Методы повышения разрешающей способности микроскопа.
Микроскоп является одним из основных средств обнаружения, а разрешение является важным показателем, позволяющим судить о работе микроскопа. Разрешение означает способность четко различать меньшее расстояние между двумя точками или двумя линиями. Человеческий глаз сам по себе является микроскопом. При стандартных условиях освещения разрешение человеческого глаза на видимом расстоянии (международно признанное 25 см) составляет около 1/10 мм. При наблюдении двух прямых линий разрешение глаз можно улучшить, поскольку прямые линии могут стимулировать ряд нервных клеток.
Разрешение человеческого глаза составляет всего 1/10 мм, поэтому человеческий глаз не может различить расстояние между объектом размером менее 1/10 мм или двумя крошечными объектами размером ближе 1/10 мм. Поэтому от простой макролупы до оптического микроскопа для микроскопических наблюдений, а затем и электронного микроскопа. Определение разрешения микроскопа относится к небольшому расстоянию между двумя маленькими точками, которые можно четко различить на образце. Формула расчета: d=0.61λ/na.
Где: d – разрешение (мкм); λ – длина волны источника света (мкм); NA — числовая апертура (также называемая светосилой) объектива.
Согласно формуле, разрешающая способность микроскопа зависит от длины волны источника падающего света и числовой апертуры согласованного объектива. Поэтому методы совершенствования оптического микроскопа заключаются в следующем:
1. Уменьшите длину волны источника света.
Более короткая длина волны видимого света составляет 390нм. Если в качестве источника освещения использовать ультрафиолетовый свет с такой длиной волны, разрешение оптического микроскопа можно уменьшить до 0,2 мкм. Однако, поскольку большинство обычных стеклянных материалов поглощают большое количество света с длиной волны ниже 340 нм, ультрафиолетовый свет не может сформировать четкое и яркое изображение после значительного ослабления. Поэтому необходимо использовать дорогие материалы, такие как Ши Ин (который может передавать ультрафиолетовый свет с длиной волны до 200 нм) и плавиковый шпат (который может передавать ультрафиолетовый свет с длиной волны до 185 нм), а ультрафиолетовый микроскоп невозможно наблюдать невооруженным глазом. даже ограничено наблюдаемыми образцами плюс высокая стоимость, поэтому этот способ повышения разрешения микроскопа не получил широкого распространения из-за собственных ограничений.
2. Увеличьте числовую апертуру объектива NA.
Числовая апертура NA=n*sin(u)
Где n — показатель преломления среды между линзой объектива и образцом; U — половина угла апертуры объектива. Поэтому это распространенный метод улучшения разрешения оптического микроскопа за счет увеличения угла апертуры или увеличения показателя преломления в оптической конструкции. Обычно средой объектива с малым увеличением, например, ниже 10X, является воздух с показателем преломления 1, то есть сухая линза объектива; Иммерсионная среда – дистиллированная вода с показателем преломления 1,33; Средой объектива, погруженного в масло, является ароматная смола или другое прозрачное масло, а его показатель преломления обычно составляет около 1,52, что близко к показателю преломления линзы и предметного стекла, например, 100-кратного масляного зеркала Olympus. Объектив с водной иммерсией и объектив с масляной иммерсией не только имеют высокое увеличение, но и улучшают разрешение объектива благодаря среде с высоким показателем преломления.
