Come determinare l'ingrandimento dell'oculare e dell'obiettivo del microscopio ottico
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 degli obiettivi:
L'obiettivo può essere suddiviso in obiettivo a secco e obiettivo a immersione liquida in base alle diverse condizioni di utilizzo; tra questi, la lente dell'obiettivo a immersione in liquido può essere divisa in lente dell'obiettivo a immersione in acqua e lente dell'obiettivo a immersione in olio (l'ingrandimento comunemente usato è 90-100 volte).
A seconda dei diversi ingrandimenti, può essere suddiviso in obiettivo a basso ingrandimento (meno di 10 volte), obiettivo a ingrandimento medio (circa 20 volte) e obiettivo a ingrandimento elevato (40-65 volte).
In base alla situazione di correzione dell'aberrazione, è diviso in lente dell'obiettivo acromatica (comunemente usata, la lente dell'obiettivo che può correggere l'aberrazione cromatica di due tipi di luce colorata nello spettro) e lente dell'obiettivo apocromatica (la lente dell'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 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 viene 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 a 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 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 dell'obiettivo, minore è l'ingrandimento e maggiore è la distanza di lavoro. Esempio: 10x lente dell'obiettivo 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 6,5 mm e la distanza di lavoro effettiva dell'obiettivo 40x è 0,48 mm.
3. La funzione della lente dell'obiettivo è quella di ingrandire il campione per la prima volta. È la parte più importante che determina le prestazioni del microscopio: la risoluzione.
La risoluzione è detta anche risoluzione o potere risolutivo. La dimensione della risoluzione è espressa dal valore della distanza di risoluzione (la distanza minima tra due punti dell'oggetto che può essere risolta). Alla distanza fotopica (25 cm), gli occhi umani normali possono vedere chiaramente due punti di oggetti 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 sarà la sua risoluzione e migliori 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 comune metodo di illuminazione centrale (il metodo di illuminazione fotopica che consente alla luce di passare attraverso il campione in modo uniforme), 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 la gamma di lunghezze d'onda della luce visibile è 400-700 nm. 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 0,2 μm.
(2), oculare
Poiché è vicino agli occhi dell'osservatore, è chiamato anche oculare. Installato sull'estremità superiore del barilotto dell'obiettivo.
1. Struttura dell'oculare
Di solito l'oculare è composto da un set 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. Un diaframma (le cui dimensioni determinano la dimensione del campo visivo) è installato tra le lenti superiore e inferiore o sotto la lente di campo. Poiché l'immagine del campione viene eseguita sulla superficie del diaframma, una piccola ciocca di capelli può essere incollata su questo diaframma come puntatore per indicare un determinato target. Su di esso può anche essere posizionato un micrometro per oculare per misurare le dimensioni del campione osservato.
Minore è la lunghezza dell'oculare, maggiore è l'ingrandimento (perché 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. Rapporto tra oculare e lente obiettiva
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 vista chiaramente; ma la struttura fine che non può essere risolta dalla lente dell'obiettivo può comunque essere vista chiaramente anche se viene ingrandita nuovamente da un oculare ad alta potenza, quindi l'oculare può essere utilizzato solo per l'ingrandimento e non migliorerà la risoluzione del microscopio . A volte, anche se la lente dell'obiettivo può distinguere due punti dell'oggetto molto vicini, è comunque 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 sono solo legati tra loro, ma si limitano anche a vicenda.
