مسیر نوری میکروسکوپ نوری معمولی

مسیر نوری میکروسکوپ نوری معمولی

1. یک میکروسکوپ نوری معمولی یک ابزار نوری دقیق است. در گذشته میکروسکوپ های ساده فقط از چند عدسی تشکیل می شدند، در حالی که میکروسکوپ های امروزی از مجموعه ای از عدسی ها تشکیل شده اند. میکروسکوپ‌های نوری معمولی معمولاً می‌توانند اجسام را 1500-2000 بار بزرگ‌نمایی کنند. (1) ساختار میکروسکوپ ساختار میکروسکوپ نوری معمولی را می توان به دو بخش تقسیم کرد: یکی دستگاه مکانیکی و دیگری سیستم نوری است. تنها زمانی که این دو قسمت به خوبی با هم همکاری می کنند، میکروسکوپ می تواند کار کند. اول، دستگاه مکانیکی میکروسکوپ دستگاه مکانیکی میکروسکوپ شامل قاب، بشکه عدسی، مبدل عدسی شیئی، استیج، میله فشاری، پیچ درشت، پیچ میکرو و سایر اجزا می باشد. براکت از یک پایه و یک بازوی آینه تشکیل شده است. استیج و بشکه لنز به آن متصل شده است که مبنای نصب اجزای سیستم بزرگنمایی نوری است.

(2) چشمی به بشکه عدسی بشکه لنز و مبدل به پایین متصل می شود و یک اتاق تاریک بین چشمی و عدسی شیئی (که در زیر مبدل نصب شده است) تشکیل می دهد. فاصله لبه دنباله هدف تا انتهای لوله را طول بشکه مکانیکی می گویند. زیرا بزرگنمایی عدسی شیئی برای طول مشخصی از لوله عدسی است. تغییر در طول لوله لنز نه تنها بزرگنمایی را تغییر می دهد، بلکه بر کیفیت تصویر نیز تأثیر می گذارد. بنابراین، هنگام استفاده از میکروسکوپ، طول لوله عدسی را نمی توان به دلخواه تغییر داد. در سطح بین المللی، طول لوله استاندارد میکروسکوپ 160 میلی متر تعیین شده است و این عدد روی محفظه عدسی شیئی مشخص شده است.

(3) تعویض لنز شیئی تعویض لنز بینی را می توان با 3 تا 4 لنز شیئی، معمولاً سه عدسی شیئی (بزرگنمایی کم، بزرگنمایی زیاد، لنز روغنی) مجهز کرد. میکروسکوپ های نیکون به چهار عدسی شیئی مجهز هستند. با چرخاندن مبدل، هر عدسی شیئی را می توان در صورت نیاز به لوله لنز متصل کرد و چشمی روی بشکه لنز یک سیستم بزرگنمایی را تشکیل می دهد.

(4) سوراخی در مرکز صحنه وجود دارد که مسیر نور است. این استیج مجهز به گیره های نمونه فنری و میله های فشار است که وظیفه آنها ثابت کردن یا جابجایی موقعیت نمونه است به طوری که جسم میکروسکوپی درست در مرکز میدان دید قرار گیرد.

(5) هل دهنده وسیله ای مکانیکی است که نمونه را حرکت می دهد. از یک اسکلت فلزی با دو چرخ دنده پیشران یکی افقی و دیگری عمودی ساخته شده است. یک میکروسکوپ خوب دارای فلس هایی است که روی میله حک شده است تا یک صفحه بسیار دقیق ایجاد کند. دستگاه مختصات. اگر می خواهید قسمت خاصی از نمونه آزمایش را به طور مکرر مشاهده کنید، می توانید در اولین بازرسی مقدار خط کش عمودی و افقی را ثبت کنید و سپس میله فشار را مطابق مقدار حرکت دهید تا موقعیت نمونه اصلی را پیدا کنید.

