توضیح دقیق هفت پارامتر میکروسکوپ نوری

توضیح دقیق هفت پارامتر میکروسکوپ نوری

در بازرسی میکروسکوپی، افراد همیشه امیدوارند که یک تصویر ایده آل واضح و روشن داشته باشند که نیاز به پارامترهای فنی اپتیکی میکروسکوپ برای رعایت استانداردهای خاصی دارد و لازم است هنگام استفاده از آن، باید مطابق با هدف بازرسی میکروسکوپی هماهنگ شود. وضعیت واقعی رابطه بین پارامترها. تنها از این طریق می‌توانیم عملکرد مناسب میکروسکوپ را کاملاً نشان دهیم و نتایج بازرسی میکروسکوپی رضایت‌بخشی به دست آوریم.
پارامترهای فنی اپتیکال میکروسکوپ عبارتند از: دیافراگم عددی، وضوح، بزرگنمایی، عمق فوکوس، عرض میدان دید، پوشش ضعیف، فاصله کاری و غیره. هنگام استفاده از آنها، رابطه بین پارامترها باید با توجه به هدف بازرسی میکروسکوپ و وضعیت واقعی هماهنگ شود، اما وضوح باید غالب باشد.
را

1. دیافراگم عددی
دیافراگم عددی به اختصار NA است. دیافراگم عددی پارامتر فنی اصلی لنز شیئی و لنز خازنی است و نماد مهمی برای قضاوت در مورد عملکرد هر دو (به ویژه برای لنز شیئی) است. اندازه مقدار عددی آن به ترتیب روی بدنه عدسی شیئی و لنز خازنی مشخص شده است.
دیافراگم عددی (NA) حاصل ضرب ضریب شکست (n) محیط بین عدسی جلویی عدسی شیئی و جسم مورد بازرسی و سینوس نصف زاویه دیافراگم (u) است. فرمول به شرح زیر است: NA=nsinu/2
زاویه دیافراگم، همچنین به عنوان "زاویه دهان آینه" شناخته می شود، زاویه ای است که توسط نقطه جسم روی محور نوری عدسی شیئی و قطر موثر عدسی جلویی عدسی شیئی تشکیل می شود. هرچه زاویه دیافراگم بزرگتر باشد، شار نور وارد شده به عدسی شیئی بزرگتر است که با قطر موثر عدسی شیئی متناسب و با فاصله نقطه کانونی نسبت معکوس دارد.
هنگام مشاهده با میکروسکوپ، اگر می خواهید مقدار NA را افزایش دهید، زاویه دیافراگم قابل افزایش نیست. تنها راه افزایش n مقدار ضریب شکست محیط است. بر اساس این اصل، عدسی های شیئی غوطه ور در آب و عدسی های شیئی غوطه ور در روغن تولید می شوند. از آنجایی که مقدار n ضریب شکست محیط بزرگتر از 1 است، مقدار NA می تواند بزرگتر از 1 باشد.
حداکثر مقدار دیافراگم عددی 1.4 است که از نظر تئوری و فنی به حد مجاز رسیده است. در حال حاضر از برومونفتالین با ضریب شکست بالا به عنوان یک محیط استفاده می شود. ضریب شکست برومونفتالین 1.66 است، بنابراین مقدار NA می تواند بیشتر از 1.4 باشد.
در اینجا باید به این نکته اشاره کرد که برای ایفای کامل نقش دیافراگم عددی عدسی شیئی، مقدار NA لنز خازنی باید برابر یا کمی بیشتر از مقدار NA عدسی شیئی در حین مشاهده باشد.
دیافراگم عددی ارتباط نزدیکی با سایر پارامترهای فنی دارد و تقریباً سایر پارامترهای فنی را تعیین و تحت تأثیر قرار می دهد. متناسب با وضوح، متناسب با بزرگنمایی، و نسبت معکوس با عمق فوکوس است. با افزایش مقدار NA، عرض میدان دید و فاصله کاری بر این اساس کاهش می یابد.
را

2. قطعنامه
وضوح میکروسکوپ به حداقل فاصله بین دو نقطه جسم اشاره دارد که به وضوح توسط میکروسکوپ قابل تشخیص است، همچنین به عنوان "نرخ تشخیص" شناخته می شود. فرمول محاسبه آن σ=λ/NA است
در فرمول، 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 بهبود 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.
را

