6 عامل مهم موثر بر وضوح میکروسکوپ
1. تفاوت رنگ
انحراف رنگی یک نقص جدی در تصویربرداری لنز است که زمانی رخ می دهد که نور چند رنگ منبع نور باشد و نور تک رنگ انحراف رنگی ایجاد نمی کند. نور سفید از هفت نوع قرمز، نارنجی، زرد، سبز، فیروزه ای، آبی و بنفش تشکیل شده است. طول موج هر نور متفاوت است، بنابراین ضریب شکست هنگام عبور از عدسی نیز متفاوت است. به این ترتیب، یک نقطه در سمت شی ممکن است یک نقطه رنگی در سمت تصویر ایجاد کند.
ابیراهی رنگی به طور کلی شامل ابیراهی رنگی موقعیت و انحراف رنگی بزرگنمایی است. انحراف رنگی موقعیتی باعث می شود تصویر در هر موقعیتی تار و تار به نظر برسد. انحراف رنگی بزرگنمایی، تصویر را دارای حاشیه های رنگی می کند.
2. انحراف توپ
انحراف کروی تفاوت در فاز تک رنگ نقاط روی محور به دلیل سطح کروی عدسی است. نتیجه انحراف کروی این است که پس از تصویربرداری از یک نقطه، دیگر یک نقطه روشن نیست، بلکه یک نقطه روشن با مرکز روشن و لبه های به تدریج تار است. بنابراین بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد.
اصلاح انحراف کروی معمولا با ترکیب لنز حذف می شود. از آنجایی که انحراف کروی عدسی های محدب و مقعر مخالف است، می توان عدسی های محدب و مقعر از مواد مختلف را به هم چسباند تا آنها را از بین ببرد. برای میکروسکوپ های نوع قدیمی، انحراف کروی عدسی شیئی به طور کامل تصحیح نمی شود و برای دستیابی به اثر تصحیح باید با چشمی جبران کننده مربوطه مطابقت داده شود. به طور کلی، انحراف کروی میکروسکوپ های جدید به طور کامل توسط عدسی شیئی حذف می شود.
3. کما
کما یک انحراف تک رنگ در یک نقطه خارج از محور است. هنگامی که یک نقطه شی خارج از محور با یک پرتو با دیافراگم بزرگ تصویر می شود، پرتو ساطع شده از لنز عبور می کند و در یک نقطه قطع نمی شود، سپس تصویر یک نقطه نوری شکل کاما خواهد داشت که به شکل دنباله دار است. بنابراین به آن «انحراف کما» می گویند.
4. آستیگماتیسم
آستیگماتیسم همچنین اختلاف فاز تک رنگ نقطه خارج از محور است که بر وضوح تأثیر می گذارد. وقتی میدان دید زیاد است، نقطه شی روی لبه از محور نوری فاصله زیادی دارد و پرتو به شدت کج میشود و پس از عبور از لنز باعث ایجاد آستیگماتیسم میشود. آستیگماتیسم باعث می شود که نقطه جسم اصلی پس از تصویربرداری به دو خط کوتاه مجزا و عمود بر هم تبدیل شود و پس از سنتز در صفحه تصویر ایده آل، یک نقطه بیضی شکل ایجاد شود. آستیگماتیسم از طریق ترکیبات پیچیده لنز از بین می رود.
5. آهنگ میدانی
انحنای میدان را «انحنای میدان» نیز میگویند. وقتی عدسی دارای انحنای میدان باشد، نقطه تقاطع کل پرتو با نقطه تصویر ایده آل منطبق نیست. اگرچه یک نقطه تصویر واضح را می توان در هر نقطه خاص به دست آورد، کل صفحه تصویر یک سطح منحنی است. به این ترتیب در بازرسی آینه ای کل سطح فاز به وضوح دیده نمی شود که مشاهده و عکس برداری را با مشکل مواجه می کند. بنابراین، اهداف میکروسکوپ های تحقیقاتی عموماً اهداف پلانی هستند که برای انحنای میدان تصحیح شده اند.
6. تحریف
علاوه بر انحنای میدان، تفاوت فازهای مختلف ذکر شده در بالا بر وضوح تصویر تأثیر می گذارد. اعوجاج یکی دیگر از تفاوت های فاز در طبیعت است، تمرکز پرتو از بین نمی رود. بنابراین، وضوح تصویر تحت تأثیر قرار نمی گیرد، اما تصویر با جسم اصلی مقایسه می شود و باعث ایجاد اعوجاج در شکل می شود.
(1) هنگامی که جسم فراتر از فاصله کانونی مضاعف طرف شی لنز قرار می گیرد، یک تصویر واقعی معکوس کاهش یافته در فاصله کانونی دوگانه سمت تصویر و خارج از نقطه کانونی تشکیل می شود.
(2) هنگامی که جسم در فاصله کانونی دوگانه طرف شی لنز قرار دارد، یک تصویر واقعی معکوس با همان اندازه در فاصله کانونی دوگانه سمت تصویر تشکیل میشود.
(3) هنگامی که جسم در دو برابر فاصله کانونی سمت شی عدسی و خارج از نقطه کانونی باشد، یک تصویر واقعی معکوس بزرگنمایی شده خارج از فاصله کانونی دوگانه سمت تصویر تشکیل میشود.
(4) هنگامی که جسم در نقطه کانونی جسم عدسی قرار دارد، تصویر نمی تواند تصویربرداری شود.
(5) هنگامی که جسم در نقطه کانونی سمت شی عدسی قرار دارد، هیچ تصویری در سمت تصویر تشکیل نمی شود و یک تصویر مجازی عمودی بزرگ شده در همان سمت سمت شی عدسی دورتر از جسم تشکیل می شود.
وضوح تفکیک پذیری میکروسکوپ به حداقل فاصله بین دو نقطه جسم که به وضوح توسط میکروسکوپ قابل تشخیص است، اشاره دارد که به عنوان "نرخ تشخیص" نیز شناخته می شود. فرمول محاسبه σ=λ/NA است که σ حداقل فاصله تفکیک پذیری است. λ طول موج نور است. NA دیافراگم عددی لنز شیئی است. وضوح عدسی شیئی مرئی توسط دو عامل تعیین می شود: مقدار NA عدسی شیئی و طول موج منبع روشنایی. هر چه مقدار NA بزرگتر باشد، طول موج نور روشنایی کوتاهتر است و هر چه مقدار σ کوچکتر باشد، وضوح بالاتر است. برای افزایش وضوح یعنی کاهش مقدار σ می توان اقدامات زیر را انجام داد:
(1) مقدار طول موج λ را کاهش دهید و از منبع نوری با طول موج کوتاه استفاده کنید.
(2) مقدار n متوسط را افزایش دهید تا مقدار NA را افزایش دهید (NA{1}}nsinu/2).
(3) مقدار u زاویه دیافراگم را افزایش دهید تا مقدار NA افزایش یابد.
(4) کنتراست بین روشنایی و تاریکی را افزایش دهید.
