Оптические принципы и характеристики микроскопов
Традиционный оптический микроскоп состоит из оптической системы и поддерживающей их механической конструкции. Оптическая система включает в себя объектив, окуляр и конденсор — сложные увеличительные линзы, изготовленные из различных видов оптического стекла. Объектив увеличит изображение образца, его увеличение M вещь по следующей формуле: M вещь=Δ ∕ f' вещь, где f ' вещь - фокусное расстояние объектива, Δ можно понимать как расстояние между объективом и окуляром. Окуляр будет изображением объектива, снова увеличенным до воображаемого изображения перед человеком на расстоянии 250 мм для человеческого наблюдения, то есть большинство людей чувствуют **** положение наблюдения, окуляр увеличения М-глаза { {2}}/f'eye, f'eye - окуляр фокусного расстояния. Общее увеличение микроскопа равно произведению объектива и окуляра, т. е. M=M object * M окуляра=Δ * 250∕f'eye * f;object. Видно, что уменьшение фокусного расстояния объектива и окуляра даст общее увеличение, которое микроскоп может видеть ** и другие ключевые микроорганизмы, а также разницу между ним и обычным увеличительным стеклом.
Итак, возможно ли безгранично уменьшать объектив окуляра, чтобы увеличить увеличение, чтобы мы могли видеть более тонкие объекты? Ответ - нет! Это связано с тем, что природа света, используемого для изображения, представляет собой своего рода электромагнитную волну, и, таким образом, в процессе распространения неизбежно возникают явления дифракции и интерференции, точно так же, как ежедневно наблюдаемая рябь на поверхности воды при столкновении с препятствиями может быть округлена. две колонны водных волн могут встречаться друг с другом, усиливая или ослабляя одно и то же. Когда световые волны от точечного светоизлучающего объекта направлены в объектив, оправа объектива препятствует распространению света, дифракции и интерференции, после чего объектив больше не может быть собран в точку, но формирование пятна определенного размера, также имеется серия интенсивности периферии слабого и постепенно уменьшающегося гало, мы называем центр яркого пятна пятном Эйвери, две светоизлучающие точки, расположенные на определенном расстоянии когда два пятна будут перекрываться до тех пор, пока это не будет подтверждено для двух пятен. Райли предложил критерий, согласно которому, когда расстояние между центрами двух пятен равно радиусу пятна Эйри, эти два пятна можно различить, вычислив, что расстояние между двумя светоизлучающими точками e=0,61 в ∕n.sinA=0.61 в ∕NA, где длина световых волн человеческого глаза может восприниматься длиной световых волн примерно 0.4-0 .7 мкм, n для светоизлучающей точки со средним показателем преломления, где светоизлучающая точка расположена в показателе преломления светоизлучающей точки. Показатель преломления среды, в которой находится светоизлучающая точка, например, в воздухе, n ≈ 1, в воде, n ≈ 1,33, а для светоизлучающей точки угол оправы объектива половинный, NA называется числовой апертурой объектива. Из приведенной выше формулы объектив может различать расстояние между двумя точками по длине волны света и числовой апертуре ограничений человеческого глаза из-за зрительного восприятия человеческого глаза * острой длины волны около 0. 5 мкм, а угол А не более 90 градусов, sinA всегда меньше 1, для имеющейся светопроводящей среды * показатель преломления около 1,5, поэтому значение е всегда больше, чем 0.2 мкм, это оптический микроскоп может различать * наименьший предел расстояния. Если с помощью изображения с увеличением микроскопа вы хотите получить некоторое значение числовой апертуры разрешения объектива с расстоянием между точками объекта e, увеличенное настолько, чтобы его можно было различить человеческим глазом, необходимо, чтобы Me Больше или равнялось { {31}}.15 мм, где 0.15 мм для экспериментального человеческого глаза может различать два микрообъекта, помещенных перед глазом на расстоянии 25 0 мм на расстоянии между * маленьким, так что M больше или равно (0,15 ∕ 0,61 в) NA ≈ 500N.A, чтобы произвести наблюдение Чтобы наблюдение не было слишком трудоемким, достаточно будет M удвоенного, то есть 500N.A Меньше или равно M Меньше или равно 1000N.A, является разумным выбором общего увеличения диапазона микроскопа, и тогда общее увеличение не имеет смысла, поскольку числовая апертура объектива ограничена * небольшой разрешимой величиной. на расстоянии увеличения увеличения было невозможно различить детали более мелких объектов.
