La relazione tra ingrandimento totale e risoluzione dei microscopi microbiologici ad olio
Solitamente esistono tre tipi di lenti dell'obiettivo per i microscopi utilizzati nella ricerca microbiologica: lente dell'obiettivo a basso ingrandimento a olio (10×), lente dell'obiettivo ad alto ingrandimento (40×) e lente a olio ( 100×). C'è anche la parola "OI" (immersione in olio) che indica che ha l'ingrandimento maggiore tra i tre. A seconda dell'uso di oculari con ingrandimenti diversi, l'oggetto da ispezionare può essere ingrandito 1000-1600 volte. Quando vengono utilizzate, la differenza tra le lenti oleose e le altre lenti dell'obiettivo è che non c'è uno strato d'aria tra il vetrino e la lente dell'obiettivo, ma uno strato di olio, chiamato sistema di immersione in olio. L'olio di cedro viene spesso utilizzato come olio perché l'indice di rifrazione dell'olio di cedro è n=1.52, che è lo stesso del vetro. Quando la luce passa attraverso il vetrino, può entrare nella lente dell'obiettivo direttamente attraverso l'olio di cedro senza rifrazione. Se il mezzo tra il vetrino e la lente dell'obiettivo è l'aria, si parla di sistema a secco. Quando la luce passa attraverso il vetrino, viene rifratta e diffusa, e la luce che entra nell'obiettivo viene ovviamente ridotta, il che riduce l'illuminazione del campo visivo. L'uso di lenti oleose non solo può aumentare l'illuminazione, ma anche aumentare l'apertura numerica, poiché l'efficienza di ingrandimento del microscopio è determinata dalla sua apertura numerica. La cosiddetta apertura numerica è il prodotto di metà del seno dell'angolo massimo al quale la luce viene proiettata sulla lente dell'obiettivo (chiamato angolo della lente) moltiplicato per l'indice di rifrazione del mezzo tra la lastra di vetro e la lente dell'obiettivo. Può essere espresso con la seguente formula: NA=n×sinа dove NA{{10}} Apertura numerica; n=indice di rifrazione del mezzo; una=metà dell'angolo massimo di incidenza, cioè metà dell'angolo della bocca dello specchio. Pertanto, maggiore è l'angolo con cui la luce colpisce l'obiettivo, maggiore è l'efficienza del microscopio. La dimensione di questo angolo è determinata dal diametro e dalla lunghezza focale dell'obiettivo. Allo stesso tempo, il limite teorico di a è 90. . peccato90. =1, quindi quando viene utilizzata l'aria come mezzo (n=1), l'apertura numerica non può superare 1. Ad esempio, quando viene utilizzato l'olio di cedro come mezzo, n aumenta e anche l'apertura numerica aumenta. Ad esempio, se l'angolo incidente della luce è 120o e il suo semiseno è sin60o=0.87, allora: quando viene utilizzata l'aria come mezzo: NA{ {22}}×0.87=0.87 Quando viene utilizzata l'acqua come mezzo: NA=1.33×0.87=1.15 Quando viene utilizzato l'olio di cedro come mezzo: NA =1.52×0.87=1.32 La risoluzione di un microscopio si riferisce alla capacità del microscopio di distinguere la distanza minima tra due punti. È direttamente proporzionale all'apertura numerica della lente dell'obiettivo e inversamente proporzionale alla lunghezza d'onda. Pertanto, quanto maggiore è l'apertura numerica della lente dell'obiettivo e quanto più corta è la lunghezza d'onda dell'onda luminosa, tanto maggiore è la risoluzione del microscopio e tanto più chiaramente si può distinguere la struttura fine dell'oggetto da ispezionare. Pertanto, un'alta risoluzione significa una piccola distanza risolvibile. Questi due fattori sono inversamente correlati. Di solito alcune persone parlano della risoluzione in micrometri o nanometri. Questo in realtà confonde la risoluzione con la distanza di risoluzione minima. Svegliato. Il potere risolutivo di un microscopio è espresso dalla distanza minima che può essere risolta. La distanza minima che si può distinguere tra due punti=λ/2NA dove λ=lunghezza d'onda dell'onda luminosa. La lunghezza media delle onde luminose che i nostri occhi nudi possono percepire è di 0,55 μm. Se viene utilizzato un obiettivo ad alta potenza con un'apertura numerica di 0,65, può distinguere la distanza tra due punti. è 0,42μm. Non è possibile distinguere la distanza tra due punti inferiori a 0,42 μm. Anche se si utilizza un oculare più grande per aumentare l'ingrandimento totale del microscopio, non è ancora possibile distinguerlo. L'unica soluzione è utilizzare un obiettivo più grande con un'apertura numerica maggiore per aumentarne la risoluzione. Ad esempio, quando si utilizza una lente oleosa con un'apertura numerica di 1,25, la distanza minima tra due punti che possono essere distinti è=0.55/(2×1.25)=0.22μm. Pertanto, possiamo vedere che se si utilizza una lente obiettivo ad alto ingrandimento (NA=0.65) con un ingrandimento di 40 volte e un oculare con un ingrandimento di 24 volte, sebbene l'ingrandimento totale sia di 960 volte, la distanza minima di risoluzione è di soli 0,42 μm. Se si utilizza una lente oleosa con un ingrandimento di 90 volte (NA=1.25) e un oculare con un ingrandimento di 9 volte, sebbene l'ingrandimento totale sia di 810 volte, è possibile risolvere una distanza di 0,22 μm.
