Η σχέση μεταξύ ολικής μεγέθυνσης και ανάλυσης μικροβιολογικών μικροσκοπίων ελαίου
Υπάρχουν συνήθως τρεις τύποι αντικειμενικών φακών για μικροσκόπια που χρησιμοποιούνται στη μικροβιολογική έρευνα: αντικειμενικός φακός χαμηλής μεγέθυνσης λαδιού (10×), αντικειμενικός φακός υψηλής μεγέθυνσης (40×) και φακός λαδιού ( 100×). Υπάρχει επίσης η λέξη "OI" (βύθιση λαδιού) που δείχνει ότι έχει τη μεγαλύτερη μεγέθυνση μεταξύ των τριών. Ανάλογα με τη χρήση προσοφθάλμιων φακών με διαφορετικές μεγεθύνσεις, το αντικείμενο που επιθεωρείται μπορεί να μεγεθύνεται 1000-1600 φορές. Όταν χρησιμοποιούνται, η διαφορά μεταξύ των φακών λαδιού και των άλλων αντικειμενικών φακών είναι ότι δεν υπάρχει ένα στρώμα αέρα μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του αντικειμενικού φακού, αλλά ένα στρώμα λαδιού, το οποίο ονομάζεται σύστημα εμβάπτισης λαδιού. Το λάδι κέδρου χρησιμοποιείται συχνά ως αυτό το λάδι επειδή ο δείκτης διάθλασης του ελαίου κέδρου είναι n=1.52, που είναι το ίδιο με το γυαλί. Όταν το φως διέρχεται από τη γυάλινη πλάκα, μπορεί να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό απευθείας μέσω του ελαίου κέδρου χωρίς διάθλαση. Εάν το μέσο μεταξύ της γυάλινης πλάκας και του αντικειμενικού φακού είναι αέρας, ονομάζεται ξηρό σύστημα. Όταν το φως διέρχεται από τη γυάλινη ολίσθηση, διαθλάται και διασκορπίζεται και το φως που εισέρχεται στον αντικειμενικό φακό μειώνεται προφανώς, γεγονός που μειώνει τον φωτισμό του οπτικού πεδίου. Η χρήση φακών λαδιού μπορεί όχι μόνο να αυξήσει τον φωτισμό, αλλά και να αυξήσει το αριθμητικό διάφραγμα, επειδή η απόδοση μεγέθυνσης του μικροσκοπίου καθορίζεται από το αριθμητικό του διάφραγμα. Το λεγόμενο αριθμητικό διάφραγμα είναι το γινόμενο του μισού του ημιτόνου της μέγιστης γωνίας στην οποία το φως προβάλλεται στον αντικειμενικό φακό (που ονομάζεται γωνία φακού) πολλαπλασιασμένο επί το δείκτη διάθλασης του μέσου μεταξύ της γυάλινης πλάκας και του αντικειμενικού φακού. Μπορεί να εκφραστεί με τον ακόλουθο τύπο: NA=n×sinа όπου NA{{1{0}} Αριθμητικό διάφραγμα; n=δείκτης διάθλασης του μέσου. ένα=μισό της μέγιστης γωνίας πρόσπτωσης, δηλαδή το ήμισυ της γωνίας στομίου του καθρέφτη. Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία με την οποία το φως χτυπά τον αντικειμενικό στόχο, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του μικροσκοπίου. Το μέγεθος αυτής της γωνίας καθορίζεται από τη διάμετρο και την εστιακή απόσταση του αντικειμενικού φακού. Ταυτόχρονα, το θεωρητικό όριο του a είναι 90. . αμαρτία90. =1, οπότε όταν χρησιμοποιείται αέρας ως μέσο (n=1), το αριθμητικό άνοιγμα δεν μπορεί να υπερβαίνει το 1. