Четирите оптични принципа на микроскопите
1, Рефракция и индекс на пречупване
Светлината се разпространява по права линия между две точки в хомогенна изотропна среда. При преминаване през прозрачни обекти с различна плътност се получава пречупване поради различната скорост на разпространение на светлината в различните среди. Когато светлинни лъчи, които не са перпендикулярни на повърхността на прозрачен обект (като стъкло), се излъчват от въздуха, посоката на светлинните лъчи се променя на границата и образува ъгъл на пречупване с нормалата.
2, Ефективност на лещите
Лещите са най-основните оптични компоненти, които изграждат оптичната система на микроскопа. Компонентите на обектива, окуляра и кондензатора са съставени от една или няколко лещи. Според различните им форми те могат да бъдат разделени на две категории: изпъкнали лещи (положителни лещи) и вдлъбнати лещи (отрицателни лещи). Когато лъч светлина, успореден на оптичната ос, се пресича в точка през изпъкнала леща, тази точка се нарича фокална равнина, а равнината, минаваща през пресечната точка и перпендикулярна на оптичната ос, се нарича фокална равнина. Има две фокусни точки, фокусната точка в пространството на обекта се нарича "фокусна точка на обекта", а фокалната равнина в тази точка се нарича "фокална равнина на обекта"; Напротив, фокусната точка в пространството на изображението се нарича „фокална точка на изображението“, а фокалната равнина в тази точка се нарича „фокална равнина на изображението“. След преминаване през вдлъбната леща светлината образува изправено виртуално изображение, докато изпъкналата леща образува изправено реално изображение. Реалните изображения могат да се показват на екрана, докато виртуалните не могат.
3, Ключовият фактор, влияещ върху изображението - аберация
Поради обективни условия нито една оптична система не може да генерира теоретично идеални изображения, а наличието на различни аберации влияе върху качеството на изображението. По-долу е кратко въведение към различните аберации.
1. Разликата в цветовете е сериозен недостатък в изобразяването на лещи, който възниква, когато се използват множество цветове светлина като източници на светлина, а монохроматичната светлина не създава цветова разлика. Бялата светлина се състои от седем вида: червена, оранжева, жълта, зелена, синя, синя и лилава. Дължините на вълните на всеки тип светлина са различни, така че индексът на пречупване при преминаване през леща също е различен. По този начин точка от страната на обекта може да образува цветно петно от страната на изображението. Основната функция на оптичните системи е да елиминират хроматичните аберации.
Разликата в цвета обикновено включва разликата в позиционния цвят и разликата в цвета на увеличението. Позиционната цветова разлика кара изображението да има петна или ореоли, когато се наблюдава на произволна позиция, което прави изображението замъглено. А хроматичната аберация на увеличението кара изображението да има цветни ръбове.
2. Сферична аберация се отнася до монохроматична аберация на точки по оста, причинена от сферичната повърхност на лещата. Резултатът от сферичната аберация е, че след изобразяване на точка, тя вече не е светло петно, а светло петно с постепенно замъглени средни ръбове, което се отразява на качеството на изображението.
Корекцията на сферичната аберация често се постига чрез използване на комбинации от лещи. Тъй като сферичната аберация на изпъкналите и вдлъбнатите лещи е противоположна, различни материали за изпъкнали и вдлъбнати лещи могат да бъдат избрани и залепени заедно, за да се елиминира. Сферичната аберация на лещата на обектива в стария модел микроскоп не беше напълно коригирана и трябваше да бъде съгласувана със съответния компенсиращ окуляр, за да се постигне коригиращият ефект. Сферичната аберация на обикновените нови микроскопи е напълно елиминирана от лещата на обектива.
3. Huixia Huixia принадлежи към монохроматичната аберация на точки извън оста. Когато обект извън оста се изобрази с лъч с голяма апертура, излъченият лъч преминава през лещата и вече не се пресича в точка. Изображението на светлинна точка ще образува точка като форма, наподобяваща комета, оттук и името "кома".
4. Астигматизмът също е монохроматична аберация извън оста, която засяга яснотата. Когато зрителното поле е голямо, обектните точки по ръба са далеч от оптичната ос и лъчът се накланя твърде много, причинявайки астигматизъм след преминаване през лещата. Астигматизмът кара първоначалната обектна точка да се превърне в две отделни и перпендикулярни къси линии след изображението, които се комбинират в идеалната равнина на изображението, за да образуват елипсовидно петно. Астигматизмът се елиминира чрез сложни комбинации от лещи.
5. Кривина на полето, известна още като "кривина на полето на изображението". Когато има кривина на полето в лещата, пресечната точка на целия лъч не съвпада с идеалната точка на изображението. Въпреки че могат да се получат ясни изображения във всяка конкретна точка, цялата равнина на изображението е извита повърхност. Това затруднява ясното виждане на цялата повърхност на изображението по време на микроскопско изследване, което затруднява наблюдението и фотографията. Следователно лещите на обективите, използвани за изучаване на микроскопи, обикновено са обективи с плоско поле, които вече са коригирали кривината на полето.
6. Различните аберации, споменати по-рано, с изключение на изкривяването на полето, всички влияят върху яснотата на изображението. Изкривяването е друг вид аберация, при която концентричността на лъча не е компрометирана. Следователно, това не засяга яснотата на изображението, но причинява изкривяване на формата в сравнение с оригиналния обект.
