Hoe kan de resolutie van de microscoop worden verhoogd?
Microscoop is een van de belangrijkste uitrustingen van testapparatuur en de belangrijke index om de prestaties van de microscoop te beoordelen is de resolutie. Resolutie verwijst naar het vermogen om de kleine afstand tussen twee kleine punten of twee lijnen duidelijk te onderscheiden. Het menselijk oog zelf is een microscoop. Onder standaard lichtomstandigheden is de resolutie van het menselijk oog op een gezichtsafstand (internationaal erkend als 25 cm) ongeveer 1/10 mm. Voor het waarnemen van twee rechte lijnen kan de resolutie van de ogen worden verbeterd omdat de rechte lijnen een reeks zenuwcellen kunnen stimuleren.
De resolutie van het menselijk oog is slechts 1/10 mm, dus het menselijk oog kan geen objecten onderscheiden die kleiner zijn dan 1/10 mm of de afstand tussen twee kleine objecten kleiner dan 1/10 mm. Zo ontstond er van een eenvoudig macroscopisch vergrootglas naar een optische microscoop voor microscopische observatie, en vervolgens een elektronenmicroscoop. Microscoopresolutie wordt gedefinieerd als de kleinste afstand tussen twee kleine vlekken die duidelijk op een preparaat kunnen worden opgelost. De berekeningsformule is: D=0.61λ/NA
In de formule: D is de resolutie (um); λ is de golflengte van de lichtbron (um); NA is de numerieke apertuur van de objectieflens (ook wel de apertuurverhouding genoemd).
Uit de formule kan worden afgeleid dat de resolutie van de microscoop afhangt van de golflengte van de invallende lichtbron en de numerieke apertuur van de bijpassende objectieflens. Het is duidelijk dat de methode voor het verbeteren van de optische microscoop:
1. Verklein de golflengte van de lichtbron.
De kortere golflengte van zichtbaar licht is 390nm. Als ultraviolet licht van deze golflengte als verlichtingsbron wordt gebruikt, kan de resolutie van de optische microscoop worden teruggebracht tot 0,2 µm. Omdat het glas van de meest voorkomende materialen echter een grote hoeveelheid licht absorbeert met een golflengte lager dan 340 nm, kan het ultraviolette licht na een grote mate van verzwakking geen helder en helder beeld vormen. Daarom moeten dure materialen zoals kwarts (dat ultraviolet licht van slechts 200 nm kan doordringen) en fluoriet (dat ultraviolet licht van slechts 185 nm kan doordringen) worden gebruikt, en de ultraviolette lichtmicroscoop kan niet met het blote oog worden waargenomen. , en zelfs beperkt door het observatiemonster. Naast de hoge kosten wordt deze methode om de resolutie van de microscoop te verbeteren niet veel gebruikt vanwege zijn eigen beperkingen.
2. Vergroot de numerieke apertuur NA van de objectieflens.
Numerieke opening NA=n*sin(u)
In de formule is n de brekingsindex van het medium tussen de objectieflens en het monster; u is de halve openingshoek van de objectieflens. Daarom is het op passende wijze aannemen van een grotere openingshoek in termen van optisch ontwerp of het verhogen van de brekingsindex een gebruikelijke methode geworden om de resolutie van een optische microscoop te verbeteren. Over het algemeen is het medium van objectieflenzen met een lage vergroting, zoals minder dan 10X, lucht, en is de brekingsindex 1, dat wil zeggen de droge objectieflens; het wateronderdompelingsmedium is gedestilleerd water en de brekingsindex ervan is 1,33; het objectieflensmedium voor olie-immersie is cederolie of andere transparante oliën, en de brekingsindex ligt over het algemeen rond 1,52, wat dicht bij de brekingsindex van de lens en het glasplaatje ligt, zoals de Olympus 100X olielens. De objectieflens met waterimmersie en de objectieflens met olie-immersie hebben niet alleen een hoge vergroting, maar verbeteren ook de resolutie van de objectieflens dankzij het gebruik van media met een hoge brekingsindex.
