Optisch pad van gewone optische microscoop
1. Een gewone optische microscoop is een optisch precisie-instrument. Vroeger bestonden eenvoudige microscopen uit slechts een paar lenzen, terwijl de huidige microscopen uit een set lenzen bestaan. Gewone optische microscopen kunnen objecten gewoonlijk 1500-2000 keer vergroten. (1) De structuur van de microscoop De structuur van de gewone optische microscoop kan in twee delen worden verdeeld: de ene is het mechanische apparaat en de andere is het optische systeem. Alleen als deze twee delen goed samenwerken, kan de microscoop functioneren. Ten eerste, het mechanische apparaat van de microscoop Het mechanische apparaat van de microscoop omvat het frame, de lenscilinder, de objectieflensconverter, het podium, de duwstang, de grove schroef, de microschroef en andere componenten. De beugel bestaat uit een basis en een spiegelarm. Het podium en de lenscilinder zijn eraan bevestigd, wat de basis vormt voor het installeren van de componenten van het optische vergrotingssysteem.
(2) Het oculair is verbonden met de lenscilinder van de lenscilinder en de converter is verbonden met de onderkant, waardoor een donkere kamer wordt gevormd tussen het oculair en de objectieflens (geïnstalleerd onder de converter). De afstand van de achterrand van het objectief tot het einde van de loop wordt de mechanische looplengte genoemd. Omdat de vergroting van de objectieflens voor een bepaalde lengte van de lenscilinder is. Veranderingen in de lengte van de lenscilinder zullen niet alleen de vergroting veranderen, maar ook de beeldkwaliteit beïnvloeden. Daarom kan bij gebruik van de microscoop de lengte van de lenscilinder niet naar believen worden gewijzigd. Internationaal is de standaard cilinderlengte van de microscoop ingesteld op 160 mm, en dit nummer is gemarkeerd op de behuizing van de objectieflens.
(3) Objectiefwisselaar De neuslenswisselaar kan worden uitgerust met 3 tot 4 objectieflenzen, meestal drie objectieflenzen (lage vergroting, hoge vergroting, olielens). Nikon-microscopen zijn uitgerust met vier objectieflenzen. Door de converter te draaien, kan elke objectieflens naar wens op de lenscilinder worden aangesloten en vormt het oculair op de lenscilinder een vergrootsysteem.
(4) Er is een gat in het midden van het podium, dat is het lichtpad. Het podium is uitgerust met veerklemmen en duwstangen, waarvan de functie is om de positie van het monster te fixeren of te verplaatsen, zodat het microscopische object zich net in het midden van het gezichtsveld bevindt.
(5) De duwer is een mechanisch apparaat dat het monster beweegt. Het is gemaakt van een metalen frame met twee aandrijftandwielen, een horizontaal en een verticaal. Een goede microscoop heeft schubben op de staaf gegraveerd om een heel precies vlak te creëren. Coördinatie systeem. Als u een bepaald deel van het testmonster herhaaldelijk wilt observeren, kunt u de waarde van de verticale en horizontale liniaal tijdens de eerste inspectie opnemen en vervolgens de duwstang volgens de waarde verplaatsen om de positie van het originele monster te vinden.
(6) Grove spiraal is een mechanisme dat de afstand tussen de objectieflens en het preparaat aanpast door de lenscilinder te bewegen. In oude microscopen, nadat de grove spiraal naar voren is gedraaid, daalt de lens en nadert het monster. Wanneer u microscopie uitvoert op nieuwe productiemicroscopen, draait u het podium met de rechterhand naar voren om het podium te verhogen om het monster dichter bij het doel te brengen en vice versa.
(7) De microbewegingsschroef kan alleen de grove bewegingsschroef gebruiken om de brandpuntsafstand grof in te stellen. Om een scherp beeld te krijgen, moet je verdere aanpassingen maken met een microschroef. De lenscilinder beweegt 0.1 mm (100 micron) voor elke omwenteling van de fretting screw. De dikke en dunne spiralen van de nieuw geproduceerde gao-end microscoop zijn coaxiaal. 2. Het optische systeem van de microscoop Het optische systeem van de microscoop bestaat uit een reflector, een condensor, een objectieflens, een oculair, enz. Het optische systeem vergroot het object om een vergroot beeld van het object te vormen.
