Как узнать увеличение окуляров и объективов оптического микроскопа?
Увеличение оптического микроскопа является произведением увеличения объектива и увеличения окуляра. Например, если объектив имеет 10-кратное увеличение, а окуляр 10-кратное, увеличение составит 10-кратное10=100.
1. Классификация объективов:
Объективы можно разделить на сухие объективы и объективы с жидкостной иммерсией в зависимости от различных условий использования; Объективы с жидкостной иммерсией можно разделить на объективы с водной иммерсией и объективы с масляной иммерсией (обычно используемое увеличение составляет 90-100 раз).
По различному увеличению его можно разделить на объективы малого увеличения (менее 10 раз), объективы среднего увеличения (около 20 раз) и объективы большого увеличения (40-65 раз).
В соответствии с коррекцией аберрации он делится на ахроматический объектив (обычно используемый объектив, который может исправить хроматическую аберрацию двух цветов света в спектре) и апохроматический объектив (объектив, который может исправить хроматическую аберрацию трех цветов). света в спектре, дорого и редко используется).
2. Основные параметры объектива:
К основным параметрам объектива относятся: увеличение, числовая апертура и рабочее расстояние.
① Увеличение относится к отношению размера изображения, видимого глазом, к размеру соответствующего образца. Это относится к соотношению длин, а не к соотношению площадей. Пример: Увеличение составляет 100×, что относится к образцу длиной 1 мкм. Длина увеличенного изображения составляет 100 мкм. Если рассчитывать на основе площади, увеличение составит 10,000 раз.
Общее увеличение микроскопа равно произведению увеличений объектива и окуляров.
②. Числовая апертура также называется светосилой линзы, сокращенно NA или A. Это основной параметр объектива и конденсора, пропорциональный разрешающей способности микроскопа. Числовая апертура сухих объективов равна 0.05-0.95, а числовая апертура масляно-иммерсионных объективов (кедровое масло) — 1,25.
③. Под рабочим расстоянием понимается расстояние от нижней части передней линзы объектива до верхней части покровного стекла образца, когда наблюдаемый образец является наиболее четким. Рабочее расстояние объектива связано с фокусным расстоянием объектива. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем меньше увеличение и тем больше его рабочее расстояние. Например: объектив с увеличением 10x имеет маркировку 10/0.25 и 160/0.17, где 10 — увеличение. объектива; 0,25 – числовая апертура; 160 – длина оправы объектива (в мм); 0,17 — стандартная толщина покровного стекла (в мм). Эффективное рабочее расстояние объектива 10x составляет 6,5 мм, а эффективное рабочее расстояние объектива 40x — 0,48 мм.
3. Функция объектива — первое увеличение образца. Это важнейший компонент, определяющий работу микроскопа – уровень разрешения.
Разрешение также называют разрешением или разрешающей способностью. Размер разрешения выражается числовым значением разрешающего расстояния (минимального расстояния между двумя точками объекта, которое может быть разрешено). На фотопическом расстоянии (25 см) нормальный человеческий глаз может ясно видеть две точки объекта 0, расположенные на расстоянии 73 мм друг от друга. Это значение 0,073 мм соответствует разрешающей способности глаз нормального человека. Чем меньше разрешающее расстояние микроскопа, тем выше его разрешение, а значит, тем лучше его производительность.
Разрешение микроскопа определяется разрешающей способностью объектива, которая, в свою очередь, определяется его числовой апертурой и длиной волны освещающего света.
При использовании обычного центрального освещения (фотопическое освещение, позволяющее свету проходить через образец равномерно) разрешающая способность микроскопа составляет d=0,61λ/NA.
В формуле d — разрешающее расстояние объектива, единицы нм.
λ——Длина волны осветительного света, ед. нм.
NA ——Числовая апертура объектива
Например, числовая апертура масляно-иммерсионного объектива равна 1,25, диапазон длин волн видимого света составляет 400-700 нм, а средняя длина волны составляет 55 0 нм, тогда d=270 нм, что составляет примерно половину длины волны осветительного света. Обычно предел разрешения микроскопа, освещенного видимым светом, составляет 0,2 мкм.
(2) Окуляр
Поскольку он расположен близко к глазам наблюдателя, его еще называют окуляром. Устанавливается на верхнем конце оправы объектива.
1. Конструкция окуляра
Обычно окуляр состоит из двух комплектов верхней и нижней линз. Верхняя линза называется глазной линзой, а нижняя — собирающей линзой или полевой линзой. Между верхней и нижней линзами или под полевой линзой имеется диафрагма (ее размер определяет размер поля зрения). Поскольку изображение образца отображается точно на поверхности апертуры, к апертуре можно приклеить небольшой кусочек волос в качестве указателя, указывающего цель определенной характеристики. На него также можно установить окуляр-микрометр для измерения размера наблюдаемого образца.
Чем короче длина окуляра, тем больше увеличение (поскольку увеличение окуляра обратно пропорционально фокусному расстоянию окуляра).
2. Функция окуляра
Оно предназначено для дальнейшего увеличения четкого реального изображения, увеличенного объективом, до такой степени, что человеческий глаз может легко его четко различить. Увеличение обычно используемых окуляров составляет 5-16 раз.
3. Взаимосвязь окуляров и объективов.
Мелкие структуры, четко различимые объективом, не будут четко видны, если они не будут повторно увеличены окуляром, и не смогут достичь размера, который может разрешить человеческий глаз. Однако мелкие структуры, которые не могут быть разрешены объективом, не будут видны, несмотря на повторное увеличение с помощью мощного окуляра. Пока неясно, значит, окуляр может действовать только как лупа и не улучшит разрешение микроскопа. Иногда, хотя объектив может разрешить две очень близкие точки объекта, четко видеть все равно невозможно, поскольку расстояние между изображениями двух точек объекта меньше, чем разрешающее расстояние глаза. Таким образом, окуляр и объектив связаны друг с другом и ограничивают друг друга.
