Metodi per migliorare la risoluzione del microscopio
Il microscopio è una delle principali apparecchiature di rilevamento e la risoluzione è un indice importante per giudicare le prestazioni del microscopio. La risoluzione si riferisce alla capacità di distinguere chiaramente la distanza più piccola tra due punti o due linee. L'occhio umano stesso è un microscopio. In condizioni di illuminazione standard, la risoluzione dell'occhio umano alla distanza apparente (riconosciuta a livello internazionale come 25 cm) è di circa 1/10 di mm. Per osservare due linee rette, la risoluzione degli occhi può essere migliorata perché le linee rette possono stimolare una serie di cellule nervose.
La risoluzione dell'occhio umano è solo 1/10 mm, quindi l'occhio umano non può distinguere la distanza tra un oggetto inferiore a 1/10 mm o due piccoli oggetti più vicini di 1/10 mm. Pertanto, da una semplice lente d'ingrandimento macro al microscopio ottico per l'osservazione microscopica, e poi è apparso il microscopio elettronico. La definizione di risoluzione del microscopio si riferisce alla piccola distanza tra due piccoli punti che possono essere chiaramente distinti sul campione. La formula di calcolo è: d=0.61λ/na.
Dove: d è la delibera (um); λ è la lunghezza d'onda della sorgente luminosa (um); NA è l'apertura numerica (detta anche rapporto di apertura) dell'obiettivo.
Secondo la formula, la risoluzione del microscopio dipende dalla lunghezza d'onda della sorgente luminosa incidente e dall'apertura numerica della lente dell'obiettivo abbinato. Pertanto, i metodi per migliorare il microscopio ottico sono i seguenti:
1. Ridurre la lunghezza d'onda della sorgente luminosa.
La lunghezza d'onda più corta della luce visibile è 390nm. Se come fonte di illuminazione viene utilizzata la luce ultravioletta con questa lunghezza d'onda, la risoluzione del microscopio ottico può essere ridotta a 0,2 um. Tuttavia, poiché la maggior parte dei comuni materiali in vetro assorbe una grande quantità di luce con una lunghezza d'onda inferiore a 340 nm, la luce ultravioletta non può formare un'immagine chiara e luminosa dopo una grande attenuazione. Pertanto, è necessario utilizzare materiali costosi come lo Shi Ying (che può trasmettere la luce ultravioletta fino a 200 nm) e la fluorite (che può trasmettere la luce ultravioletta fino a 185 nm), e il microscopio ultravioletto non può essere osservato ad occhio nudo, anche limitato dai campioni osservati, oltre al costo elevato, quindi questo modo per migliorare la risoluzione del microscopio non è ampiamente utilizzato a causa dei suoi limiti.
2. Aumentare l'apertura numerica NA della lente dell'obiettivo.
Apertura numerica NA=n*sin(u)
Dove n è l'indice di rifrazione del mezzo tra la lente dell'obiettivo e il campione; U è la metà dell'angolo di apertura dell'obiettivo. Pertanto, è un metodo comune migliorare la risoluzione del microscopio ottico adottando un angolo di apertura maggiore o aumentando l'indice di rifrazione nella progettazione ottica. Generalmente, il mezzo di una lente dell'obiettivo a basso ingrandimento, come inferiore a 10X, è l'aria con un indice di rifrazione pari a 1, ovvero una lente dell'obiettivo asciutta; Il mezzo di immersione è acqua distillata con indice di rifrazione pari a 1,33; Il mezzo della lente dell'obiettivo immersa nell'olio è catrame profumato o altro olio trasparente e il suo indice di rifrazione è generalmente intorno a 1,52, che è vicino all'indice di rifrazione della lente e del vetrino, come lo specchio a olio 100X dell'Olimpo. La lente dell'obiettivo ad immersione in acqua e la lente dell'obiettivo ad immersione in olio non solo hanno un elevato ingrandimento, ma migliorano anche la risoluzione della lente dell'obiettivo grazie al mezzo con un elevato indice di rifrazione.