(1) Spiegels Vroege gewone optische microscopen gebruikten natuurlijk licht om objecten te inspecteren en er werd een spiegel op het frame geïnstalleerd. De reflector bestaat uit een plat oppervlak en een concave spiegel aan de andere kant, die het erop vallende licht kan reflecteren naar het midden van de condensorlens, waardoor het preparaat wordt verlicht. Gebruik een holle spiegel als u geen condensor gebruikt. Concave spiegels richten het licht. Bij gebruik van een condensor wordt over het algemeen een vlakke spiegel gebruikt. Het nieuw geproduceerde inferieure microscoopframe is uitgerust met een lichtbron en een stroomafstelschroef, die de lichtintensiteit kan aanpassen door de stroom aan te passen.
(2) Condensor De condensor bevindt zich onder de tafel. Het bestaat uit een condensorlens, een iriserend diafragma en een liftschroef. Concentrators kunnen worden onderverdeeld in helderveldconcentrators en donkerveldconcentrators. Gemeenschappelijke optische microscopen zijn uitgerust met helderveldcondensors. Helderveldcondensors omvatten Abbe-condensors, verlichtingscondensors en vallende zandcondensors. Abbe-condensors hebben last van chromatische en sferische aberraties wanneer de numerieke lensopening van het objectief groter is dan 0.6. Qiming-condensors zijn sterk gecorrigeerd voor chromatische aberratie, sferische aberratie en coma. Het is een hoogwaardige condensor voor helderveldmicroscopie, maar is niet geschikt voor objectieven onder de 4x. Door de condensor uit te schudden, kan de bovenste lens van de condensor uit het lichtpad worden geschud om te voldoen aan de behoeften van objectieven met een lage vergroting (4×) met een groot gezichtsveld.
De condensor is onder het podium geïnstalleerd en zijn functie is om het licht dat door de lichtbron wordt gereflecteerd op het monster door de spiegel te focussen om een sterke verlichting te verkrijgen en het beeld van het object helder en duidelijk te maken. De hoogte van de condensor is verstelbaar, zodat de focus op het te inspecteren object valt en een hoge helderheid wordt verkregen. Het brandpunt van de algemene condensor bevindt zich 1,25 mm erboven en de stijglimiet is 0,1 mm onder het toneelvlak. Daarom moet de dikte van het vereiste glasplaatje tussen 0.8-1.2 mm zijn, anders kan het te onderzoeken monster niet scherpstellen, wat het microscopische effect beïnvloedt. Er is ook een iriserend diafragma voor de frontlensgroep van de condensor, die kan worden geopend en gesloten, wat de resolutie en het contrast van het beeld beïnvloedt. Als de irisopening te groot wordt geopend, voorbij de numerieke opening van het objectief, zal er flare optreden; als het diafragma te klein wordt gesloten, wordt de resolutie verlaagd en het contrast verhoogd. Daarom wordt bij het observeren, door de aanpassing van de irisopening, het velddiafragma (microscoop met velddiafragma) geopend naar de buitenste raaklijn van de periferie van het gezichtsveld, zodat objecten die zich niet in het gezichtsveld bevinden geen licht kunnen krijgen . Verlichting vermijdt interferentie met strooilicht.
(3) De objectieflens die op de converter aan de voorkant van de lenscilinder is geïnstalleerd, gebruikt licht om het te inspecteren object voor de eerste keer te maken. De beeldkwaliteit van het objectief heeft een beslissende invloed op de resolutie. De prestatie van een objectief hangt af van de numerieke apertuur van het objectief (numerieke apertuur afgekort als NA). De numerieke opening van elk objectief is gemarkeerd op de behuizing van het objectief. Hoe groter de numerieke opening, hoe beter de prestatie van het objectief. Er zijn veel soorten objectieflenzen, die vanuit verschillende hoeken kunnen worden geclassificeerd: Volgens het verschil in het medium tussen de voorlens van de objectieflens en het te inspecteren object, kan het worden