Come si può aumentare la risoluzione del microscopio?
La composizione e la struttura di un microscopio ottico Un microscopio ottico è generalmente costituito da un tavolino, un sistema di illuminazione a faretto, una lente dell'obiettivo, un oculare e un meccanismo di messa a fuoco. Il palco viene utilizzato per contenere l'oggetto da osservare. Il meccanismo di messa a fuoco può essere azionato dalla manopola di messa a fuoco per far muovere il tavolino su e giù per una regolazione approssimativa e una regolazione fine, in modo che l'oggetto osservato possa essere messo a fuoco e ripreso chiaramente.
Il suo strato superiore può muoversi e ruotare con precisione sul piano orizzontale e generalmente regolare la parte osservata al centro del campo visivo. Il sistema di illuminazione spot è composto da una sorgente luminosa e un condensatore. La funzione del condensatore è quella di concentrare più energia luminosa sulla parte osservata. Le caratteristiche spettrali della lampada illuminante devono essere compatibili con la banda di lavoro del ricevitore del microscopio.
La lente dell'obiettivo si trova vicino all'oggetto da osservare, ed è la lente che realizza il primo livello di ingrandimento. Diversi obiettivi con diversi ingrandimenti sono installati contemporaneamente sul convertitore dell'obiettivo e gli obiettivi con diversi ingrandimenti possono entrare nel percorso ottico di lavoro ruotando il convertitore. L'ingrandimento della lente dell'obiettivo è solitamente da 5 a 100 volte. La lente dell'obiettivo è l'elemento ottico che gioca un ruolo decisivo nella qualità dell'immagine al microscopio.
Comunemente utilizzate sono le lenti obiettivo acromatiche che possono correggere l'aberrazione cromatica per due colori di luce; obiettivi apocromatici di qualità superiore in grado di correggere l'aberrazione cromatica per tre tipi di luce colorata; può garantire che l'intero piano dell'immagine della lente dell'obiettivo sia piatto per migliorare il campo visivo Obiettivi a campo piatto con qualità dell'immagine marginale. Gli obiettivi ad immersione liquida sono spesso utilizzati in obiettivi ad alto ingrandimento, ovvero l'indice di rifrazione è 1 tra la superficie inferiore della lente dell'obiettivo e la superficie superiore del foglio del campione.
5 liquido, può migliorare significativamente la risoluzione dell'osservazione microscopica. L'oculare è una lente situata vicino all'occhio umano per raggiungere il secondo livello di ingrandimento e l'ingrandimento dell'obiettivo è solitamente da 5 a 20 volte. A seconda delle dimensioni del campo visivo che si può vedere, gli oculari possono essere divisi in due tipi: oculari ordinari con un campo visivo più piccolo e oculari a grande campo (o oculari grandangolari) con un campo visivo più ampio.
Sia il tavolino che la lente dell'obiettivo devono essere in grado di muoversi l'uno rispetto all'altro lungo l'asse ottico della lente dell'obiettivo per ottenere la regolazione della messa a fuoco e ottenere un'immagine nitida. Quando si lavora con una lente dell'obiettivo ad alto ingrandimento, la gamma di messa a fuoco consentita è spesso inferiore a micron, quindi il microscopio deve avere un meccanismo di micro-messa a fuoco molto preciso. Il limite dell'ingrandimento del microscopio è l'ingrandimento effettivo e la risoluzione del microscopio si riferisce alla distanza minima tra due punti dell'oggetto che possono essere chiaramente distinti dal microscopio.
Risoluzione e ingrandimento sono due concetti diversi ma correlati. Quando l'apertura numerica dell'obiettivo selezionato non è abbastanza grande, cioè la risoluzione non è abbastanza alta, il microscopio non è in grado di distinguere la struttura fine dell'oggetto. In questo momento, anche se l'ingrandimento è eccessivamente aumentato, l'immagine ottenuta può essere solo un'immagine con un contorno ampio ma dettagli poco chiari. , chiamato ingrandimento non valido.
Al contrario, se la risoluzione soddisfa i requisiti ma l'ingrandimento è insufficiente, il microscopio ha la capacità di risolvere, ma l'immagine è ancora troppo piccola per essere vista chiaramente dall'occhio umano. Pertanto, per dare pieno gioco al potere risolutivo del microscopio, l'apertura numerica dovrebbe essere ragionevolmente abbinata all'ingrandimento totale del microscopio. Il sistema di illuminazione dei riflettori ha un grande impatto sulle prestazioni di imaging del microscopio, ma è un collegamento che viene facilmente trascurato dagli utenti.
La sua funzione è quella di fornire un'illuminazione sufficiente e uniforme della superficie dell'oggetto. Il raggio di luce inviato dal condensatore dovrebbe garantire che riempia l'angolo di apertura della lente dell'obiettivo, altrimenti la massima risoluzione che la lente dell'obiettivo può raggiungere non può essere pienamente utilizzata. A tale scopo, il condensatore è dotato di un diaframma ad apertura variabile simile a quello dell'obiettivo fotografico, che può regolare la dimensione dell'apertura e viene utilizzato per regolare l'apertura del raggio di illuminazione in modo che corrisponda all'angolo di apertura dell'obiettivo lente.
Modificando il metodo di illuminazione, si possono ottenere diversi metodi di osservazione come punti di oggetti scuri su sfondo chiaro (chiamati illuminazione di campo chiaro) o punti di oggetti luminosi su sfondo scuro (chiamati illuminazione di campo oscuro), in modo da scoprire e osservare meglio il microstruttura. Un microscopio elettronico è uno strumento che utilizza fasci di elettroni e lenti di elettroni invece di fasci di luce e lenti ottiche per visualizzare le strutture fini delle sostanze a ingrandimenti molto elevati basati sul principio dell'ottica elettronica.
Il potere risolutivo di un microscopio elettronico è rappresentato dalla distanza minima tra due punti adiacenti che può risolvere. Negli anni 1970, la risoluzione del microscopio elettronico a trasmissione era di circa 0.3 nanometri (il potere risolutivo dell'occhio umano era di circa 0,1 mm). Ora l'ingrandimento massimo del microscopio elettronico supera i 3 milioni di volte, mentre l'ingrandimento massimo del microscopio ottico è di circa 2000 volte, quindi gli atomi di alcuni metalli pesanti e i reticoli atomici ordinatamente disposti nel cristallo possono essere osservati direttamente attraverso il microscopio elettronico .
