Hoe de microscoopresolutie verbeteren?
Microscopen zijn een van de belangrijkste testapparatuur en de belangrijke indicator voor het evalueren van de prestaties van microscopen is de resolutie. Resolutie verwijst naar het vermogen om duidelijk onderscheid te maken tussen twee kleine punten of de kleinere afstand tussen twee lijnen. Het menselijk oog zelf is een microscoop, en onder standaard lichtomstandigheden is de resolutie van het menselijk oog op visuele afstand (internationaal erkend als 25 cm) ongeveer 1/10 mm. Bij het waarnemen van twee rechte lijnen kan, omdat deze een reeks zenuwcellen kunnen stimuleren, ook de resolutie van de ogen worden verbeterd.
De resolutie van het menselijk oog is slechts 1/10 mm, dus de afstand tussen objecten kleiner dan 1/10 mm of twee kleine objecten dichterbij dan 1/10 mm kan door het menselijk oog niet worden onderscheiden. Er heeft dus een verschuiving plaatsgevonden van eenvoudige macroscopische vergrootglazen naar optische microscopen voor microscopische observatie, gevolgd door elektronenmicroscopen. De resolutie van een microscoop wordt gedefinieerd als de kleinere afstand tussen twee kleine punten die duidelijk te onderscheiden zijn op een preparaat. De berekeningsformule is: D=0.61 λ/NA
In de formule: D is de resolutie (um); λ is de golflengte van de lichtbron (um); NA is de numerieke apertuur (ook wel diafragmaverhouding genoemd) van de objectieflens.
Volgens de formule hangt de resolutie van een microscoop af van de golflengte van de invallende lichtbron en de numerieke apertuur van de bijpassende objectieflens. Hieruit blijkt dat de methode om optische microscopie te verbeteren is:
1. Verklein de golflengte van de lichtbron.
Het zichtbare licht heeft een kortere golflengte van 390nm. Als ultraviolet licht van deze golflengte als verlichtingslichtbron wordt gebruikt, kan de resolutie van de optische microscoop worden teruggebracht tot 0,2 µm. Vanwege het feit dat de meeste gewone glasmaterialen echter een grote hoeveelheid licht absorberen met golflengten onder 340 nm, kan ultraviolet licht na aanzienlijke verzwakking geen heldere en heldere beelden vormen. Daarom moeten dure materialen zoals kwarts (dat ultraviolet licht tot 200 nm kan doorlaten) en vloeispaat (dat ultraviolet licht tot 185 nm kan doorlaten) worden gebruikt, en ultraviolette microscopen kunnen niet met het blote oog worden waargenomen en zijn zelfs beperkt door de waargenomen monsters, gekoppeld aan dure kosten. Daarom wordt deze methode voor het verbeteren van de microscoopresolutie 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 aannemen van een grotere openingshoek of het verhogen van de brekingsindex bij optisch ontwerp een gebruikelijke methode geworden om de resolutie van optische microscopen te verbeteren. Over het algemeen gebruiken objectieflenzen met een lage vergroting van minder dan 10x lucht als medium en hebben ze een brekingsindex van 1, wat een droog type objectief is; Het wateronderdompelingsmedium is gedestilleerd water, met een brekingsindex van 1,33; Het medium voor in olie ondergedompelde lenzen is teer of andere transparante olie, met een brekingsindex die doorgaans rond de 1,52 ligt, wat dicht bij de brekingsindex van lenzen en glasplaatjes ligt, zoals de 100X olielens van Olympus. Waterimmersieobjectief en olie-immersieobjectief hebben niet alleen een hoge vergroting, maar verbeteren ook de resolutie van het objectief dankzij het gebruik van media met hoge brekingsindex.
