Оптичен път на обикновен оптичен микроскоп
1. Обикновеният оптичен микроскоп е прецизен оптичен инструмент. В миналото простите микроскопи се състоят само от няколко лещи, докато днешните микроскопи се състоят от набор от лещи. Обикновените оптични микроскопи обикновено могат да увеличат обектите 1500-2000 пъти. (1) Структурата на микроскопа Структурата на обикновения оптичен микроскоп може да бъде разделена на две части: едната е механичното устройство, а другата е оптичната система. Само когато тези две части си сътрудничат добре, микроскопът може да функционира. Първо, механичното устройство на микроскопа. Механичното устройство на микроскопа включва рамката, цилиндъра на лещата, преобразувателя на обектива, платформата, тласкащия прът, грубия винт, микровинта и други компоненти. Скобата се състои от основа и огледално рамо. Към него са прикрепени стъпалото и цевта на обектива, което е основата за инсталиране на компонентите на системата за оптично увеличение.
(2) Окулярът е свързан към цевта на обектива на цевта на обектива, а преобразувателят е свързан към дъното, образувайки тъмна стая между окуляра и лещата на обектива (инсталирана под преобразувателя). Разстоянието от задния ръб на обектива до края на цевта се нарича дължина на механичната цев. Тъй като увеличението на лещата на обектива е за определена дължина на цевта на обектива. Промените в дължината на цевта на обектива не само ще променят увеличението, но и ще повлияят на качеството на изображението. Следователно, когато използвате микроскопа, дължината на цевта на лещата не може да се променя по желание. В международен план стандартната дължина на цевта на микроскопа е определена на 160 mm и това число е отбелязано върху корпуса на лещата на обектива.
(3) Устройство за смяна на лещи на обектива Устройството за смяна на лещи на носа може да бъде оборудвано с 3 до 4 лещи на обектив, обикновено три лещи на обектив (малко увеличение, голямо увеличение, маслена леща). Микроскопите Nikon са оборудвани с четири обективни лещи. Чрез завъртане на преобразувателя всяка леща на обектива може да бъде свързана към цилиндъра на обектива, както е необходимо, а окулярът върху цилиндъра на обектива представлява увеличителна система.
(4) В центъра на сцената има дупка, която е пътят на светлината. Предметът е снабден с пружинни скоби за проби и тласкачи, чиято функция е да фиксират или преместват позицията на пробата, така че микроскопичният обект да е точно в центъра на зрителното поле.
(5) Тласкачът е механично устройство, което придвижва образеца. Изработен е от метална рамка с две задвижващи предавки, една хоризонтална и една вертикална. Един добър микроскоп има скали, гравирани върху лентата, за да се създаде много прецизна равнина. Координатна система. Ако искате да наблюдавате определена част от тестовата проба многократно, можете да запишете стойността на вертикалната и хоризонталната линийка по време на първата проверка и след това да преместите тласкащия прът според стойността, за да намерите позицията на оригиналната проба.
(6) Грубата спирала е механизъм, който регулира разстоянието между лещата на обектива и образеца чрез преместване на цилиндъра на лещата. При старите микроскопи, след като грубата спирала се усуче напред, лещата се спуска и се приближава до пробата. Когато извършвате микроскопия на нови производствени микроскопи, завъртете стола напред с дясната ръка, за да повдигнете стола, за да доближите пробата до обектива и обратно.
(7) Винтът за микродвижение може да използва само винта за грубо движение за груба настройка на фокусното разстояние. За да получите рязко изображение, ще трябва да направите допълнителни настройки с микровинт. Цилиндърът на обектива се движи 0.1 mm (100 микрона) за всяко завъртане на крепежния винт. Дебелите и тънките спирали на новопроизведения микроскоп gao-end са коаксиални. 2. Оптичната система на микроскопа Оптичната система на микроскопа се състои от рефлектор, кондензатор, обективна леща, окуляр и др. Оптичната система увеличава обекта, за да образува увеличено изображение на обекта.