(6) مارپیچ درشت مکانیسمی است که فاصله بین عدسی شیئی و نمونه را با حرکت دادن لوله لنز تنظیم می کند. در میکروسکوپ های قدیمی، پس از چرخش مارپیچ درشت به جلو، عدسی پایین آمده و به نمونه نزدیک می شود. هنگام انجام میکروسکوپ روی میکروسکوپ های تولیدی جدید، مرحله را با دست راست به جلو بچرخانید تا مرحله بالا بیاید تا نمونه به هدف نزدیک شود و بالعکس.

(7) پیچ میکرو حرکت فقط می تواند از پیچ حرکت درشت برای تنظیم درشت فاصله کانونی استفاده کند. برای به دست آوردن یک تصویر واضح، باید تنظیمات بیشتری را با میکرو اسکرو انجام دهید. لوله عدسی به ازای هر چرخش پیچ فرتینگ 0.1 میلی متر (100 میکرون) حرکت می کند. مارپیچ های ضخیم و نازک میکروسکوپ gao-end تازه تولید شده هم محور هستند. 2. سیستم نوری میکروسکوپ سیستم نوری میکروسکوپ از یک بازتابنده، یک کندانسور، یک عدسی شیئی، یک چشمی و غیره تشکیل شده است.

(1) آینه ها میکروسکوپ های نوری معمولی اولیه از نور طبیعی برای بازرسی اشیا استفاده می کردند و یک آینه روی قاب نصب می شد. بازتابنده از یک سطح صاف و یک آینه مقعر از طرف دیگر تشکیل شده است که می تواند نور وارد شده به آن را به مرکز عدسی کندانسور منعکس کند و در نتیجه نمونه را روشن کند. در صورت عدم استفاده از کندانسور، از آینه مقعر استفاده کنید. آینه های مقعر نور را متمرکز می کنند. هنگام استفاده از کندانسور، معمولاً از یک آینه تخت استفاده می شود. قاب میکروسکوپ تحتانی تازه تولید شده مجهز به یک منبع نور و یک پیچ تنظیم جریان است که می تواند شدت نور را با تنظیم جریان تنظیم کند.

(2) کندانسور کندانسور زیر میز است. از یک لنز کندانسور، یک دیافراگم رنگین کمانی و یک پیچ بالابر تشکیل شده است. متمرکز کننده ها را می توان به متمرکز کننده های میدان روشن و متمرکز کننده های میدان تاریک تقسیم کرد. میکروسکوپ های نوری معمولی مجهز به خازن های میدان روشن هستند. کندانسورهای برایتفیلد شامل کندانسورهای Abbe، کندانسورهای روشنایی و کندانسورهای شن و ماسه ریزشی هستند. کندانسورهای Abbe از انحرافات کروماتیک و کروی رنج می برند زمانی که دیافراگم عددی هدف بالاتر از 0.6 باشد. کندانسورهای Qiming برای انحراف رنگی، انحراف کروی و کما به شدت اصلاح می شوند. این یک کندانسور با کیفیت بالا برای میکروسکوپ میدان روشن است، اما برای اهداف زیر 4 برابر مناسب نیست. تکان دادن کندانسور می‌تواند عدسی بالایی کندانسور را از مسیر نور تکان دهد تا نیازهای نور میدان دید بزرگ (4×) را برآورده کند.

کندانسور در زیر صحنه نصب می شود و وظیفه آن متمرکز کردن نور منعکس شده توسط منبع نور بر روی نمونه از طریق آینه برای به دست آوردن نور قوی و روشن و شفاف کردن تصویر جسم است. ارتفاع کندانسور قابل تنظیم است، به طوری که تمرکز بر روی جسم مورد بازرسی قرار می گیرد و روشنایی بالایی به دست می آید. نقطه کانونی کندانسور عمومی 1.25 میلی متر بالاتر از آن است و حد افزایش آن 0.1 میلی متر در زیر صفحه استیج است. بنابراین ضخامت اسلاید شیشه ای مورد نیاز باید بین 0 باشد.8-1.2 میلی متر در غیر این صورت نمونه تحت بازرسی قادر به فوکوس نخواهد بود که بر اثر میکروسکوپی تأثیر می گذارد. همچنین یک دیافراگم رنگین کمانی در جلوی گروه لنزهای جلوی کندانسور وجود دارد که می تواند باز و بسته شود و وضوح و کنتراست تصویر را تحت تأثیر قرار دهد. اگر دیافراگم عنبیه بیش از حد بزرگ باز شود، فراتر از دیافراگم عددی هدف، شعله ور شدن رخ خواهد داد. اگر دیافراگم خیلی کوچک بسته شود، وضوح کاهش می یابد و کنتراست افزایش می یابد. بنابراین، هنگام مشاهده، از طریق تنظیم دیافراگم عنبیه، دیافراگم میدان (میکروسکوپ با دیافراگم میدانی) به مماس بیرونی پیرامونی میدان دید باز می شود، به طوری که اجسامی که در میدان دید نیستند نمی توانند نور دریافت کنند. . روشنایی از تداخل نور پراکنده جلوگیری می کند.

