Важные оптические технические характеристики микроскопа
При микроскопическом контроле люди всегда надеются получить четкое и яркое идеальное изображение, что требует, чтобы оптические технические параметры микроскопа соответствовали определенным стандартам, и требует, чтобы при его использовании оно было согласовано в соответствии с целью микроскопического контроля и фактическая ситуация Связь между параметрами. Только таким образом мы можем в полной мере обеспечить надлежащую работу микроскопа и получить удовлетворительные результаты микроскопического исследования.
К оптико-техническим параметрам микроскопа относятся: числовая апертура, разрешение, увеличение, глубина резкости, ширина поля зрения, плохое покрытие, рабочее расстояние и т. д. Эти параметры не все чем выше, тем лучше, они взаимосвязаны и ограничивают каждый другой, при использовании, соотношение между параметрами должно быть согласовано в соответствии с целью осмотра микроскопа и фактической ситуацией, но разрешение должно преобладать.
1. Числовая апертура
Числовая апертура обозначается аббревиатурой NA. Числовая апертура является основным техническим параметром объектива и конденсорной линзы, а также важным символом, позволяющим судить об их характеристиках (особенно для объектива). Величина его числового значения соответственно указана на корпусе объектива и линзе конденсора.
Числовая апертура (ЧА) представляет собой произведение показателя преломления (n) среды между передней линзой объектива и досматриваемым объектом и синуса половины апертурного угла (u). Формула выглядит следующим образом: NA=nsinu/2
Угол апертуры, также известный как «угол рта зеркала», представляет собой угол, образованный точкой объекта на оптической оси объектива и эффективным диаметром передней линзы объектива. Чем больше апертурный угол, тем больше световой поток, попадающий на линзу объектива, который пропорционален эффективному диаметру линзы объектива и обратно пропорционален расстоянию до фокальной точки.
При наблюдении с помощью микроскопа, если вы хотите увеличить числовую апертуру, нельзя увеличивать угол апертуры. Единственный способ - увеличить значение показателя преломления n среды. По этому принципу изготавливаются водоиммерсионные и масляно-иммерсионные объективы. Поскольку значение показателя преломления n среды больше 1, значение NA может быть больше 1.
Максимальная числовая апертура составляет 1,4, что является пределом как теоретически, так и технически. В настоящее время в качестве среды используется бромнафталин с высоким показателем преломления. Показатель преломления бромнафталина равен 1,66, поэтому числовая апертура может быть больше 1,4.
Здесь необходимо указать, что для того, чтобы в полной мере сыграть роль числовой апертуры объектива, числовая апертура конденсорной линзы должна быть равна или несколько превышать числовую апертуру объектива при наблюдении.
Числовая апертура тесно связана с другими техническими параметрами и практически определяет и влияет на другие технические параметры. Оно пропорционально разрешению, пропорционально увеличению и обратно пропорционально глубине резкости. По мере увеличения значения числовой апертуры ширина поля зрения и рабочее расстояние соответственно уменьшаются.
2. Разрешение
Разрешение микроскопа относится к минимальному расстоянию между двумя точками объекта, которые могут быть четко различимы микроскопом, также известному как «коэффициент дискриминации». Формула его расчета: σ=λ/NA
Где σ — минимальное разрешающее расстояние; λ — длина волны света; NA — числовая апертура объектива. Разрешение видимого объектива определяется двумя факторами: числовой апертурой объектива и длиной волны источника освещения. Чем больше значение NA, тем короче длина волны освещающего света, и чем меньше значение σ, тем выше разрешение.
Для увеличения разрешения, т. е. уменьшения значения σ, можно предпринять следующие меры.
(1) Уменьшите значение длины волны λ и используйте коротковолновый источник света.
(2) Увеличьте среднее значение n, чтобы увеличить значение NA (NA=nsinu/2).
(3) Увеличьте значение угла апертуры u, чтобы увеличить значение числовой апертуры.
(4) Увеличьте контраст между светлым и темным.
3. Увеличение и эффективное увеличение
Из-за двух увеличений объектива и окуляра общее увеличение Γ микроскопа должно быть произведением увеличения объектива и увеличения окуляра Γ1:
Γ= Γ1
Очевидно, что по сравнению с увеличительным стеклом микроскоп может иметь гораздо большее увеличение, и увеличение микроскопа можно легко изменить, поменяв местами объектив и окуляр с разным увеличением.