(1) Огледала Ранните обикновени оптични микроскопи са използвали естествена светлина за инспектиране на обекти и на рамката е било монтирано огледало. Рефлекторът се състои от плоска повърхност и вдлъбнато огледало от другата страна, което може да отразява падащата върху него светлина до центъра на събирателната леща, като по този начин осветява образеца. Когато не използвате кондензатор, използвайте вдлъбнато огледало. Вдлъбнатите огледала фокусират светлината. Когато се използва кондензатор, обикновено се използва плоско огледало. Новопроизведената по-ниска рамка на микроскоп е оборудвана със светлинен източник и винт за регулиране на тока, който може да регулира интензитета на светлината чрез регулиране на тока.
(2) Кондензатор Кондензаторът е под масата. Състои се от събирателна леща, преливаща бленда и повдигащ винт. Концентраторите могат да бъдат разделени на концентратори със светло поле и концентратори с тъмно поле. Обичайните оптични микроскопи са оборудвани с кондензатори за светло поле. Кондензаторите Brightfield включват кондензатори Abbe, кондензатори за просветление и кондензатори с падащ пясък. Кондензаторите на Abbe страдат от хроматични и сферични аберации, когато цифровата апертура на обектива е по-висока от 0.6. Кондензаторите Qiming са силно коригирани за хроматична аберация, сферична аберация и кома. Това е висококачествен кондензатор за микроскопия в светло поле, но не е подходящ за обективи под 4x. Разклащането на кондензатора може да разклати горната леща на кондензатора от пътя на светлината, за да отговори на нуждите от осветяване на обектив с ниско увеличение (4×) с голямо зрително поле.
Кондензаторът е монтиран под платформата и неговата функция е да фокусира светлината, отразена от светлинния източник върху пробата през огледалото, за да се получи силно осветление и да се направи изображението на обекта ярко и ясно. Височината на кондензатора се регулира, така че фокусът да пада върху обекта, който се проверява, и се получава висока яркост. Фокусната точка на общия кондензатор е 1,25 mm над него, а границата му на нарастване е 0.1 mm под равнината на етапа. Следователно дебелината на необходимото предметно стъкло трябва да бъде между 0.8-1.2 mm, в противен случай пробата, която се проверява, няма да може да фокусира, което ще повлияе на микроскопичния ефект. Има и преливаща бленда пред кондензаторната предна група от лещи, която може да се отваря и затваря, което влияе върху разделителната способност и контраста на изображението. Ако отворът на ириса е отворен твърде голям, над цифровата апертура на обектива, ще се получи отблясък; ако блендата е затворена твърде малка, разделителната способност ще бъде намалена и контрастът ще се увеличи. Следователно, когато се наблюдава, чрез регулиране на апертурата на ириса, полевата диафрагма (микроскоп с полева диафрагма) се отваря към външната допирателна на периферията на зрителното поле, така че обектите извън зрителното поле да не могат да получат светлина . Осветяването избягва смущенията от разсеяна светлина.
(3) Лещата на обектива, инсталирана на преобразувателя в предния край на цевта на обектива, използва светлина, за да направи обекта подложен на проверка за първи път. Качеството на изображението на обектива има решаващо влияние върху разделителната способност. Ефективността на обектива зависи от цифровата апертура на обектива (цифровата апертура съкратено като NA). Цифровата апертура на всеки обектив е отбелязана върху корпуса на обектива. Колкото по-голяма е цифровата апертура, толкова по-добра е производителността на обектива. Има много видове лещи на обектива, които могат да бъдат класифицирани от различни ъгли: Според разликата в средата между предната леща на лещата