3. بزرگنمایی و بزرگنمایی موثر
به دلیل بزرگنمایی دو برابر عدسی شیئی و چشمی، بزرگنمایی کلی Γ میکروسکوپ باید حاصل بزرگنمایی عدسی شیئی و بزرگنمایی چشمی Γ1 باشد:
Γ= Γ1
بدیهی است که در مقایسه با ذره بین، میکروسکوپ می تواند بزرگنمایی بسیار بالاتری داشته باشد و با تعویض عدسی های شیئی و چشمی با بزرگنمایی های مختلف می توان بزرگنمایی میکروسکوپ را به راحتی تغییر داد.
بزرگنمایی نیز یکی از پارامترهای مهم میکروسکوپ است، اما نمی توان کورکورانه باور کرد که هر چه بزرگنمایی بیشتر باشد، بهتر است. حد بزرگنمایی میکروسکوپ، بزرگنمایی موثر است.
وضوح و بزرگنمایی دو مفهوم متفاوت اما به هم مرتبط هستند. فرمول رابطه ای: 500NA<>
هنگامی که دیافراگم عددی عدسی شیئی انتخاب شده به اندازه کافی بزرگ نباشد، یعنی وضوح به اندازه کافی بالا نباشد، میکروسکوپ نمی تواند ساختار ظریف جسم را تشخیص دهد. در این زمان، حتی اگر بزرگنمایی بیش از حد افزایش یابد، تصویر به دست آمده تنها می تواند تصویری با طرح کلی بزرگ اما جزئیات نامشخص باشد. ، بزرگنمایی نامعتبر نامیده می شود. برعکس، اگر وضوح تصویر الزامات را برآورده کند، اما بزرگنمایی کافی نباشد، میکروسکوپ توانایی تفکیک را دارد، اما تصویر همچنان کوچکتر از آن است که به وضوح توسط چشم انسان دیده شود. بنابراین، به منظور نمایش کامل قدرت تفکیک میکروسکوپ، دیافراگم عددی باید به طور منطقی با بزرگنمایی کلی میکروسکوپ مطابقت داشته باشد.
را

4. عمق تمرکز
عمق فوکوس مخفف عمق فوکوس است، یعنی هنگام استفاده از میکروسکوپ، زمانی که فوکوس روی یک جسم خاص است، نه تنها تمام نقاط صفحه این نقطه به وضوح دیده می شوند، بلکه در یک ضخامت مشخص در بالا نیز دیده می شوند. و در زیر صفحه، برای واضح بودن، ضخامت این قسمت واضح عمق فوکوس است. اگر عمق فوکوس زیاد باشد، می‌توانید کل لایه جسم تحت بازرسی را ببینید، در حالی که اگر عمق فوکوس کم باشد، فقط می‌توانید لایه نازکی از جسم تحت بازرسی را ببینید. عمق تمرکز رابطه زیر با سایر پارامترهای فنی دارد:
(1) عمق فوکوس با بزرگنمایی کل و دیافراگم عددی لنز شیئی نسبت معکوس دارد.
(2) هر چه عمق فوکوس بیشتر باشد، وضوح کمتری دارد.
به دلیل عمق میدان زیاد لنز شیئی با بزرگنمایی کم، گرفتن عکس با لنز شیئی با بزرگنمایی کم مشکل است. این با جزئیات بیشتر در فتومیکروگراف توضیح داده خواهد شد.
را

5. قطر میدان دید (FieldOfView)
هنگام مشاهده میکروسکوپ، ناحیه دایره ای روشن دیده شده میدان دید نامیده می شود و اندازه آن توسط دیافراگم میدان در چشمی تعیین می شود.
به قطر میدان دید، عرض میدان دید نیز گفته می شود که به محدوده واقعی جسم بازرسی شده اشاره دارد که می تواند در میدان دید دایره ای که زیر میکروسکوپ دیده می شود، جای گیرد. هرچه قطر میدان دید بزرگتر باشد، مشاهده آسانتر است.
یک فرمول F=FN/ وجود دارد
در فرمول، F: قطر میدان، FN: شماره میدان (FieldNumber، به اختصار FN، مشخص شده در قسمت بیرونی لوله چشمی)، : بزرگنمایی عدسی شیئی.
از فرمول قابل مشاهده است:
(1) قطر میدان دید متناسب با تعداد میدان های دید است.
(2) افزایش مضرب عدسی شیئی، قطر میدان دید را کاهش می دهد. بنابراین، اگر بتوانید تصویر کامل جسم بازرسی شده را در زیر لنز کم توان مشاهده کنید و به یک لنز شیئی با قدرت بالا تغییر دهید، فقط می توانید قسمت کوچکی از جسم بازرسی شده را ببینید.
را

6. پوشش ضعیف
سیستم نوری میکروسکوپ شامل شیشه پوشش نیز می شود. به دلیل ضخامت غیر استاندارد شیشه کاور، مسیر نوری نور پس از ورود به هوا از شیشه کاور تغییر می کند و در نتیجه اختلاف فاز ایجاد می شود که پوشش ضعیفی است. تولید پوشش ضعیف بر کیفیت صدای میکروسکوپ تأثیر می گذارد.
طبق مقررات بین المللی ضخامت استاندارد شیشه روکش {{0}}.17mm و محدوده مجاز آن 0 می باشد.16-0.18mm. اختلاف فاز این محدوده ضخامت در ساخت عدسی شیئی در نظر گرفته شده است. 0.17 مشخص شده روی محفظه لنز شیئی نشان دهنده ضخامت شیشه پوشش مورد نیاز لنز شیئی است.
را

7. فاصله کاری WD
فاصله کاری را فاصله شی نیز می گویند که به فاصله سطح عدسی جلویی عدسی شیئی تا جسم مورد بازرسی اطلاق می شود. در حین بررسی میکروسکوپ، جسم مورد بازرسی باید بین یک تا دو برابر فاصله کانونی عدسی شیئی باشد. بنابراین، آن و فاصله کانونی دو مفهوم هستند. چیزی که معمولا فوکوس نامیده می شود در واقع تنظیم فاصله کاری است.
هنگامی که دیافراگم عددی لنز شیئی ثابت است، زاویه دیافراگم زمانی که فاصله کاری کوتاهتر باشد بزرگتر می شود.
یک لنز شیئی پرقدرت با دیافراگم عددی بزرگ فاصله کاری کمی دارد.