Gedetailleerde uitleg van de zeven parameters van de optische microscoop
1. Numerieke opening
Numerieke apertuur wordt afgekort als NA. Numerieke apertuur is de belangrijkste technische parameter van objectieflens en condensorlens, en het is een belangrijk symbool om de prestaties van beide te beoordelen (vooral voor objectieflens). De grootte van de numerieke waarde is respectievelijk aangegeven op de behuizing van de objectieflens en condensorlens.
Numerieke apertuur (NA) is het product van de brekingsindex (n) van het medium tussen de frontlens van de objectieflens en het te inspecteren object en de sinus van de helft van de openingshoek (u). De formule is als volgt: NA=nsinu/2
Openingshoek, ook wel "spiegelmondhoek" genoemd, is de hoek die wordt gevormd door het objectpunt op de optische as van de objectieflens en de effectieve diameter van de frontlens van de objectieflens. Hoe groter de openingshoek, hoe groter de lichtstroom die de objectieflens binnenkomt, die evenredig is met de effectieve diameter van de objectieflens en omgekeerd evenredig met de afstand van het brandpunt.
Als u bij het observeren met een microscoop de NA-waarde wilt verhogen, kan de openingshoek niet worden vergroot. De enige manier is om de brekingsindex n-waarde van het medium te verhogen. Op basis van dit principe worden objectieflenzen voor waterimmersie en objectieflenzen voor olie-immersie geproduceerd. Omdat de brekingsindex n-waarde van het medium groter is dan 1, kan de NA-waarde groter zijn dan 1.
De maximale waarde van de numerieke apertuur is 1,4, wat zowel theoretisch als technisch de limiet heeft bereikt. Momenteel wordt broomnaftaleen met een hoge brekingsindex als medium gebruikt. De brekingsindex van broomnaftaleen is 1,66, dus de NA-waarde kan groter zijn dan 1,4.
Hier moet worden opgemerkt dat om de rol van de numerieke apertuur van de objectieflens volledig te kunnen spelen, de NA-waarde van de condensorlens gelijk moet zijn aan of iets groter moet zijn dan de NA-waarde van de objectieflens tijdens observatie.
Numerieke apertuur hangt nauw samen met andere technische parameters en bepaalt en beïnvloedt bijna andere technische parameters. Het is evenredig met de resolutie, evenredig met de vergroting en omgekeerd evenredig met de scherptediepte. Naarmate de NA-waarde toeneemt, neemt de breedte van het gezichtsveld en de werkafstand dienovereenkomstig af.
2. Resolutie
De resolutie van de microscoop verwijst naar de minimale afstand tussen twee objectpunten die duidelijk kunnen worden onderscheiden door de microscoop, ook wel "discriminatiegraad" genoemd. De berekeningsformule is σ=λ/NA
In de formule is σ de minimale resolutieafstand; λ is de golflengte van licht; NA is de numerieke apertuur van de objectieflens. De resolutie van de zichtbare objectieflens wordt bepaald door twee factoren: de NA-waarde van de objectieflens en de golflengte van de verlichtingsbron. Hoe groter de NA-waarde, hoe korter de golflengte van het verlichtingslicht en hoe kleiner de σ-waarde, hoe hoger de resolutie.
Om de resolutie te verbeteren, dat wil zeggen de σ-waarde te verlagen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen
(1) Verminder de golflengte λ-waarde en gebruik een lichtbron met een korte golflengte.
(2) Verhoog de gemiddelde n-waarde om de NA-waarde te verhogen (NA=nsinu/2).
(3) Verhoog de openingshoek u-waarde om de NA-waarde te verhogen.
(4) Verhoog het contrast tussen licht en donker.
3. Vergroting en effectieve vergroting
Vanwege de dubbele vergroting van de objectieflens en het oculair, moet de totale vergroting Γ van de microscoop het product zijn van de objectieflensvergroting en de oculairvergroting Γ1:
Γ= Γ1
Uiteraard kan de microscoop in vergelijking met het vergrootglas een veel hogere vergroting hebben en kan de vergroting van de microscoop eenvoudig worden gewijzigd door objectieflenzen en oculairs met verschillende vergrotingen te verwisselen.
De vergroting is ook een belangrijke parameter van de microscoop, maar men kan niet blindelings geloven dat hoe hoger de vergroting, hoe beter. De limiet van microscoopvergroting is de effectieve vergroting.
