Введение в общие оптические микроскопы
Микроскоп является основным инструментом для наблюдения за клетками. По разным источникам света их можно разделить на две категории: оптические микроскопы и электронные микроскопы. Первый использует видимый свет (УФ-микроскоп использует ультрафиолетовый свет) в качестве источника света, а второй использует электронный луч в качестве источника света. Обычные оптические микроскопы и лазерные конфокальные микроскопы являются оптическими микроскопами.
Обычные биологические микроскопы состоят из трех частей, а именно: ① системы освещения, включая источник света и конденсатор; ② система оптического увеличения, состоящая из объектива и окуляра, который является основным корпусом микроскопа. Чтобы устранить сферическую аберрацию и хроматическую аберрацию, как окуляр, так и объектив состоят из сложной группы линз; ③ механическое устройство, используемое для фиксации материалов и облегчения наблюдения.
Четкость изображения микроскопа зависит не только от увеличения, но и от разрешающей способности микроскопа. Разрешение относится к способности микроскопа (или человеческого глаза на расстоянии 25 см от цели) различать наименьшее расстояние между объектами. Размер разрешения определяет исходя из длины волны света, коэффициента открытия линзы и показателя преломления среды, формула выражается как:
R=0.61λ/NANA =ｎsin /2
В формуле: n=показатель преломления среды; =угол апертуры зеркала (угол открытия образца по отношению к апертуре объектива), NA=числовая апертура. Угол зеркала всегда меньше 180 градусов, поэтому максимальное значение sina/2 должно быть меньше 1.
Показатель преломления стекла, используемого для изготовления оптических линз, составляет 1,65–1,78. Чем ближе показатель преломления используемой среды к показателю преломления стекла, тем лучше. Для сухих объективов средой является воздух, а коэффициент открытия линзы обычно составляет 0.05~0,95; для масляных линз в качестве среды используется кедровое масло, а коэффициент открытия линзы может быть близок к 1,5.
Длина волны обычного света составляет 400~700 нм, поэтому значение разрешения микроскопа будет не менее 0,2 мкм. Разрешение человеческого глаза составляет 0,2 мм, поэтому максимальное увеличение стандартной конструкции микроскопа обычно составляет 1000X.
