Методи за подобряване на разделителната способност на микроскопа
Микроскопът е едно от основните устройства за откриване и разделителната способност е важен показател за оценка на работата на микроскопа. Разделителната способност се отнася до възможността да се разграничи ясно по-малкото разстояние между две точки или две линии. Самото човешко око е микроскоп. При стандартни условия на осветеност разделителната способност на човешкото око на видимото 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 разстоянието между обект, по-малък от 1/10 mm, или два малки обекта, по-близо от 1/10 mm. Следователно, от обикновена макро лупа до оптичен микроскоп за микроскопско наблюдение, а след това се появи и електронен микроскоп. Определението за разделителна способност на микроскопа се отнася до малкото разстояние между две малки точки, които могат да бъдат ясно разграничени върху образеца. Формулата за изчисление е: d=0.61λ/na.
Където: d е разделителната способност (um); λ е дължината на вълната на източника на светлина (um); NA е числовата апертура (наричана още съотношение на апертурата) на лещата на обектива.
Съгласно формулата разделителната способност на микроскопа зависи от дължината на вълната на източника на падаща светлина и числовата апертура на съгласуваната леща на обектива. Следователно методите за подобряване на оптичния микроскоп са следните:
1. Намалете дължината на вълната на източника на светлина.
По-късата дължина на вълната на видимата светлина е 390nm. Ако ултравиолетовата 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 повечето обикновени стъклени материали ще абсорбират 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 Shi Ying (който може да предава ултравиолетова светлина до 200 nm) и флуорипат (който може да предава ултравиолетова светлина до 185 nm), а ултравиолетовият микроскоп не може да се наблюдава с просто око, дори ограничен от наблюдаваните проби, плюс скъпата цена, така че този начин 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)
Където n е индексът на пречупване на средата между лещата на обектива и образеца; U е ъгълът на половин апертура на лещата на обектива. Поради това е често срещан метод за подобряване на разделителната способност на оптичния микроскоп чрез приемане на по-голям ъгъл на отвора или увеличаване на индекса на пречупване в оптичния дизайн. Обикновено средата на леща на обектив с ниска мощност, като например под 10X, е въздух с индекс на пречупване 1, тоест суха леща на обектив; Средата за потапяне е дестилирана вода с индекс на пречупване 1,33; Средата на потопената в масло леща на обектива е ароматен катран или друго прозрачно масло и неговият индекс на пречупване обикновено е около 1,52, което е близко до индекса на пречупване на лещите и диапозитивите, като например 100X маслено огледало на Olympus. Обективът с потапяне във вода и обективът с потапяне в масло не само имат голямо увеличение, но също така подобряват разделителната способност на обектива поради средата с висок индекс на пречупване.