Resolutie en vergroting zijn twee verschillende maar onderling gerelateerde concepten. Relationele formule: 500NA<>
Wanneer de numerieke apertuur van de geselecteerde objectieflens niet groot genoeg is, dat wil zeggen, de resolutie niet hoog genoeg is, kan de microscoop de fijne structuur van het object niet onderscheiden. Op dit moment kan het verkregen beeld, zelfs als de vergroting buitensporig wordt vergroot, alleen een beeld zijn met een grote omtrek maar met onduidelijke details. , de ongeldige vergroting genoemd. Omgekeerd, als de resolutie aan de vereisten voldoet, maar de vergroting onvoldoende is, heeft de microscoop het vermogen om op te lossen, maar het beeld is nog steeds te klein om duidelijk door het menselijk oog te worden gezien. Om het oplossend vermogen van de microscoop volledig te benutten, moet de numerieke apertuur daarom redelijk overeenkomen met de totale vergroting van de microscoop.
4. Scherptediepte
Scherptediepte is de afkorting van scherptediepte, dat wil zeggen, bij gebruik van een microscoop, wanneer de focus op een bepaald object ligt, zijn niet alleen alle punten op het vlak van dit punt duidelijk te zien, maar ook binnen een bepaalde dikte erboven en onder het vlak, Voor de duidelijkheid, de dikte van dit heldere deel is de scherptediepte. Als de scherptediepte groot is, kunt u de hele laag van het te inspecteren object zien, terwijl als de scherptediepte klein is, u slechts een dunne laag van het te inspecteren object kunt zien. De scherptediepte heeft de volgende relatie met andere technische parameters:
(1) De scherptediepte is omgekeerd evenredig met de totale vergroting en de numerieke apertuur van de objectieflens.
de
(2) De scherptediepte is groot en de resolutie is verminderd.
Vanwege de grote scherptediepte van de objectieflens met lage vergroting is het moeilijk om foto's te maken met de objectieflens met lage vergroting. Dit zal in meer detail worden beschreven in microfoto's.
5. Gezichtsvelddiameter (FieldOfView)
Bij het observeren van een microscoop wordt het heldere cirkelvormige gebied dat wordt waargenomen het gezichtsveld genoemd en wordt de grootte bepaald door het velddiafragma in het oculair.
De diameter van het gezichtsveld wordt ook wel de breedte van het gezichtsveld genoemd, wat verwijst naar het werkelijke bereik van het geïnspecteerde object dat kan worden ondergebracht in het cirkelvormige gezichtsveld gezien onder de microscoop. Hoe groter de diameter van het gezichtsveld, hoe gemakkelijker het is om waar te nemen.
Er is een formule F=FN/
In de formule, F: velddiameter, FN: veldnummer (FieldNumber, afgekort als FN, gemarkeerd aan de buitenkant van de oculaircilinder), : objectieflensvergroting.
Het kan worden afgeleid uit de formule:
(1) De diameter van het gezichtsveld is evenredig met het aantal gezichtsvelden.
de
(2) Het vergroten van het veelvoud van de objectieflens verkleint de diameter van het gezichtsveld. Daarom, als u het hele beeld van het geïnspecteerde object onder de lens met laag vermogen kunt zien en overschakelt op een objectieflens met hoog vermogen, kunt u slechts een klein deel van het geïnspecteerde object zien.
6. Slechte dekking
Het optische systeem van de microscoop omvat ook het dekglas. Vanwege de niet-standaard dikte van het dekglas verandert het optische pad van het licht nadat het de lucht van het dekglas is binnengekomen, wat resulteert in een faseverschil, wat een slechte dekking is. Het genereren van een slechte dekking beïnvloedt de geluidskwaliteit van de microscoop.
Volgens internationale regelgeving is de standaarddikte van het afdekglas {{0}}.17 mm, en het toegestane bereik is 0.16-0.18 mm. Bij de vervaardiging van de objectieflens is rekening gehouden met het faseverschil van dit diktebereik. De markering 0,17 op de objectieflensbehuizing geeft de dikte van het dekglas aan die nodig is voor de objectieflens.
7. Werkafstand WD
De werkafstand wordt ook wel de objectafstand genoemd, wat verwijst naar de afstand van het oppervlak van de frontlens van de objectieflens tot het te inspecteren object. Tijdens microscoopinspectie moet het te inspecteren object tussen één en twee keer de brandpuntsafstand van de objectieflens zijn. Daarom zijn het en de brandpuntsafstand twee concepten. Wat meestal scherpstellen wordt genoemd, is eigenlijk het aanpassen van de werkafstand.
Wanneer de numerieke apertuur van de objectieflens constant is, is de openingshoek groter wanneer de werkafstand korter is.
Een krachtige objectieflens met een groot numeriek diafragma heeft een kleine werkafstand.