Увеличение также является важным параметром микроскопа, но нельзя слепо верить, что чем больше увеличение, тем лучше. Пределом увеличения микроскопа является эффективное увеличение.
Разрешение и увеличение — два разных, но связанных понятия. Формула отношения: 500NA
Когда числовая апертура выбранного объектива недостаточно велика, то есть разрешение недостаточно велико, микроскоп не может различить тонкую структуру объекта. В это время, даже при чрезмерном увеличении увеличения, полученное изображение может быть только изображением с крупным контуром, но нечеткими деталями. , называемое недопустимым увеличением. И наоборот, если разрешение соответствует требованиям, но увеличение недостаточно, то микроскоп способен разрешать, но изображение все еще слишком мало, чтобы его можно было четко увидеть человеческим глазом. Следовательно, чтобы в полной мере использовать разрешающую способность микроскопа, числовая апертура должна быть разумно согласована с общим увеличением микроскопа.
4. Глубина фокуса
Глубина резкости - это аббревиатура глубины резкости, то есть при использовании микроскопа, когда фокус находится на определенном предмете, четко видны не только все точки на плоскости этой точки, но и в пределах определенной толщины над ней а под плоскостью. Чтобы было понятно, толщина этой прозрачной части и есть глубина резкости. Если глубина резкости большая, вы можете видеть весь слой исследуемого объекта, а если глубина резкости мала, вы можете видеть только тонкий слой исследуемого объекта. Глубина резкости имеет следующую связь с другими техническими параметрами:
(1) Глубина резкости обратно пропорциональна общему увеличению и числовой апертуре объектива.
(2) Глубина резкости большая, а разрешение уменьшено.
Из-за большой глубины резкости объектива с малым увеличением трудно делать снимки с объективом с малым увеличением. Более подробно это будет описано на микрофотографиях.
5. Диаметр поля зрения
При наблюдении в микроскоп видимая яркая круглая область называется полем зрения, а ее размер определяется полевой диафрагмой окуляра.
Диаметр поля зрения также называют шириной поля зрения, которая относится к действительному диапазону досматриваемого объекта, который может быть размещен в круглом поле зрения, наблюдаемом под микроскопом. Чем больше диаметр поля зрения, тем легче наблюдать.
Существует формула F=FN/
В формуле F: диаметр поля, FN: номер поля (номер поля, сокращенно FN, указанный на внешней стороне тубуса окуляра), : увеличение объектива.
Это видно из формулы:
(1) Диаметр поля зрения пропорционален количеству полей зрения.
(2) Увеличение увеличения объектива уменьшает диаметр поля зрения. Поэтому, если вы можете видеть всю картину досматриваемого объекта под объективом с малым увеличением, а перейти на объектив с большим увеличением, вы сможете увидеть только небольшую часть досматриваемого объекта.
6. Плохое покрытие
В оптическую систему микроскопа также входит покровное стекло. Из-за нестандартной толщины покровного стекла оптический путь света после попадания в воздух из покровного стекла изменяется, в результате чего возникает разность фаз, что является плохим покрытием. Создание плохого покрытия влияет на качество звука микроскопа.
В соответствии с международными нормами стандартная толщина защитного стекла составляет {{0}},17 мм, а допустимый диапазон составляет 0,16-0,18 мм. Разница в этом диапазоне толщин рассчитана при изготовлении объектива. Отметка 0,17 на корпусе объектива указывает на толщину покровного стекла, необходимого для объектива.
7. Рабочее расстояние WD
Рабочее расстояние также называют расстоянием до объекта, которое относится к расстоянию от поверхности передней линзы объектива до объекта, подлежащего осмотру. Во время осмотра под микроскопом объект, подлежащий осмотру, должен быть в пределах от одного до двух фокусных расстояний объектива. Поэтому оно и фокусное расстояние два понятия. То, что обычно называют фокусировкой, на самом деле является регулировкой рабочего расстояния.
В случае определенной числовой апертуры объектива рабочее расстояние мало, а угол раскрытия большой.
Мощный объектив с большой числовой апертурой имеет малый рабочий отрезок.