на обектива и обекта, който ще се проверява, той може да бъде разделен на: 1. Лещата на сухия обектив използва въздух като среда, като например често използваната леща на обектива под 4{{10}}×, цифровата апертура е равна на по-малко от 1. ②Маслените имерсионни обективи често използват кедрово масло като среда. Такива обективи се наричат още маслени лещи. Увеличението му е 90×-100×, а числената стойност на апертурата е по-голяма от 1. Според увеличението на лещата на обектива, той може да бъде разделен на: ①Обектив с ниска мощност се отнася до 1× -6×, стойността на NA е 0.04-0.15; ②Обектив със средна мощност се отнася за 6×-25×, стойността на NA е 0.15-0.40; ③Обективът с висока мощност се отнася за 25 ×—63×, стойността на NA е 0,35—0,95; ④ Обектив с потапяне в масло се отнася за 90×—100×, стойността на NA е 1,25—1,40. Според степента на корекция на аберацията, класификацията може да бъде разделена на: ① Ахроматична леща на обектив е често използвана леща на обектив, маркирана с „Ach“ върху черупката, тази леща на обектив може да премахне хроматичната аберация, образувана от червена светлина и циан. Светлина. Често се използва заедно с окулярите на Хюйгенс в микроскопията. ②Апохроматичният обектив е маркиран с думата „Apo“ върху корпуса на обектива. В допълнение към коригирането на хроматичната аберация на червена, синя и зелена светлина, той може също така да коригира фазовата разлика, причинена от жълта светлина. Често се използва заедно с компенсиращи окуляри. ③ Специални обективни лещи се произвеждат на базата на горните обективни лещи, за да се постигне определен специфичен ефект на наблюдение. Като например: обектив с коригиращ пръстен, обектив с полева диафрагма, обектив с фазов контраст, флуоресцентен обектив, обектив без напрежение, обектив без капачка, обектив с дълго работно разстояние и др. Често използваните обективи в момента изследвания са: полуапохроматичен обектив (FL), планов обектив (Plan), планов апохроматичен обектив (Plan Apo), суперпланов обектив (Splan, super plan apochromat) обектив (Splan) Apo) и др.
(4) Окуляр Функцията на окуляра е да увеличи отново реалното изображение, увеличено от лещата на обектива, и да отрази изображението на обекта в очите на наблюдателя. Структурата на окуляра е по-проста от тази на обектива. Окулярът на обикновен оптичен микроскоп обикновено се състои от две лещи. Горната леща се нарича "окуляр", а долната леща се нарича "обектив на полето". Между горната и долната леща или под двете лещи има метална пръстеновидна диафрагма или „полева диафрагма“. След увеличение междинният образ на лещата на обектива попада върху равнината на полевата диафрагма, така че може да се постави окулярен микрометър. Често използвани окуляри в оптичните микроскопи са. За окулярите на Хюйгенс, ако трябва да провеждате изследвания, обикновено изберете окуляри с по-добра производителност, като компенсиращи окуляри (K), плоски окуляри (P) и окуляри с широко поле (WF). Използвайте фотографски окуляр (NFK), когато правите снимки.
(2) Оптичен микроскоп Увеличението на микроскопа се извършва чрез лещата, а изображението на единична леща има аберации, които влияят на качеството на изображението. Група лещи, състояща се от една леща, е еквивалентна на изпъкнала леща с по-добро увеличение. Фигура 1-4 е основният режим на микроскопско изображение. AB е екземплярът.
(3) Работата на микроскопа. Разделителната способност на микроскопа зависи от различни условия на оптичната система. Обектът, който се наблюдава, трябва да има голямо увеличение и да е ясен. Дали даден обект може да покаже ясна и фина структура след увеличение зависи първо от производителността на лещата на обектива, последвана от производителността на окуляра и кондензатора.
