Οπτική μικροσκοπία - Επεξήγηση των ιδιοτήτων οπτικού φακού και της περίθλασης ορατού φωτός
Από το μικροσκόπιο, οι άνθρωποι έχουν δει μικροσκοπικούς οργανισμούς και κύτταρα που δεν έχουν δει ποτέ πριν. Ο μεγεθυντικός φακός έχει αναπτυχθεί από τον πιο βασικό απλό φακό στο σύνθετο μικροσκόπιο με πολύπλοκη δομή. Μετά από περισσότερα από 100 χρόνια συνεχούς έρευνας και βελτίωσης, η δομή του τρέχοντος οπτικού μικροσκοπίου είναι σχετικά πλήρης και η ανάλυση είναι βασικά κοντά στη θεωρητική αξία. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική, τη βιολογία, διάφορα πεδία επιστημονικής έρευνας, διδασκαλίας και παραγωγής όπως υλικά.
1. Χαρακτηριστικά οπτικού φακού
1. Διάθλαση φωτός Σε ένα ομοιογενές ισότροπο μέσο, το φως διαδίδεται σε ευθεία γραμμή μεταξύ δύο σημείων. Όταν διέρχεται από διαφανή αντικείμενα με διαφορετικές πυκνότητες, συμβαίνει διάθλαση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το φως ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέσα. Όταν οι ακτίνες φωτός που δεν είναι κάθετες στην επιφάνεια ενός διαφανούς αντικειμένου (όπως από τον αέρα) εισέρχονται σε ένα διαφανές αντικείμενο (όπως το γυαλί), το φως θα αλλάξει κατεύθυνση στη διεπιφάνειά του και θα σχηματίσει γωνία διάθλασης με την κανονική.
2. Απόδοση γυάλινου φακού Ο φακός είναι το πιο βασικό και σημαντικότερο οπτικό συστατικό του οπτικού συστήματος μικροσκοπίου. Οι αντικειμενικοί φακοί, οι προσοφθάλμιοι φακοί και οι συμπυκνωτές αποτελούνται από απλούς ή πολλαπλούς φακούς. Ανάλογα με το σχήμα τους, μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: κυρτούς φακούς, επίπεδους καθρέφτες και κοίλους φακούς. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι συνδυασμοί είναι οι κυρτές και οι κοίλοι φακοί. Όταν μια δέσμη επίπεδου φωτός διέρχεται από έναν κυρτό φακό, θα συγκλίνει και θα τέμνεται σε ένα σημείο, το οποίο ονομάζεται «εστίαση». Το επίπεδο που διέρχεται από το εστιακό σημείο και είναι κάθετο στον οπτικό άξονα ονομάζεται «εστιακό επίπεδο». Υπάρχουν δύο εστιακά σημεία, το εστιακό σημείο στο χώρο του αντικειμένου ονομάζεται "εστιακό σημείο αντικειμένου" και το εστιακό επίπεδο εκεί ονομάζεται "εστιακό επίπεδο αντικειμένου". αντίστροφα, το εστιακό σημείο στο χώρο της εικόνας ονομάζεται "εστιακό σημείο εικόνας". Το εστιακό επίπεδο στο ονομάζεται "τετράγωνο εστιακό επίπεδο εικόνας". Όταν το φως διέρχεται από έναν κοίλο φακό, σχηματίζει μια όρθια εικονική εικόνα. όταν διέρχεται από έναν κυρτό φακό, σχηματίζει μια ανεστραμμένη πραγματική εικόνα. Οι πραγματικές εικόνες μπορούν να εμφανιστούν στην οθόνη, ενώ οι εικονικές εικόνες όχι.
3. Ο βασικός παράγοντας που επηρεάζει την απεικόνιση - εκτροπή Λόγω αντικειμενικών συνθηκών, οποιοδήποτε οπτικό σύστημα μπορεί να σχηματίσει μια θεωρητικά ιδανική εικόνα, αλλά η ύπαρξη διαφόρων διαφορών φάσης επηρεάζει την ποιότητα της απεικόνισης.
2. Περίθλαση ορατού φωτός
Ένα μικρό άνοιγμα σε ένα οπτικό όργανο ισοδυναμεί με μια μικρή κυκλική οπή από την οποία περνά το φως. Επειδή η ένταση του περιφερειακού φωτεινού δακτυλίου είναι σχετικά χαμηλή, είναι γενικά δύσκολο να τον διακρίνουμε και να τον αναγνωρίσουμε με γυμνό μάτι και μόνο το κεντρικό φωτεινό σημείο μπορεί να φανεί. Το κλειδί είναι να μειωθεί το μήκος κύματος της πηγής φωτισμού. Επομένως, για δύο σημεία μικρών αντικειμένων που είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο, τα αντίστοιχα δύο Αέρινα σημεία θα επικαλύπτονται μεταξύ τους και ακόμη και οι εικόνες των δύο σημείων αντικειμένων δεν μπορούν να διακριθούν. Μπορεί να φανεί ότι η ανάλυση των οπτικών οργάνων είναι περιορισμένη λόγω της περίθλασης του φωτός.
