваната леща на обектива. Може да се види, че методът за подобряване на оптичния микроскоп:
1. Намалете дължината на вълната на източника на светлина.
По-късата дължина на вълната на видимата светлина е 390nm. Ако ултравиолетова светлина с тази дължина на вълната се използва като източник на светлина, разделителната способност на оптичния микроскоп може да бъде намалена до 0,2 um. Въпреки това, тъй като стъклото от най-често срещаните материали абсорбира голямо количество светлина с дължина на вълната под 340 nm, ултравиолетовата светлина не може да формира ясно и ярко изображение след голямо количество затихване. Следователно трябва да се използват скъпи материали като кварц (който може да премине през ултравиолетова светлина до 200 nm) и флуорит (който може да премине през ултравиолетова светлина до 185 nm), а микроскопът с ултравиолетова светлина не може да се наблюдава с просто око , и дори наблюдаваната проба. Поради ограниченията на микроскопа, съчетани с високата цена, този метод за подобряване на разделителната способност на микроскопа не се използва широко поради собствените си ограничения.
2. Увеличете цифровата апертура NA на обектива.
Числова апертура NA=n*sin(u)
Във формулата n е коефициентът на пречупване на средата между лещата на обектива и образеца; u е ъгълът на половин апертура на лещата на обектива. Следователно, от гледна точка на оптичния дизайн, подходящото приемане на по-голям ъгъл на отвора или увеличаване на индекса на пречупване се превърна в обичаен метод за подобряване на разделителната способност на оптичен микроскоп. Обикновено средата на обектива с ниско увеличение, като например под 10X, е въздух и неговият индекс на пречупване е 1, тоест суха леща на обектива; средата на потапяне във вода е дестилирана вода, а нейният индекс на пречупване е 1,33; средата на обектива с потапяне в масло е кедрово масло или друго прозрачно масло, индексът му на пречупване е общ около 1,52, близо до индекса на пречупване на лещата и предметното стъкло, като 100X маслена леща на Olympus. Обективът с потопяема вода и обективът с потапяне в масло не само имат голямо увеличение, но също така подобряват разделителната способност на обектива поради използването на среди с висок индекс на пречупване.