(3) لنز شیئی نصب شده روی مبدل در انتهای جلوی بشکه لنز از نور برای ساختن شی مورد بازرسی برای اولین بار استفاده می کند. کیفیت تصویربرداری هدف تأثیر تعیین کننده ای بر وضوح دارد. عملکرد یک شیء به دیافراگم عددی شیء بستگی دارد (دیافراگم عددی به اختصار NA). دیافراگم عددی هر شیئی روی محفظه شی مشخص شده است. هرچه دیافراگم عددی بزرگتر باشد، عملکرد هدف بهتر است. لنزهای شیئی انواع مختلفی دارند که می توان آنها را از زوایای مختلف طبقه بندی کرد: با توجه به تفاوت در محیط بین عدسی جلویی عدسی شیئی و شیئی که باید بررسی شود، می توان آن را به موارد زیر تقسیم کرد: 1. عدسی شیئی خشک. از هوا به عنوان واسطه استفاده می کند، مانند عدسی شیئی که معمولاً استفاده می شود زیر 4{{{0}}×، دیافراگم عددی برابر با کمتر از 1 است. ②اهداف غوطه وری در روغن اغلب از روغن سرو به عنوان واسطه استفاده می کنند. به چنین اهدافی لنز روغنی نیز می گویند. بزرگنمایی آن 90×-100× است و مقدار دیافراگم عددی آن بزرگتر از 1 است. با توجه به بزرگنمایی عدسی شیئی، می توان آن را به موارد زیر تقسیم کرد: ① هدف کم مصرف به 1× اشاره دارد. -6×، مقدار NA 0 است.04-0.15; ②هدف با توان متوسط ​​به 6×-25× اشاره دارد، مقدار NA 0 است.15-0.40; ③هدف با توان بالا به 25 × 63× اشاره دارد، مقدار NA 0.35-0.95 است. ④ هدف غوطه وری روغن به 90×-100× اشاره دارد، مقدار NA 1.25-1.40 است. با توجه به درجه تصحیح انحراف، طبقه بندی را می توان به این موارد تقسیم کرد: ① لنز شیئی اکروماتیک یک لنز شیئی معمولی است که با "Ach" روی پوسته مشخص شده است، این لنز شیئی می تواند انحراف رنگی ایجاد شده توسط نور قرمز و فیروزه ای را حذف کند. سبک. اغلب همراه با چشمی هویگنس در میکروسکوپ استفاده می شود. ②هدف آپوکروماتیک با کلمه "Apo" روی محفظه هدف مشخص شده است. علاوه بر اصلاح انحراف رنگی نور قرمز، آبی و سبز، می تواند اختلاف فاز ناشی از نور زرد را نیز اصلاح کند. اغلب همراه با چشمی های جبران کننده استفاده می شود. ③ لنزهای هدف ویژه بر اساس لنزهای شیئی فوق برای دستیابی به یک اثر مشاهده خاص خاص تولید می شوند. مانند: لنز شیئی با حلقه اصلاح، لنز شیئی با دیافراگم میدان، لنز شیئی با کنتراست فاز، لنز شیئی فلورسانس، لنز شیئی بدون فشار، لنز شیئی بدون کلاه، لنز شیئی فاصله کاری طولانی و غیره. تحقیقات عبارتند از: هدف نیمه آپوکروماتیک (FL)، هدف پلان (Plan)، هدف آپوکروماتیک طرح (Plan Apo)، هدف طرح فوق العاده (Splan، super plan apochromat)، هدف (Splan) Apo) و غیره.

