Как да подобрим разделителната способност на микроскоп?
Микроскопите са едно от основните съоръжения за тестване на оборудване, а важният показател за оценка на работата на микроскопите е разделителната способност. Разделителната способност се отнася до способността за ясно разграничаване между две малки точки или по-малкото разстояние между две линии. Самото човешко око е микроскоп и при стандартни условия на осветление разделителната способност на човешкото око на ярко разстояние (международно признато като 25 см) е приблизително 1/10 мм. За наблюдение на две прави линии разделителната способност на окото може да бъде подобрена чрез стимулиране на поредица от нервни клетки.
Разделителната способност на човешкото око е само 1/10 mm, така че разстоянието между обекти, по-малки от 1/10 mm, или два малки обекта, по-близо от 1/10 mm, не може да бъде разграничено от човешкото око. Така че има преминаване от прости макроскопични лупи към микроскопични оптични микроскопи за наблюдение, последвани от електронни микроскопи. Дефиницията на разделителната способност на микроскопа се отнася до по-малкото разстояние между две малки точки, които могат да бъдат ясно разграничени върху образеца.
Формулата за изчисление е: D=0.61 λ／ NA
Във формулата D представлява разделителната способност (um); λ е дължината на вълната на светлинния източник (um); NA е числовата апертура (известна също като съотношение на апертурата) на лещата на обектива.
Съгласно формулата разделителната способност на микроскоп зависи от дължината на вълната на източника на падаща светлина и числовата апертура на съвпадащия обектив. От това се вижда, че методите за подобряване на оптичните микроскопи са:
1. Намалете дължината на вълната на източника на светлина.
Видимата светлина има по-къса дължина на вълната от 390nm. Ако ултравиолетова светлина с тази дължина на вълната се използва като източник на светлина за осветяване, разделителната способност на оптичния микроскоп може да бъде намалена до 0,2 um. Въпреки това, поради факта, че повечето обикновени стъклени материали абсорбират голямо количество светлина с дължини на вълните под 340n, ултравиолетовата светлина не може да формира ясни и ярки изображения след значително затихване. Следователно трябва да се използват скъпи материали като кварц (който може да пропуска до 200 nm ултравиолетова светлина) и флуорит (който може да предава до 185 nm ултравиолетова светлина). Освен това ултравиолетовите микроскопи не могат да се наблюдават с просто око и дори са ограничени от наблюдаваните проби, съчетани със скъпи разходи. Следователно 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 индексът на пречупване на средата между лещата на обектива и образеца; U е ъгълът на половин апертура на лещата на обектива. Следователно използването на по-голям ъгъл на отвора или увеличаване на индекса на пречупване в оптичния дизайн се превърна в обичаен метод за подобряване на разделителната способност на оптичните микроскопи. Обикновено лещите с ниско увеличение под 10X използват въздух като среда и имат индекс на пречупване 1, което е сух обектив; Средата за потапяне във вода е дестилирана вода с индекс на пречупване 1,33; Обективната среда, потопена в масло, е катран или друго прозрачно масло, с коефициент на пречупване обикновено около 1,52, което е близко до индекса на пречупване на лещи и предметни стъкла, като маслената леща 100X на Olympus. Лещите за потапяне във вода и лещите за 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.
