Come si conosce l'ingrandimento degli oculari e delle lenti dell'obiettivo di un 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.
1. Classificazione degli obiettivi:
Gli obiettivi possono essere suddivisi in obiettivi a secco e obiettivi ad immersione liquida in base alle diverse condizioni di utilizzo; gli obiettivi per immersione in liquidi possono essere suddivisi in obiettivi per immersione in acqua e obiettivi per immersione in olio (l'ingrandimento comunemente utilizzato è 90-100 volte).
A seconda dei diversi ingrandimenti, può essere suddiviso in obiettivi a bassa potenza (meno di 10 volte), obiettivi a media potenza (circa 20 volte) e obiettivi ad alta potenza (40-65 volte).
Secondo la correzione dell'aberrazione, è divisa in lente dell'obiettivo acromatica (lente dell'obiettivo comunemente usata che può correggere l'aberrazione cromatica di due colori di luce nello spettro) e lente dell'obiettivo apocromatica (lente dell'obiettivo che può correggere l'aberrazione cromatica di tre colori di luce nello spettro, costoso e usato raramente).
2. 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 dall'occhio e la dimensione del campione corrispondente. Si riferisce al rapporto tra le lunghezze piuttosto che al rapporto tra le aree. Esempio: L'ingrandimento è 100×, che si riferisce ad un campione con una lunghezza di 1 μm. La lunghezza dell'immagine ingrandita è di 100 μm. Se calcolato in base all'area, l'ingrandimento è 10,000 volte.
L'ingrandimento totale di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e degli oculari.
②. L'apertura numerica è anche chiamata rapporto di apertura dell'obiettivo, abbreviato in NA o A. È il parametro principale dell'obiettivo e del condensatore ed è proporzionale alla risoluzione del microscopio. L'apertura numerica degli obiettivi a secco è 0.05-0.95 e l'apertura numerica degli obiettivi a immersione in olio (olio di cedro) è 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 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. Ad esempio: 10x obiettivo è contrassegnato con 10/0.25 e 160/0.17, dove 10 è l'ingrandimento della 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 il componente più importante che determina le prestazioni del microscopio: il livello di risoluzione.
La risoluzione è anche chiamata risoluzione o capacità di risoluzione. La dimensione della risoluzione è espressa dal valore numerico 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 oggetto a distanza di 0.073 mm. Questo valore di 0,073 mm è la distanza di risoluzione dei normali occhi umani. Minore è la distanza di risoluzione di un microscopio, maggiore è la sua risoluzione, il che significa migliori le sue prestazioni.
La risoluzione di un microscopio è determinata dalla risoluzione della lente dell'obiettivo, che a sua volta è determinata dalla sua apertura numerica e dalla lunghezza d'onda della luce illuminante.
Quando si utilizza l'illuminazione centrale ordinaria (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——distanza risolutiva della lente dell'obiettivo, unità nm.
λ——Lunghezza d'onda della luce di illuminazione, unità nm.
NA ——Apertura numerica della lente dell'obiettivo
Ad esempio, l'apertura numerica di una lente obiettiva a immersione in olio è 1,25, l'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile è 400-700 nm e la lunghezza d'onda media è 550 nm, quindi d=270 nm, che è circa la metà della lunghezza d'onda della luce di illuminazione. Generalmente il limite di risoluzione di un microscopio illuminato con luce visibile è di 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 costituito da due serie di lenti superiore e inferiore. La lente superiore è chiamata lente dell'occhio, mentre la lente inferiore è chiamata lente convergente o lente di campo. C'è un'apertura tra la lente superiore e quella inferiore o sotto la lente di campo (la sua dimensione determina la dimensione del campo visivo). Poiché l'immagine del campione viene eseguita esattamente sulla superficie dell'apertura, è possibile incollare una piccola ciocca di capelli sull'apertura come puntatore per indicare il target con una determinata caratteristica. 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. La funzione dell'oculare
Serve per ingrandire ulteriormente l'immagine reale e chiara 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. Il rapporto tra oculari e lenti obiettive
Le strutture fini che sono state chiaramente risolte dalla lente dell'obiettivo non saranno chiaramente visibili se non vengono nuovamente ingrandite dall'oculare e non possono raggiungere la dimensione che l'occhio umano può risolvere. Tuttavia, le strutture fini che non possono essere risolte dalla lente dell'obiettivo non saranno visibili nonostante il nuovo ingrandimento da parte dell'oculare ad alta potenza. Non è ancora chiaro, quindi l'oculare può fungere solo da lente d'ingrandimento e non migliorerà la risoluzione del microscopio. A volte, sebbene la lente dell'obiettivo possa risolvere due punti dell'oggetto molto vicini, è comunque impossibile vedere chiaramente perché la distanza tra le immagini dei due punti dell'oggetto è inferiore alla distanza di risoluzione dell'occhio. Pertanto, l'oculare e la lente dell'obiettivo sono entrambi correlati tra loro e si limitano a vicenda.
