Няколко важни оптични технически параметри на микроскопа
Микроскопът има следните важни оптични технически параметри: числова апертура, разделителна способност, увеличение, фокусна дълбочина, диаметър на зрителното поле, работно разстояние и др. Тези параметри не винаги са възможно най-високи и са взаимосвързани и се ограничават. Необходимо е да се изберат съответстващи параметри според действителните нужди на проверката, за да се постигнат най-добри резултати.
1. Числова апертура (NA)
Числовата апертура е ключов елемент при преценката на производителността (разделителна способност, дълбочина на фокуса и яркост) на обектива.
Числовата апертура (NA) се изчислява по следната формула.
NA=n×sinx
n=индексът на пречупване на средата между пробата и лещата на обектива (въздух: n=1, масло: n=1.515)
X: Ъгълът, образуван от оптичната ос и най-отдалечената от центъра на лещата на обектива пречупена светлина.
Когато наблюдавате с микроскоп, ако искате да увеличите стойността на NA, ъгълът на апертурата не може да се увеличи. Най-добрият начин е да се увеличи стойността на индекса на пречупване n на средата. Въз основа на този принцип се произвеждат водопотопяеми обективи и маслени обективи. Тъй като стойността на индекса на пречупване n на средата е по-голяма от единица, стойността на NA може да бъде по-голяма от единица.
Максималната цифрова апертура е 1,4, което е достигнало границата както теоретично, така и технически. Понастоящем като среда се използва бромонафталин с висок индекс на пречупване. Индексът на пречупване на бромонафталина е 1,66, така че стойността на NA може да бъде по-голяма от 1,4.
Тук трябва да се отбележи, че за да се даде пълна роля на цифровата апертура на лещата на обектива, стойността на NA на събирателната леща трябва да бъде равна или малко по-голяма от стойността на NA на лещата на обектива по време на наблюдение.
Числовата апертура е тясно свързана с други технически параметри и почти определя и влияе върху други технически параметри. Той е пропорционален на разделителната способност, пропорционален на увеличението и обратно пропорционален на дълбочината на фокуса. Тъй като стойността на NA се увеличава, ширината на зрителното поле и работното разстояние ще намаляват съответно.
2. Резолюция
Разделителната способност е известна още като „процент на дискриминация“ и „резолюция“. Това е друг важен технически параметър за измерване на производителността на микроскопа.
Разделителната способност на микроскопа се изразява с формулата: d=l/NA
Където d е минималното разделително разстояние; l е дължината на вълната на светлината; NA е цифровата апертура на лещата на обектива. Разделителната способност на видимата леща на обектива се определя от два фактора: стойността на NA на лещата на обектива и дължината на вълната на източника на светлина. Колкото по-голяма е стойността на NA, толкова по-къса е дължината на вълната на осветителната светлина и колкото по-малка е стойността d, толкова по-висока е разделителната способност.
За да се увеличи разделителната способност, т.е. да се намали стойността на d, могат да се предприемат следните мерки
1. Намалете стойността на дължината на вълната l и използвайте източник на светлина с къса дължина на вълната.
2. Увеличете стойността n на средата и увеличете стойността на NA (NA=nsinu/2).
3. Увеличете ъгъла на блендата.
4. Увеличете контраста между светло и тъмно.
3. Увеличение
Увеличението е увеличението, което се отнася до съотношението на размера на крайното изображение, видяно от човешкото око, към размера на оригиналния обект, след като обектът, който се проверява, е увеличен от лещата на обектива и след това увеличен от окуляра, което е продуктът от увеличението на обектива и окуляра.
Увеличението също е важен параметър на микроскопа, но не бива да вярваме сляпо, че колкото по-голямо е увеличението, толкова по-добре. Цифровата апертура на лещата на обектива трябва да се има предвид на първо място при избора.
4. Дълбочина на фокуса
Дълбочината на фокуса е съкращението от дълбочина на фокуса, тоест, когато се използва микроскоп, когато фокусът е върху определен обект, не само всички точки в равнината на тази точка могат да се видят ясно, но и в рамките на определена дебелина над и под равнината, за да бъде ясно, дебелината на тази чиста част е дълбочината на фокуса. Дълбочина на фокуса,
Можете да видите целия слой на проверявания обект, но с малка дълбочина на фокус можете да видите само тънък слой от проверявания обект. Дълбочината на фокуса има следната връзка с други технически параметри:
1. Дълбочината на фокуса е обратно пропорционална на общото увеличение и числовата апертура на лещата на обектива.
2. Дълбочината на фокуса е голяма и разделителната способност е намалена.
Поради голямата дълбочина на рязкост на обектива с ниско увеличение е трудно да се правят снимки с обектива с ниско увеличение. Това ще бъде описано по-подробно във фотомикрографии. 5. Диаметър на зрителното поле
При наблюдение с микроскоп видимата ярка оригинална област се нарича зрително поле и нейният размер се определя от полевата диафрагма в окуляра.
Диаметърът на зрителното поле се нарича още ширина на зрителното поле, което се отнася до действителния обхват на инспектирания обект, който може да бъде поместен в кръговото зрително поле, наблюдавано под микроскопа. Колкото по-голям е диаметърът на зрителното поле, толкова по-лесно е да се наблюдава.
Вижда се от формулата:
1. Диаметърът на зрителното поле е пропорционален на броя на зрителните полета.
2. Увеличаването на кратното на лещата на обектива намалява диаметъра на зрителното поле. Следователно, ако можете да видите цялата картина на инспектирания обект под обектива с ниска мощност и преминете към обектив с висока мощност, можете да видите само малка част от инспектирания обект.
6. Работна дистанция
Работното разстояние се нарича още разстояние на обекта, което се отнася до разстоянието от повърхността на предната леща на лещата на обектива до обекта, който ще се проверява. По време на инспекция с микроскоп обектът, който ще се инспектира, трябва да бъде между един и два пъти по-голям от фокусното разстояние на лещата на обектива. Следователно то и фокусното разстояние са две понятия. Това, което обикновено се нарича фокусиране, всъщност е регулиране на работното разстояние.
В случай на определена числова апертура на обектива, работното разстояние е малко, а ъгълът на апертура е голям.
Обектив с висока мощност и голяма цифрова апертура има малко работно разстояние.
7. Лоша покривност
Оптичната система на микроскопа включва и покривното стъкло. Поради нестандартната дебелина на покривното стъкло, оптичният път на светлината след навлизане във въздуха от покривното стъкло се променя, което води до фазова разлика, което е лошо покритие. Генерирането на лошо покритие се отразява на качеството на звука на микроскопа.
Според международните разпоредби стандартната дебелина на покривното стъкло е 0.17 mm,
Допустимият диапазон е {{0}}.16-0.18 mm. Фазовата разлика в този диапазон на дебелината е изчислена при производството на лещата на обектива. Стандартът за обвивката на лещата на обектива наистина е 0,17, което означава, че лещата на обектива изисква дебелината на покривното стъкло.
