Hoe de oculair- en objectieflensvergroting van de optische microscoop te bepalen
De vergroting van een optische microscoop is het product van de vergroting van de objectieflens en de vergroting van het oculair. Als de objectieflens bijvoorbeeld 10× is en het oculair 10×, is de vergroting 10×10=100.
Eén objectieflens:
1. Classificatie van objectieve lenzen:
De objectieflens kan worden onderverdeeld in een droge objectieflens en een objectieflens voor vloeistofonderdompeling, afhankelijk van de verschillende gebruiksomstandigheden; onder hen kan de objectieflens voor onderdompeling in vloeistof worden onderverdeeld in objectieflens voor onderdompeling in water en objectieflens voor onderdompeling in olie (veelgebruikte vergroting is 90-100 keer).
Volgens de verschillende vergrotingen kan het worden onderverdeeld in objectieflens met lage vergroting (minder dan 10 keer), objectieflens met gemiddelde vergroting (ongeveer 20 keer) en objectieflens met hoge vergroting (40-65 keer).
Volgens de aberratiecorrectiesituatie is het verdeeld in achromatische objectieflens (vaak gebruikt, de objectieflens die de chromatische aberratie van twee soorten kleurenlicht in het spectrum kan corrigeren) en apochromatische objectieflens (de objectieflens die de chromatische aberratie van drie soorten gekleurd licht in het spectrum, wat duur is en zelden wordt gebruikt).
2. De belangrijkste parameters van de objectieflens:
De belangrijkste parameters van de objectieflens zijn: vergroting, numerieke apertuur en werkafstand.
① Vergroting verwijst naar de verhouding tussen de grootte van het beeld dat door de ogen wordt gezien en de grootte van het overeenkomstige exemplaar. Het verwijst naar de verhouding van lengtes in plaats van de verhouding van gebieden. Voorbeeld: De vergrotingsfactor is 100×, wat verwijst naar een preparaat met een lengte van 1 μm. De lengte van het vergrote beeld is 100 μm. Als het wordt berekend per oppervlakte, wordt het 10,000 keer vergroot.
De totale vergroting van de microscoop is gelijk aan het product van de objectief- en oculairvergrotingen.
②. Numerieke apertuur wordt ook apertuurverhouding genoemd, afgekort als NA of A. Het is de belangrijkste parameter van objectieflens en condensor en is recht evenredig met de resolutie van de microscoop. Droge objectieven hebben een numerieke opening van 0.05-0.95 en olie-immersie-objectieven (cederolie) hebben een numerieke opening van 1,25.
③. Werkafstand verwijst naar de afstand van de onderkant van de voorste lens van de objectieflens tot de bovenkant van het dekglas van het monster wanneer het waargenomen exemplaar het duidelijkst is. De werkafstand van de objectieflens is gerelateerd aan de brandpuntsafstand van de objectieflens. Hoe langer de brandpuntsafstand van de objectieflens, hoe lager de vergroting en hoe langer de werkafstand. Voorbeeld: 10x objectieflens is gemarkeerd met 10/0.25 en 160/0.17, waarbij 10 de vergroting is van de objectieflens 0,25 is de numerieke apertuur; 160 is de lengte van de lenscilinder (in mm); 0,17 is de standaard dikte van het dekglas (in mm). De effectieve werkafstand van de 10x objectieflens is 6,5 mm en de effectieve werkafstand van de 40x objectieflens is 0,48 mm.
3. De functie van de objectieflens is om het preparaat voor de eerste keer te vergroten, en het is het belangrijkste onderdeel dat de prestaties van de microscoop bepaalt: de resolutie.
Resolutie wordt ook resolutie of oplossend vermogen genoemd. De grootte van de resolutie wordt uitgedrukt door de waarde van de resolutieafstand (de minimale afstand tussen twee objectpunten die kan worden opgelost). Op de fotopische afstand (25 cm) kunnen normale menselijke ogen duidelijk twee objectpunten zien die 0.073 mm uit elkaar liggen. De waarde van 0,073 mm is de resolutieafstand van normale menselijke ogen. Hoe kleiner de resolutieafstand van de microscoop, hoe hoger de resolutie en hoe beter de prestaties.
De grootte van de resolutie van de microscoop wordt bepaald door de resolutie van de objectieflens en de resolutie van de objectieflens wordt bepaald door de numerieke apertuur en de golflengte van het verlichtingslicht.
Bij gebruik van de gemeenschappelijke centrale verlichtingsmethode (de fotopische verlichtingsmethode die het licht gelijkmatig door het preparaat laat gaan), is de resolutieafstand van de microscoop d=0.61λ/NA
In de formule, d——de resolutieafstand van de objectieflens, in nm.
λ—golflengte van verlichtingslicht, eenheid nm.
NA - het numerieke diafragma van de objectieflens
De numerieke apertuur van de objectieflens voor olie-immersie is bijvoorbeeld 1,25 en het golflengtebereik van zichtbaar licht is 400-700nm. Als de gemiddelde golflengte 550 nm is, dan d=270 nm, wat ongeveer de helft is van de golflengte van het verlichtingslicht. Over het algemeen is de resolutielimiet van microscopen die met zichtbaar licht worden verlicht 0,2 μm.
(2), oculair
Omdat het zich dicht bij de ogen van de waarnemer bevindt, wordt het ook wel het oculair genoemd. Geïnstalleerd op het bovenste uiteinde van de lenscilinder.
1. Structuur van het oculair
Gewoonlijk bestaat het oculair uit een bovenste en onderste reeks lenzen, de bovenste lens wordt de ooglens genoemd en de onderste lens wordt de convergerende lens of veldlens genoemd. Er is een diafragma tussen de bovenste en onderste lenzen of onder de veldspiegel (de grootte bepaalt de grootte van het gezichtsveld), omdat het preparaat net op het diafragma-oppervlak wordt afgebeeld, kan een klein stukje haar op dit diafragma worden geplakt als een aanwijzer om het doel van een bepaald kenmerk aan te geven. Er kan ook een oculairmicrometer op worden geplaatst om de grootte van het waargenomen exemplaar te meten.
Hoe korter de lengte van het oculair, hoe groter de vergroting (omdat de vergroting van het oculair omgekeerd evenredig is met de brandpuntsafstand van het oculair).
2. De rol van het oculair
Het is om het duidelijk opgeloste echte beeld dat door de objectieflens is vergroot verder te vergroten, in de mate dat het menselijk oog het gemakkelijk duidelijk kan onderscheiden. De vergroting van veelgebruikte oculairs is 5-16 maal.
3. Relatie tussen oculair en objectieflens
De fijne structuur die duidelijk is opgelost door de objectieflens, als deze niet opnieuw wordt vergroot door het oculair en de grootte niet kan bereiken die het menselijk oog kan onderscheiden, dan zal deze niet duidelijk zijn; maar de fijne structuur die de objectieflens niet kan onderscheiden, hoewel deze opnieuw wordt vergroot door het krachtige oculair, is nog steeds niet duidelijk, dus het oculair kan alleen vergroten en zal de resolutie van de microscoop niet verbeteren. Soms, hoewel de objectieflens twee zeer dicht bij elkaar staande objectpunten kan onderscheiden, is het nog steeds onmogelijk om duidelijk te zien omdat de afstand tussen de beelden van deze twee objectpunten kleiner is dan de resolutieafstand van de ogen. Daarom zijn het oculair en de objectieflens niet alleen gerelateerd aan elkaar, maar beperken ze elkaar ook.