onderverdeeld in: 1. De droge objectieflens gebruikt lucht als medium, zoals de veelgebruikte objectieflens onder 4{{10}}×, de numerieke opening is gelijk aan minder dan 1. ②Olie-immersie objectieven gebruiken vaak cederolie als medium. Dergelijke objectieven worden ook wel olielenzen genoemd. De vergroting is 90×-100× en de numerieke diafragmawaarde is groter dan 1. Volgens de vergroting van de objectieflens kan deze worden onderverdeeld in: ①Low-power objectief verwijst naar 1× -6×, NA-waarde is 0.04-0.15; ②Middelgroot objectief verwijst naar 6×-25×, NA-waarde is 0.15-0.40; ③High-power objectief verwijst naar 25 ×-63×, NA-waarde is 0,35-0,95; ④ Objectief voor onderdompeling in olie verwijst naar 90×-100×, NA-waarde is 1,25-1,40. Afhankelijk van de mate van aberratiecorrectie, kan de classificatie worden onderverdeeld in: ① Achromatische objectieflens is een veelgebruikte objectieflens, gemarkeerd met "Ach" op de schaal, deze objectieflens kan de chromatische aberratie verwijderen die wordt gevormd door rood licht en cyaan. Licht. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met Huygens-oculairs in microscopie. ②Het apochromatische objectief is gemarkeerd met het woord "Apo" op de behuizing van het objectief. Naast het corrigeren van de chromatische aberratie van rood, blauw en groen licht, kan het ook het faseverschil dat wordt veroorzaakt door geel licht corrigeren. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met compenserende oculairs. ③ Speciale objectieflenzen worden vervaardigd op basis van bovenstaande objectieflenzen om een bepaald specifiek observatie-effect te bereiken. Zoals: objectieflens met correctiering, objectieflens met velddiafragma, fasecontrast objectieflens, fluorescentie objectieflens, spanningsvrije objectieflens, doploze objectieflens, lange werkafstand objectieflens, enz. De veelgebruikte objectieflenzen in de huidige onderzoek zijn: semi-apochromatisch objectief (FL), plan objectief (Plan), plan apochromatisch objectief (Plan Apo), superplan objectief (Splan, superplan apochromat) objectief (Splan) Apo), etc.
(4) Oculair De functie van het oculair is om het echte beeld dat door de objectieflens is vergroot, opnieuw te vergroten en het objectbeeld voor de ogen van de waarnemer weer te geven. De structuur van het oculair is eenvoudiger dan die van de objectieflens. Het oculair van een gewone optische microscoop bestaat meestal uit twee lenzen. De bovenste lens wordt het "oculair" genoemd en de onderste lens wordt de "veldlens" genoemd. Tussen de bovenste en onderste lenzen of onder de twee lenzen bevindt zich een metalen ringvormig diafragma of "velddiafragma". Na vergroting valt het tussenbeeld van de objectieflens op het vlak van het velddiafragma, zodat een oculairmicrometer kan worden geplaatst. Veelgebruikte oculairs in optische microscopen zijn. Voor Huygens oculairs, als je onderzoek moet doen, kies dan over het algemeen oculairs met betere prestaties, zoals compenserende oculairs (K), platte oculairs (P) en groothoek oculairs (WF). Gebruik een fotografisch oculair (NFK) bij het maken van foto's.
(2) Optische microscoop De vergroting van de microscoop gebeurt door de lens, en de beeldvorming van een enkele lens heeft aberraties, die de beeldkwaliteit beïnvloeden. Een lensgroep bestaande uit een enkele lens komt overeen met een bolle lens met een betere vergroting. Afbeelding 1-4 is de principemodus van microscoopbeeldvorming. AB is het voorbeeld.
(3) De prestaties van de microscoop. De resolutie van een microscoop hangt af van verschillende omstandigheden van het optische systeem. Het te observeren object moet een hoge vergroting hebben en helder zijn. Of een object na vergroting een heldere en fijne structuur kan vertonen, hangt eerst af van de prestaties van de objectieflens, gevolgd door de prestaties van het oculair en de condensor.
