Come determinare l'oculare del microscopio ottico e l'ingrandimento della lente dell'obiettivo
L'ingrandimento di un microscopio ottico è il prodotto dell'ingrandimento della lente dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Ad esempio, se la lente dell'obiettivo è 10× e l'oculare è 10×, l'ingrandimento è 10×10=100.
Una lente obiettivo:
1. Classificazione delle lenti dell'obiettivo:
La lente dell'obiettivo può essere suddivisa in lente dell'obiettivo a secco e lente dell'obiettivo ad immersione liquida in base alle diverse condizioni d'uso; tra questi, la lente dell'obiettivo ad immersione liquida può essere suddivisa in lente dell'obiettivo ad immersione in acqua e lente dell'obiettivo ad immersione in olio (l'ingrandimento comunemente usato è 90-100 volte).
In base ai diversi ingrandimenti, può essere suddiviso in lente dell'obiettivo a basso ingrandimento (meno di 10 volte), lente dell'obiettivo a medio ingrandimento (circa 20 volte) e lente dell'obiettivo ad alto ingrandimento (40-65 volte).
Secondo la situazione di correzione dell'aberrazione, è diviso in obiettivo acromatico (comunemente usato, l'obiettivo che può correggere l'aberrazione cromatica di due tipi di luce colorata nello spettro) e obiettivo apocromatico (l'obiettivo che può correggere l'aberrazione cromatica aberrazione di tre tipi di luce colorata nello spettro, che è costosa e usata raramente).
2. I parametri principali dell'obiettivo:
I parametri principali della lente dell'obiettivo includono: ingrandimento, apertura numerica e distanza di lavoro.
① L'ingrandimento si riferisce al rapporto tra la dimensione dell'immagine vista dagli occhi e la dimensione del campione corrispondente. Si riferisce al rapporto tra le lunghezze piuttosto che al rapporto tra le aree. Esempio: il fattore di ingrandimento è 100×, che si riferisce a un campione con una lunghezza di 1 μm. La lunghezza dell'immagine ingrandita è di 100 μm. Se è calcolato per area, viene ingrandito 10,000 volte.
L'ingrandimento totale del microscopio è uguale al prodotto degli ingrandimenti dell'obiettivo e dell'oculare.
②. L'apertura numerica è anche chiamata rapporto di apertura, abbreviato in NA o A. È il parametro principale dell'obiettivo e del condensatore ed è direttamente proporzionale alla risoluzione del microscopio. Gli obiettivi a secco hanno un'apertura numerica di 0.05-0.95 e gli obiettivi ad immersione in olio (olio di cedro) hanno un'apertura numerica di 1.25.
③. La distanza di lavoro si riferisce alla distanza dalla parte inferiore della lente anteriore della lente dell'obiettivo alla parte superiore del vetro di copertura del campione quando il campione osservato è il più chiaro. La distanza di lavoro della lente dell'obiettivo è correlata alla lunghezza focale della lente dell'obiettivo. Maggiore è la lunghezza focale della lente dell'obiettivo, minore è l'ingrandimento e maggiore è la sua distanza di lavoro. Esempio: la lente dell'obiettivo 10x è contrassegnata con 10/0.25 e 160/0.17, dove 10 è l'ingrandimento di la lente dell'obiettivo; 0,25 è l'apertura numerica; 160 è la lunghezza del barilotto dell'obiettivo (in mm); 0,17 è lo spessore standard del vetro di copertura (in mm) ). La distanza di lavoro effettiva dell'obiettivo 10x è di 6,5 mm e la distanza di lavoro effettiva dell'obiettivo 40x è di 0,48 mm.
3. La funzione della lente dell'obiettivo è quella di ingrandire il campione per la prima volta, ed è la parte più importante che determina le prestazioni del microscopio: la risoluzione.
La risoluzione è anche chiamata risoluzione o potere risolutivo. La dimensione della risoluzione è espressa dal valore della distanza di risoluzione (la distanza minima tra due punti oggetto che possono essere risolti). Alla distanza fotopica (25 cm), i normali occhi umani possono vedere chiaramente due punti dell'oggetto distanti 0.073 mm. Il valore di 0,073 mm è la distanza di risoluzione dei normali occhi umani. Minore è la distanza di risoluzione del microscopio, maggiore è la sua risoluzione e migliori sono le sue prestazioni.
La dimensione della risoluzione del microscopio è determinata dalla risoluzione della lente dell'obiettivo e la risoluzione della lente dell'obiettivo è determinata dalla sua apertura numerica e dalla lunghezza d'onda della luce di illuminazione.
Quando si utilizza il metodo di illuminazione centrale comune (il metodo di illuminazione fotopica che consente alla luce di passare uniformemente attraverso il campione), la distanza di risoluzione del microscopio è d=0.61λ/NA
Nella formula, d——la distanza di risoluzione della lente dell'obiettivo, in nm.
λ: lunghezza d'onda della luce di illuminazione, unità nm.
NA - l'apertura numerica della lente dell'obiettivo
Ad esempio, l'apertura numerica della lente dell'obiettivo a immersione in olio è 1,25 e l'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile è 400-700nm. Se la lunghezza d'onda media è 550 nm, allora d=270 nm, che è circa la metà della lunghezza d'onda della luce di illuminazione. In generale, il limite di risoluzione dei microscopi illuminati con luce visibile è di 0,2 μm.
(2), oculare
Poiché è vicino agli occhi dell'osservatore, è anche chiamato oculare. Installato sull'estremità superiore del barilotto dell'obiettivo.
1. Struttura dell'oculare
Di solito l'oculare è composto da serie di lenti superiore e inferiore, la lente superiore è chiamata lente dell'occhio e la lente inferiore è chiamata lente convergente o lente di campo. C'è un diaframma tra le lenti superiore e inferiore o sotto lo specchio di campo (la sua dimensione determina la dimensione del campo visivo), poiché il campione viene appena ripreso sulla superficie del diaframma, un piccolo pezzo di capelli può essere incollato su questo diaframma come puntatore per indicare l'obiettivo di una certa caratteristica. Su di esso può anche essere posizionato un micrometro oculare per misurare le dimensioni del campione osservato.
Minore è la lunghezza dell'oculare, maggiore è l'ingrandimento (poiché l'ingrandimento dell'oculare è inversamente proporzionale alla lunghezza focale dell'oculare).
2. Il ruolo dell'oculare
Serve per ingrandire ulteriormente l'immagine reale chiaramente risolta che è stata ingrandita dalla lente dell'obiettivo nella misura in cui l'occhio umano può facilmente distinguerla chiaramente. L'ingrandimento degli oculari comunemente usati è 5-16 volte.
3. Relazione tra oculare e obiettivo
La struttura fine che è stata chiaramente risolta dalla lente dell'obiettivo, se non viene nuovamente ingrandita dall'oculare e non può raggiungere la dimensione che l'occhio umano può distinguere, allora non sarà chiara; ma la struttura fine che la lente dell'obiettivo non è in grado di distinguere, sebbene sia nuovamente ingrandita dall'oculare ad alta potenza, non è ancora chiara, quindi l'oculare può solo ingrandire e non migliorerà la risoluzione del microscopio. A volte, sebbene la lente dell'obiettivo possa distinguere due punti dell'oggetto molto vicini, è ancora impossibile vedere chiaramente perché la distanza tra le immagini di questi due punti dell'oggetto è inferiore alla distanza di risoluzione degli occhi. Pertanto, l'oculare e la lente dell'obiettivo non solo sono correlati tra loro, ma si limitano anche a vicenda.