(4) چشمی عملکرد چشمی این است که تصویر واقعی را که توسط عدسی شیئی دوباره بزرگ شده است، بزرگ کرده و تصویر جسم را به چشم ناظر منعکس کند. ساختار چشمی ساده تر از عدسی شیئی است. چشمی یک میکروسکوپ نوری معمولی معمولاً از دو عدسی تشکیل شده است. عدسی بالایی «چشمی» و عدسی پایینی «عدسی میدان» نامیده می شود. بین لنزهای بالایی و پایینی یا زیر دو عدسی، یک دیافراگم حلقوی فلزی یا «دیافراگم میدانی» وجود دارد. پس از بزرگنمایی، تصویر میانی عدسی شیئی بر روی صفحه دیافراگم میدان می افتد، بنابراین می توان یک میکرومتر چشمی قرار داد. چشمی‌های معمولی که در میکروسکوپ‌های نوری استفاده می‌شوند، چشمی‌های هویگنس هستند، اگر نیاز به تحقیق دارید، عموماً چشمی‌هایی با عملکرد بهتر مانند چشمی‌های جبران‌کننده (K)، چشمی‌های صاف (P) و چشمی‌های میدان وسیع (WF) انتخاب کنید. هنگام عکس گرفتن از چشمی عکاسی (NFK) استفاده کنید.

(2) میکروسکوپ نوری بزرگنمایی میکروسکوپ از طریق عدسی انجام می شود و تصویربرداری از یک عدسی دارای انحرافاتی است که بر کیفیت تصویربرداری تأثیر می گذارد. گروه عدسی متشکل از یک عدسی معادل یک عدسی محدب با بزرگنمایی بهتر است. شکل 1-4 حالت اصلی تصویربرداری میکروسکوپی است. AB نمونه است.

(3) عملکرد میکروسکوپ. وضوح یک میکروسکوپ به شرایط مختلف سیستم نوری بستگی دارد. جسم مورد مشاهده باید دارای بزرگنمایی بالا و شفاف باشد. اینکه آیا یک جسم می‌تواند پس از بزرگ‌نمایی ساختار شفاف و ظریفی را نشان دهد، ابتدا به عملکرد عدسی شیئی و سپس به عملکرد چشمی و کندانسور بستگی دارد.

1. دیافراگم عددی را نسبت دیافراگم (یا نسبت دیافراگم) نیز می نامند که به اختصار NA نامیده می شود و مقادیر آنها روی لنز شیئی و لنز خازنی مشخص می شود. دیافراگم و دیافراگم عددی پارامترهای اصلی لنزهای شیئی و کندانسور هستند و همچنین شاخص های مهمی برای قضاوت در مورد عملکرد آنها هستند. دیافراگم عددی ارتباط نزدیکی با خواص مختلف میکروسکوپ دارد. با وضوح میکروسکوپ متناسب و با عمق فوکوس نسبت معکوس دارد. متناسب با ریشه دوم روشنایی تصویر آینه است. دیافراگم عددی را می توان با فرمول زیر بیان کرد: NA=n.sin 2 که در آن: n—— وضوح متوسط ​​بین لنز شیئی و نمونه —— زاویه باز شدن لنز لنز شیئی به اصطلاح زاویه باز شدن عدسی به فاصله از محور نوری عدسی شیئی اشاره دارد. زاویه بین نور ساطع شده از نقطه شی فوقانی و لبه قطر موثر عدسی جلویی عدسی شیئی در شکل 1-5 نشان داده شده است. . زاویه باز شدن لنز همیشه کمتر از 180 درجه است. از آنجایی که ضریب شکست هوا 1 است، دیافراگم عددی شی خشک همیشه کمتر از 1 است، معمولاً 0.05-0.95; اگر هدف غوطه وری روغن در روغن سدر (با ضریب شکست 1.515) غوطه ور شود، دیافراگم عددی می تواند به 1.5 برسد. در حالی که از نظر تئوری حد دیافراگم عددی برابر با ضریب شکست محیط غوطه وری مورد استفاده است، در عمل، رسیدن به این حد از دیدگاه فناوری ساخت لنز غیرممکن است. معمولاً در محدوده عملی، بزرگترین دیافراگم عددی اهداف غوطه وری روغن 1.4 است. ضریب شکست متوسط ​​چندین ماده به شرح زیر است: 1.0 برای هوا، 1.33 برای آب، 1.5 برای شیشه، 1.47 برای گلیسیرین و 1.52 برای سرو. تأثیر ضریب شکست محیط بر مسیر نوری عدسی شیئی در شکل 1-6 نشان داده شده است.