1. Numerieke diafragma wordt ook diafragmaverhouding (of diafragmaverhouding) genoemd, afgekort als NA, en hun waarden zijn gemarkeerd op de objectieflens en condensorlens. Diafragma en numerieke apertuur zijn de belangrijkste parameters van objectieflenzen en condensors, en zijn ook belangrijke indicatoren voor het beoordelen van hun prestaties. Numerieke opening is nauw verwant aan verschillende eigenschappen van microscopen. Het is evenredig met de resolutie van de microscoop en omgekeerd evenredig met de scherptediepte. Het is evenredig met de vierkantswortel van de helderheid van het spiegelbeeld. De numerieke apertuur kan worden uitgedrukt door de volgende formule: NA=n.sin 2 waarbij: n——de gemiddelde resolutie tussen de objectieflens en het monster ——de lensopeningshoek van de objectieflens De zogenaamde lensopeningshoek verwijst naar de afstand vanaf de optische as van de objectieflens. De hoek tussen het licht dat wordt uitgestraald door het bovenste objectpunt en de rand van de effectieve diameter van de voorste lens van de objectieflens wordt weergegeven in figuur 1-5 . De openingshoek van de lens is altijd kleiner dan 180 graden. Aangezien de brekingsindex van lucht 1 is, is de numerieke apertuur van het droge objectief altijd kleiner dan 1, in het algemeen 0.05-0,95; als het olie-immersieobjectief wordt ondergedompeld in cederolie (met een brekingsindex van 1,515), kan de numerieke opening 1,5 bereiken. Hoewel theoretisch de limiet van de numerieke apertuur gelijk is aan de brekingsindex van het gebruikte immersiemedium, is het in de praktijk onmogelijk om deze limiet te bereiken vanuit het perspectief van de lensfabricagetechnologie. Gewoonlijk is binnen het praktische bereik de grootste numerieke opening van olie-immersieobjectieven 1,4. De gemiddelde brekingsindexen van verschillende stoffen zijn als volgt: 1,0 voor lucht, 1,33 voor water, 1,5 voor glas, 1,47 voor glycerine en 1,52 voor ceder. Het effect van de brekingsindex van het medium op het optische pad van de objectieflens is weergegeven in figuur 1-6.
2. De resolutie D kan worden uitgedrukt door de volgende formule: D=λ/2N.A. De golflengte van zichtbaar licht is 0.4-0,7 micron, met een gemiddelde golflengte van 0,55 micron. Als een objectief met een numerieke apertuur van 0.65 wordt gebruikt, dan D {{10}}.55 micron / 2 x 0.65=0.42 micron . Dit betekent dat objecten groter dan 0,42 micron kunnen worden waargenomen en objecten kleiner dan 0,42 micron niet. Als een objectief met een numerieke apertuur van 1,25 wordt gebruikt, dan is D=2,20 micron. Elk te inspecteren object waarvan de lengte groter is dan deze waarde zal zichtbaar zijn. Het is te zien dat hoe kleiner de D-waarde, hoe hoger de resolutie en hoe helderder het objectbeeld. Volgens de bovenstaande formule kan de resolutie worden verbeterd door: (1) de golflengte te verminderen; (2) het verhogen van de brekingsindex; (3) het vergroten van de lenshoek. Microscopen op basis van ultraviolet licht en elektronenmicroscopen gebruiken korte golflengten van licht om de resolutie te verbeteren om kleinere objecten te onderzoeken. De resolutie van de objectieflens hangt nauw samen met de scherpte van het beeld. Oculairs hebben deze mogelijkheid niet. Het oculair vergroot alleen het beeld dat door het objectief wordt geproduceerd.
3. Vergroting: de microscoop vergroot het object, eerst door de objectieflens * secundaire vergroting, en het oculair veroorzaakt secundaire vergroting op de afstand van helder zicht. De vergroting is de volumeverhouding van het achterste beeld tot het originele object. De vergroting (V) van de microscoop is dus gelijk aan het product van de vergroting van de objectieflens (V1) en de vergroting van het oculair (V2), namelijk: V=V1×V2 De berekeningswijze van de vergelijking kan worden verkregen met de volgende formule M= △ × D F1 F2 F1 =Objectieve brandpuntsafstand F2=Oculairbrandpuntsafstand △=Lichtpijplengte D{{ 12}}Vrij zichtafstand (=250mm) △=Vergrotingsobjectief D=Oculairvergroting M=Microscoopvergroting F1 F2 Instelling △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Dan M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 keer F1 F2 4 15
4. Scherptediepte: bekijk het preparaat onder een microscoop. Wanneer de focus op een bepaald beeldvlak ligt, is het beeld van het object duidelijk en is het beeldvlak het doelvlak. Naast het doeloppervlak in het gezichtsveld zijn er ook wazige objectbeelden boven en onder het doeloppervlak te zien. De afstand tussen deze twee oppervlakken wordt de scherptediepte genoemd. De scherptediepte van een objectief is omgekeerd evenredig met de numerieke opening en vergroting: hoe groter de numerieke opening en vergroting, hoe kleiner de scherptediepte. Daarom moet de afstelling van de oliespiegel zorgvuldiger zijn dan de afstelling van de spiegel met laag vermogen, anders kan het object er gemakkelijk doorheen glippen en niet worden gevonden.
