Πώς μπορεί να αυξηθεί η ανάλυση του μικροσκοπίου;
Ένα από τα κύρια εργαλεία δοκιμών είναι το μικροσκόπιο και η ανάλυση είναι μια κρίσιμη μέτρηση για την αξιολόγηση της απόδοσης του εργαλείου. Η ανάλυση είναι η ικανότητα διάκρισης μεταξύ δύο γραμμών ή μικρών σημείων σε ευδιάκριτη απόσταση από κοντινή απόσταση. Το ίδιο το μάτι λειτουργεί ως μικροσκόπιο. Η ανάλυση του ανθρώπινου ματιού στην απόσταση όρασης, η οποία είναι παγκοσμίως αποδεκτή ότι είναι 25 cm, είναι περίπου 1/10 mm υπό κανονικές συνθήκες φωτισμού. Επειδή οι ευθείες γραμμές μπορούν να διεγείρουν έναν αριθμό νευρικών κυττάρων, η ανάλυση των ματιών μπορεί να αυξηθεί ενώ παρακολουθείτε δύο ευθείες γραμμές.
Δεδομένου ότι η ανάλυση του ανθρώπινου ματιού είναι μόνο 1/10 χιλιοστά, δεν μπορεί να διακρίνει δύο εξαιρετικά μικρά αντικείμενα που βρίσκονται σε απόσταση μικρότερη από 1/10 χιλιοστά. Έτσι, η ανάπτυξη του οπτικού μικροσκοπίου για μικροσκοπική επιθεώρηση ήρθε πρώτη και ακολούθησε η ανάπτυξη του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Η μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο μικροσκοπικών κηλίδων που μπορούν να διακριθούν ξεκάθαρα σε ένα δείγμα αναφέρεται ως ανάλυση μικροσκοπίου. Το D{4}}.61/NA είναι ο τύπος υπολογισμού του.
Στην εξίσωση, το D σημαίνει ανάλυση σε um, για το μήκος κύματος της πηγής φωτός σε um, και NA για το αριθμητικό διάφραγμα του αντικειμενικού φακού σε um (ονομάζεται επίσης λόγος διαφράγματος).
Ο τύπος υποδεικνύει ότι το αριθμητικό άνοιγμα του αντίστοιχου αντικειμενικού φακού και το μήκος κύματος της προσπίπτουσας πηγής φωτός καθορίζουν την ανάλυση του μικροσκοπίου. Όπως φαίνεται, το οπτικό μικροσκόπιο μπορεί να βελτιωθεί με:
1. Μειώστε το μήκος κύματος της πηγής φωτός.
Το ορατό φως έχει μικρότερο μήκος κύματος 390nm. Αυτό το μήκος κύματος του υπεριώδους φωτός μπορεί να υποβαθμίσει την ανάλυση του οπτικού μικροσκοπίου σε 0,2um όταν χρησιμοποιείται ως πηγή φωτισμού. Ωστόσο, η πλειονότητα των κοινών υλικών γυαλιού απορροφά πολύ φως με μήκος κύματος κάτω από 340 nm, καθιστώντας αδύνατο για το υπεριώδες φως να παράγει μια καθαρή και λαμπρή εικόνα ακόμη και μετά από σημαντική εξασθένηση. Γυμνό μάτι και ακόμη και το παρατηρούμενο δείγμα, πρέπει να χρησιμοποιηθούν ακριβά υλικά όπως ο χαλαζίας και ο φθορίτης, τα οποία μπορούν να περάσουν από υπεριώδες φως τόσο χαμηλά όσο 185nm και 200nm αντίστοιχα. Αυτή η τεχνική για την αύξηση της ανάλυσης του μικροσκοπίου δεν χρησιμοποιείται συχνά λόγω των δικών της ορίων, τα οποία επιδεινώνονται από το υψηλό κόστος και τους περιορισμούς του μικροσκοπίου.
2. Αυξήστε το αριθμητικό διάφραγμα NA του αντικειμενικού φακού.
Αριθμητικό διάφραγμα NA=n*sin(u)
Στην εξίσωση, το n αντιπροσωπεύει το δείκτη διάθλασης του μέσου που βρίσκεται μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος και το u για τη γωνία μισού διαφράγματος του αντικειμενικού φακού. Εξαιτίας αυτού, από την άποψη του οπτικού σχεδιασμού, η σωστή υιοθέτηση μεγαλύτερης γωνίας διαφράγματος ή η αύξηση του δείκτη διάθλασης έχει αναδειχθεί ως μια δημοφιλής τεχνική για τη βελτίωση της ανάλυσης ενός οπτικού μικροσκοπίου. Το μέσο για αντικειμενικούς φακούς χαμηλής μεγέθυνσης, όπως αυτοί με μεγεθύνσεις κάτω από 10Χ, είναι συνήθως ο αέρας, ο οποίος έχει δείκτη διάθλασης 1, καθιστώντας τον ξηρό μέσο. Το μέσο για τη βύθιση στο νερό είναι το απεσταγμένο νερό, το οποίο έχει δείκτη διάθλασης 1,33. Το μέσο για αντικειμενικούς φακούς εμβάπτισης λαδιού, όπως ο φακός λαδιού 100X από την Olympus, έχει δείκτη διάθλασης που είναι γενικά γύρω στο 1,52. Λόγω της χρήσης μέσου υψηλού δείκτη διάθλασης, ο αντικειμενικός φακός εμβάπτισης στο νερό και ο αντικειμενικός φακός εμβάπτισης λαδιού όχι μόνο έχουν υψηλή μεγέθυνση αλλά και ενισχύουν την ανάλυση του αντικειμενικού φακού.