2. وضوح D را می توان با فرمول زیر بیان کرد: D=λ/2N.A. طول موج نور مرئی 0 است.4-0.7 میکرون، با طول موج متوسط ​​0}.55 میکرون. اگر شیئی با دیافراگم عددی 0.65 استفاده شود، D {{10}}.55 میکرون / 2 x 0.65=0.42 میکرون است. . این بدان معنی است که اجسام بزرگتر از 0.42 میکرون قابل مشاهده هستند و اجسام کوچکتر از 0.42 میکرون قابل مشاهده نیستند. اگر از شیئی با دیافراگم عددی 1.25 استفاده شود، D{22}}.20 میکرون است. هر شیئی که باید بررسی شود و طول آن بیشتر از این مقدار باشد قابل مشاهده خواهد بود. مشاهده می شود که هرچه مقدار D کوچکتر باشد، وضوح تصویر بالاتر و تصویر شی واضح تر است. با توجه به فرمول بالا، وضوح را می توان با: (1) کاهش طول موج بهبود بخشید. (2) افزایش ضریب شکست. (3) افزایش زاویه لنز. میکروسکوپ های مبتنی بر نور فرابنفش و میکروسکوپ های الکترونی از طول موج های کوتاه نور برای بهبود وضوح برای بررسی اجسام کوچکتر استفاده می کنند. وضوح لنز شیئی ارتباط نزدیکی با وضوح تصویر دارد. چشمی ها این قابلیت را ندارند. چشمی فقط تصویر تولید شده توسط شیئی را بزرگ می کند.

3. بزرگنمایی: میکروسکوپ جسم را ابتدا از طریق عدسی شی * بزرگنمایی ثانویه بزرگنمایی می کند و چشمی باعث بزرگنمایی ثانویه در فاصله دید روشن می شود. بزرگنمایی نسبت حجم تصویر پشتی به جسم اصلی است. بنابراین بزرگنمایی (V) میکروسکوپ برابر است با حاصلضرب بزرگنمایی عدسی شیئی (V1) و بزرگنمایی چشمی (V2) یعنی: V=V1×V2 روش محاسبه مقایسه را می توان از فرمول زیر بدست آورد. 12}}فاصله دید واضح (=250 میلی‌متر) △=بزرگ‌نمایی D=بزرگ‌نمایی چشمی M{16}}تنظیم بزرگ‌نمایی میکروسکوپ F1 F2 △=160 میلی‌متر F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm سپس M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 بار F1 F{29}}

4. عمق فوکوس: نمونه را زیر میکروسکوپ مشاهده کنید. وقتی فوکوس روی یک صفحه تصویر مشخص است، تصویر جسم واضح است و صفحه تصویر صفحه هدف است. علاوه بر سطح هدف در میدان دید، تصاویر اجسام تار در بالا و زیر سطح هدف نیز قابل مشاهده است. فاصله بین این دو سطح را عمق فوکوس می گویند. عمق فوکوس یک شی با دیافراگم و بزرگنمایی عددی نسبت معکوس دارد: هرچه دیافراگم عددی و بزرگنمایی بزرگتر باشد، عمق فوکوس کمتر می شود. بنابراین در تنظیم آینه روغنی باید دقت بیشتری نسبت به تنظیم آینه کم مصرف انجام شود، در غیر این صورت به راحتی می توان باعث لغزش جسم و پیدا نشدن آن شد.