چگونه می توان وضوح میکروسکوپ را افزایش داد؟

چگونه می توان وضوح میکروسکوپ را افزایش داد؟

ترکیب و ساختار یک میکروسکوپ نوری میکروسکوپ نوری به طور کلی از یک صحنه، یک سیستم نورافکن، یک عدسی شیئی، یک چشمی و یک مکانیسم فوکوس تشکیل شده است. مرحله برای نگه داشتن شی مورد مشاهده استفاده می شود. مکانیسم فوکوس را می توان با دستگیره فوکوس هدایت کرد تا صحنه را برای تنظیم خشن و تنظیم دقیق بالا و پایین کند، به طوری که جسم مشاهده شده را می توان فوکوس کرد و به وضوح تصویر کرد.

لایه بالایی آن می تواند دقیقاً در صفحه افقی حرکت کرده و بچرخد و به طور کلی قسمت مشاهده شده را به مرکز میدان دید تنظیم می کند. سیستم روشنایی نقطه ای از یک منبع نور و یک کندانسور تشکیل شده است. وظیفه کندانسور این است که انرژی نوری بیشتری را به قسمت مشاهده شده متمرکز کند. ویژگی های طیفی لامپ روشن کننده باید با باند کاری گیرنده میکروسکوپ سازگار باشد.

عدسی شیئی در نزدیکی جسم مورد مشاهده قرار دارد و این عدسی است که اولین سطح بزرگنمایی را درک می کند. چند عدسی شیئی با بزرگنمایی های مختلف به طور همزمان بر روی مبدل عدسی شیئی نصب می شود و لنزهای شیئی با بزرگنمایی های متفاوت می توانند با چرخاندن مبدل وارد مسیر نوری کاری شوند. بزرگنمایی عدسی شیئی معمولاً 5 تا 100 برابر است. عدسی شیئی عنصر نوری است که نقش تعیین کننده ای در کیفیت تصویر در میکروسکوپ دارد.

معمولاً از لنزهای شیئی آکروماتیک استفاده می شود که می توانند انحراف رنگی را برای دو رنگ نور اصلاح کنند. لنزهای شیئی آپوکروماتیک با کیفیت بالاتر که می توانند انحراف رنگی را برای سه نوع نور رنگی تصحیح کنند. می تواند اطمینان حاصل کند که کل صفحه تصویر لنز شیئی مسطح است تا میدان دید اهداف میدان مسطح با کیفیت تصویر حاشیه ای را بهبود بخشد. اهداف غوطه وری مایع اغلب در اهداف با بزرگنمایی بالا استفاده می شود، یعنی ضریب شکست 1 بین سطح زیرین عدسی شی و سطح بالایی ورق نمونه است.

5 مایع، می تواند به طور قابل توجهی وضوح مشاهده میکروسکوپی را بهبود بخشد. چشمی عدسی است که در نزدیکی چشم انسان قرار دارد تا به درجه دوم بزرگنمایی برسد و بزرگنمایی عدسی معمولاً 5 تا 20 برابر است. با توجه به اندازه میدان دید قابل مشاهده، چشمی ها را می توان به دو نوع تقسیم کرد: چشمی معمولی با میدان دید کمتر و چشمی با میدان دید بزرگ (یا چشمی با زاویه دید وسیع) با میدان دید بزرگتر.

هم صحنه و هم لنز شیئی باید بتوانند نسبت به یکدیگر در امتداد محور نوری لنز شیئی حرکت کنند تا به تنظیم فوکوس دست یابند و تصویری واضح به دست آورند. هنگام کار با یک لنز شیئی با بزرگنمایی بالا، محدوده فوکوس مجاز اغلب کوچکتر از میکرون است، بنابراین میکروسکوپ باید مکانیزم میکرو فوکوس بسیار دقیقی داشته باشد. حد بزرگنمایی میکروسکوپ، بزرگنمایی موثر است و وضوح میکروسکوپ به حداقل فاصله بین دو نقطه جسم اشاره دارد که به وضوح توسط میکروسکوپ قابل تشخیص است.

وضوح و بزرگنمایی دو مفهوم متفاوت اما مرتبط هستند. 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. سیستم روشنایی نورافکن تاثیر زیادی بر عملکرد تصویربرداری میکروسکوپ دارد، اما پیوندی است که به راحتی توسط کاربران نادیده گرفته می شود.

وظیفه آن تامین روشنایی کافی و یکنواخت سطح جسم است. پرتو نور ارسال شده توسط کندانسور باید اطمینان حاصل کند که زاویه دیافراگم عدسی شیئی را پر می کند، در غیر این صورت نمی توان از بالاترین وضوحی که لنز شیئی می تواند به دست آورد به طور کامل استفاده کرد. برای این منظور، کندانسور مجهز به یک دیافراگم با دیافراگم متغیر مشابه دیافراگم در لنز شیئی عکاسی است که می تواند اندازه دیافراگم را تنظیم کند و برای تنظیم دیافراگم پرتو روشنایی برای مطابقت با زاویه دیافراگم شیء استفاده می شود. لنز

با تغییر روش نورپردازی می توان روش های رصدی مختلفی مانند نقاط تاریک جسم در پس زمینه روشن (به نام روشنایی میدان روشن) یا نقاط جسم روشن در پس زمینه تاریک (به نام روشنایی میدان تاریک) را به دست آورد تا بهتر کشف و مشاهده شود. ریزساختار میکروسکوپ الکترونی ابزاری است که از پرتوهای الکترونی و عدسی‌های الکترونی به جای پرتوهای نوری و عدسی‌های نوری برای تصویربرداری از ساختارهای ظریف مواد در بزرگ‌نمایی‌های بسیار بالا بر اساس اصل اپتیک الکترونی استفاده می‌کند.

قدرت تفکیک یک میکروسکوپ الکترونی با حداقل فاصله بین دو نقطه مجاور که می تواند تشخیص دهد نشان داده می شود. در 197{1}}، وضوح میکروسکوپ الکترونی عبوری حدود 0.3 نانومتر بود (قدرت تفکیک چشم انسان حدود 0.1 میلی‌متر بود). اکنون حداکثر بزرگنمایی میکروسکوپ الکترونی بیش از 3 میلیون برابر است، در حالی که حداکثر بزرگنمایی میکروسکوپ نوری حدود 2000 برابر است، بنابراین اتم های برخی از فلزات سنگین و شبکه های اتمی منظم در کریستال را می توان مستقیماً از طریق میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد. .