1. Числовата апертура се нарича още съотношение на апертурата (или съотношение на апертурата), съкратено NA, и техните стойности са отбелязани върху обектива и кондензаторната леща. Апертурата и цифровата апертура са основните параметри на обективните лещи и кондензаторите и също така са важни показатели за преценка на тяхната производителност. Числовата апертура е тясно свързана с различни свойства на микроскопите. Тя е пропорционална на разделителната способност на микроскопа и обратно пропорционална на дълбочината на фокуса. Тя е пропорционална на корен квадратен от яркостта на огледалния образ. Числовата апертура може да се изрази със следната формула: NA=n.sin 2 където: n——средната разделителна способност между лещата на обектива и пробата ——ъгълът на отваряне на лещата на лещата на обектива Т.нар. ъгълът на отваряне на лещата се отнася до разстоянието от оптичната ос на лещата на обектива. Ъгълът между светлината, излъчвана от горната точка на обекта, и ръба на ефективния диаметър на предната леща на лещата на обектива е показан на фигура 1-5 . Ъгълът на отваряне на обектива винаги е по-малък от 180 градуса. Тъй като индексът на пречупване на въздуха е 1, цифровата апертура на сухия обектив винаги е по-малка от 1, обикновено 0.05-0.95; ако обективът с маслена имерсия е потопен в кедрово масло (с индекс на пречупване 1,515), числовата апертура може да достигне 1,5. Докато теоретично границата на цифровата апертура е равна на индекса на пречупване на използваната среда за потапяне, на практика е невъзможно да се достигне тази граница от гледна точка на технологията за производство на лещи. Обикновено в рамките на практическия диапазон най-голямата цифрова апертура на обективите с маслена имерсия е 1,4. Средните индекси на пречупване на няколко вещества са както следва: 1,0 за въздух, 1,33 за вода, 1,5 за стъкло, 1,47 за глицерин и 1,52 за кедър. Ефектът на индекса на пречупване на средата върху оптичния път на лещата на обектива е показан на фигура 1-6.
2. Резолюцията D може да се изрази със следната формула: D=λ/2N.A. Дължината на вълната на видимата светлина е 0.4-0.7 микрона, със средна дължина на вълната 0.55 микрона. Ако се използва обектив с цифрова апертура 0.65, тогава D {{10}}.55 микрона / 2 x 0.65=0.42 микрона . Това означава, че могат да се наблюдават обекти, по-големи от 0.42 микрона, а обекти, по-малки от 0,42 микрона, не могат да се видят. Ако се използва обектив с цифрова апертура 1,25, тогава D=2.20 микрона. Всеки обект за проверка, чиято дължина е по-голяма от тази стойност, ще бъде видим. Може да се види, че колкото по-малка е стойността на D, толкова по-висока е разделителната способност и по-ясно изображение на обекта. Съгласно горната формула разделителната способност може да се подобри чрез: (1) намаляване на дължината на вълната; (2) увеличаване на индекса на пречупване; (3) увеличаване на ъгъла на обектива. Микроскопите с ултравиолетова светлина и електронните микроскопи използват къси дължини на вълната на светлината, за да подобрят разделителната способност за изследване на по-малки обекти. Разделителната способност на лещата на обектива е тясно свързана с остротата на изображението. Окулярите нямат тази възможност. Окулярът само увеличава изображението, създадено от обектива.
3. Увеличение: Микроскопът увеличава обекта, първо чрез лещата на обектива * вторично увеличение, а окулярът причинява вторично увеличение на разстоянието на ярко виждане. Увеличението е съотношението на обема на задното изображение спрямо оригиналния обект. Следователно увеличението (V) на микроскопа е равно на произведението от увеличението на лещата на обектива (V1) и увеличението на окуляра (V2), а именно: V=V1×V2 Изчислителният метод на сравнението може да се получи от следната формула M= △ × D F1 F2 F1 =Фокусно разстояние на обектива F2=Фокусно разстояние на окуляра △=Дължина на светлинната тръба D{{ 12}}Разстояние за ясно виждане (=250mm) △=Обектив за увеличение D=Увеличение на окуляра M=Увеличение на микроскоп F1 F2 Настройка △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Тогава M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 пъти F1 Е 2 4 15
4. Дълбочина на фокуса: Наблюдавайте пробата под микроскоп. Когато фокусът е върху определена равнина на изображението, изображението на обекта е ясно, а равнината на изображението е целевата равнина. В допълнение към целевата повърхност в зрителното поле могат да се видят замъглени изображения на обекти над и под целевата повърхност. Разстоянието между тези две повърхности се нарича дълбочина на фокуса. Дълбочината на фокуса на обектива е обратно пропорционална на числовата апертура и увеличението: колкото по-големи са числовата апертура и увеличението, толкова по-малка е дълбочината на фокуса. Следователно регулирането на масленото огледало трябва да бъде по-внимателно от регулирането на огледалото с ниска мощност, в противен случай е лесно обектът да се промъкне и да не бъде намерен.