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται λάδι κέδρου ως μέσο, το n αυξάνεται και το αριθμητικό διάφραγμα επίσης αυξάνει. Για παράδειγμα, εάν η προσπίπτουσα γωνία του φωτός είναι 120ο και το ημίτονο του είναι sin60o=0.87, τότε: όταν χρησιμοποιείται ο αέρας ως μέσο: NA{ {22}}×0.87=0.87 Όταν χρησιμοποιείται νερό ως μέσο: NA=1.33×0.87=1.15 Όταν χρησιμοποιείται λάδι κέδρου ως μέσο : NA =1.52×0.87=1.32 Η ανάλυση ενός μικροσκοπίου αναφέρεται στην ικανότητα του μικροσκοπίου να διακρίνει την ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων. Είναι ευθέως ανάλογο με το αριθμητικό άνοιγμα του αντικειμενικού φακού και αντιστρόφως ανάλογο με το μήκος κύματος. Επομένως, όσο μεγαλύτερο είναι το αριθμητικό άνοιγμα του αντικειμενικού φακού και όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος του φωτεινού κύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση του μικροσκοπίου και τόσο πιο καθαρά μπορεί να διακριθεί η λεπτή δομή του αντικειμένου που επιθεωρείται. Επομένως, υψηλή ανάλυση σημαίνει μικρή επιλύσιμη απόσταση. Αυτοί οι δύο παράγοντες συνδέονται αντιστρόφως. Συνήθως κάποιοι μιλούν για την ανάλυση ως μικρόμετρα ή νανόμετρα. Αυτό στην πραγματικότητα μπερδεύει την ανάλυση με την ελάχιστη απόσταση ανάλυσης. Ξύπνησα. Η ικανότητα ανάλυσης ενός μικροσκοπίου εκφράζεται από την ελάχιστη απόσταση που μπορεί να διαχωριστεί. Η ελάχιστη απόσταση που μπορεί να διακριθεί μεταξύ δύο σημείων=λ/2ΝΑ όπου λ=μήκος κύματος φωτός. Το μέσο μήκος των κυμάτων φωτός που μπορούν να αισθανθούν τα γυμνά μας μάτια είναι 0,55 μm. Εάν χρησιμοποιείται αντικειμενικός φακός υψηλής ισχύος με αριθμητικό διάφραγμα 0,65, μπορεί να διακρίνει την απόσταση μεταξύ δύο σημείων. είναι 0,42μm. Η απόσταση μεταξύ δύο σημείων κάτω από 0,42 μm δεν μπορεί να διακριθεί. Ακόμα κι αν χρησιμοποιηθεί μεγαλύτερο προσοφθάλμιο για να αυξήσει τη συνολική μεγέθυνση του μικροσκοπίου, δεν μπορεί να διακριθεί. Η μόνη λύση είναι να χρησιμοποιήσετε έναν μεγαλύτερο αντικειμενικό φακό με μεγαλύτερο αριθμητικό διάφραγμα για να αυξήσετε την ανάλυσή του. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε φακό λαδιού με αριθμητικό διάφραγμα 1,25, η ελάχιστη απόσταση μεταξύ δύο σημείων που μπορούν να διακριθούν=0.55/(2×1,25)=0,22μm. Επομένως, μπορούμε να δούμε ότι αν χρησιμοποιηθεί ένας αντικειμενικός φακός υψηλής ισχύος (NA{=0.65) με μεγέθυνση 40 φορές και ένας προσοφθάλμιος φακός με μεγέθυνση 24 φορές, αν και η συνολική μεγέθυνση είναι 960 φορές, η Η ελάχιστη απόσταση ανάλυσης είναι μόνο 0,42 μm. Εάν χρησιμοποιείτε φακό λαδιού με μεγέθυνση 90 φορές (NA=1.25) και προσοφθάλμιο με μεγέθυνση 9 φορές, αν και η συνολική μεγέθυνση είναι 810 φορές, μπορείτε να επιλύσετε μια απόσταση 0,22 μm.
