Come vedere l'ingrandimento dell'oculare e della lente 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.
Un obiettivo:
1. Classificazione delle lenti dell'obiettivo:
La lente dell'obiettivo può essere suddivisa in lente dell'obiettivo a secco e lente dell'obiettivo ad immersione liquida in base alle diverse condizioni d'uso; tra cui la lente dell'obiettivo ad immersione liquida può essere suddivisa in lente dell'obiettivo ad immersione in acqua e lente dell'obiettivo ad immersione in olio (l'ingrandimento comunemente usato è 90-100 volte).
In base al diverso ingrandimento, può essere suddiviso in lente dell'obiettivo a basso ingrandimento (inferiore a 10 volte), lente dell'obiettivo a medio ingrandimento (circa 20 volte) e lente dell'obiettivo ad alto ingrandimento (40-65 volte).
Secondo la situazione di correzione dell'aberrazione, è diviso in obiettivo acromatico (obiettivo obiettivo comunemente usato che può correggere l'aberrazione cromatica di due colori nello spettro) e obiettivo obiettivo acromatico (obiettivo obiettivo che può correggere l'aberrazione cromatica di tre luci colorate in lo spettro, costoso e meno utilizzato).
2. I parametri principali dell'obiettivo:
I parametri principali della lente 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×, il che significa che la lunghezza del campione è di 1 μm. La lunghezza dell'immagine ingrandita è di 100 μm. Se è calcolato per area, viene ingrandito 10,000 volte.
L'ingrandimento totale di un microscopio è uguale al prodotto degli ingrandimenti dell'obiettivo e dell'oculare.
②. L'apertura numerica è anche chiamata rapporto lente, abbreviato in NA o A, che è il parametro principale dell'obiettivo e del condensatore ed è proporzionale al potere risolutivo del microscopio. Gli obiettivi a secco hanno un'apertura numerica di 0.05-0.95 e gli obiettivi ad 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 della lente 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: l'obiettivo 10x è contrassegnato con 10/0.25 e 160/0.17, di cui 10 è l'ingrandimento della lente dell'obiettivo; 0,25 è l'apertura numerica; 160 è la lunghezza del barilotto dell'obiettivo (unità mm); 0,17 è lo spessore standard del vetro di copertura (unità mm) ). La distanza di lavoro effettiva dell'obiettivo 10x è di 6,5 mm e la distanza di lavoro effettiva dell'obiettivo 40x è di 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 risoluzione. La dimensione della risoluzione è espressa dal valore della distanza di risoluzione (la distanza minima tra due punti oggetto che possono essere risolti). Alla distanza fotopica (25 cm), l'occhio umano normale può vedere chiaramente due punti dell'oggetto distanti 0.073 mm. Il valore di 0,073 mm è la distanza di risoluzione dell'occhio umano normale. Minore è la distanza di risoluzione del microscopio, maggiore è la sua risoluzione, il che significa migliori sono le sue prestazioni.
La 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 metodo di illuminazione centrale ordinaria (metodo di illuminazione fotopica che fa passare uniformemente la luce attraverso il campione), la distanza di risoluzione del microscopio è d=0.61λ/NA
dove d è la distanza di risoluzione della lente dell'obiettivo, in nm.
λ——la lunghezza d'onda della luce di illuminazione, in nm.
NA - l'apertura numerica della lente dell'obiettivo
Ad esempio, l'apertura numerica dell'obiettivo ad immersione in olio è 1,25, l'intervallo di lunghezze d'onda della luce visibile è 400-700nm 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 della risoluzione del microscopio con illuminazione a luce visibile è di 0,2 μm.
(2) Oculari
Poiché è vicino all'occhio dell'osservatore, è anche chiamato oculare. Montato sull'estremità superiore del barilotto dell'obiettivo.
1. struttura dell'oculare
Di solito l'oculare è composto da due serie 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 è installato tra le lenti superiore e inferiore o sotto la lente di campo (la sua dimensione determina la dimensione del campo visivo), poiché il campione viene appena ripreso sulla superficie del diaframma, un piccolo pezzo di capelli può essere incollato su questo diaframma come puntatore per indicare l'obiettivo di una certa caratteristica. Su di esso può anche essere posizionato un micrometro per oculare per misurare le dimensioni del campione che si sta osservando.
Minore è la lunghezza dell'oculare, maggiore è l'ingrandimento (poiché l'ingrandimento dell'oculare è inversamente proporzionale alla lunghezza focale dell'oculare).
2. Il ruolo degli oculari
Serve per ingrandire ulteriormente l'immagine reale che è stata ingrandita dalla lente dell'obiettivo e può essere chiaramente distinta nella misura in cui l'occhio umano può distinguerla facilmente. L'ingrandimento dell'oculare comunemente usato è 5-16 volte.
3. Il rapporto tra oculare e obiettivo
La struttura fine che la lente dell'obiettivo ha già risolto chiaramente, se non viene nuovamente ingrandita dall'oculare e non può raggiungere la dimensione che l'occhio umano può distinguere, allora non sarà in grado di vedere chiaramente; ma la struttura fine che non può essere distinta dalla lente dell'obiettivo, sebbene sia nuovamente ingrandita dall'oculare ad alta potenza, non è ancora chiara, quindi l'oculare può solo ingrandire e non migliorerà la risoluzione del microscopio. A volte, sebbene la lente dell'obiettivo possa distinguere due punti dell'oggetto vicini l'uno all'altro, è ancora impossibile vedere chiaramente perché la distanza tra le immagini di questi due punti dell'oggetto è inferiore alla distanza di risoluzione dell'occhio. Pertanto, l'oculare e la lente dell'obiettivo sono correlati e si limitano a vicenda.
