اصل تصویربرداری (تصویربرداری هندسی) میکروسکوپ نوری

اصل تصویربرداری (تصویربرداری هندسی) میکروسکوپ نوری

تنها زمانی که زاویه جسم نسبت به چشم انسان کمتر از مقدار معینی نباشد، چشم غیرمسلح می تواند جزئیات مختلف آن را تشخیص دهد و این کمیت وضوح تصویری ε نامیده می شود. در شرایط بهینه، جایی که روشنایی یک جسم 50-70lx و کنتراست آن زیاد است، می تواند به 1 ' برسد. برای سهولت مشاهده، این مقدار به طور کلی به 2 افزایش می یابد و به عنوان وضوح متوسط ​​چشمی در نظر گرفته می شود.

اندازه پرسپکتیو یک جسم به طول و فاصله آن از جسم تا چشم بستگی دارد. یک فرمول وجود دارد

y=Lε

فاصله L نمی تواند خیلی کم باشد زیرا توانایی تنظیم چشم دارای محدودیت خاصی است، به خصوص زمانی که نزدیک به حد توانایی خود کار می کند، می تواند باعث خستگی مفرط در بینایی شود. برای استاندارد (نمای جلو)، فاصله بصری بهینه 250 میلی متر (فاصله دید واضح) تعریف می شود. این بدان معناست که بدون ابزار، چشم‌هایی با وضوح بصری ε=2 می‌توانند جزئیات اجسام با اندازه 0.15 میلی‌متر را به وضوح تشخیص دهند.

هنگام مشاهده اجسام با زاویه دید کمتر از 1، باید از ابزارهای بزرگنمایی استفاده شود. ذره بین و میکروسکوپ برای مشاهده اشیایی استفاده می شود که وقتی نزدیک به ناظر قرار می گیرند باید بزرگ شوند.

(1) اصل تصویربرداری ذره بین
لنزهای نوری ساخته شده از شیشه یا سایر مواد شفاف با سطوح منحنی می توانند اجسام را بزرگ کرده و تصویربرداری کنند. نمودار مسیر نوری در شکل 1 نشان داده شده است. شی AB که در نقطه کانونی F جسم قرار دارد، اندازه y دارد و در یک تصویر مجازی A'B' با اندازه y بزرگنمایی می شود.

بزرگنمایی ذره بین

Γ=250/f'

در فرمول، 250- فاصله قابل مشاهده، بر حسب میلی متر
F '- فاصله کانونی ذره بین، بر حسب میلی متر

بزرگنمایی به نسبت زاویه دید یک تصویر شی که با ذره بین در فاصله 250 میلی متری مشاهده می شود به زاویه دید جسمی که با ذره بین مشاهده نمی شود اشاره دارد.

(2) اصل تصویربرداری میکروسکوپ
میکروسکوپ‌ها و ذره‌بین‌ها همین نقش را دارند، یعنی بزرگ‌نمایی اجسام کوچک در مجاورت نزدیک برای مشاهده انسان. فقط یک میکروسکوپ می تواند بزرگنمایی بالاتری از ذره بین داشته باشد.

نمودار شماتیک یک جسم در حال تصویربرداری توسط میکروسکوپ. برای راحتی محاسبه، هر دو عدسی شیئی L1 و عدسی چشمی L2 به صورت لنزهای تکی در شکل نشان داده شده اند. جسم AB در مقابل عدسی شیئی قرار دارد و فاصله از عدسی شیئی بیشتر از فاصله کانونی عدسی شیئی است اما کمتر از دو برابر فاصله کانونی عدسی شیئی است. بنابراین، پس از عبور از عدسی شیئی، ناگزیر یک تصویر واقعی بزرگنمایی شده معکوس A'B ' را تشکیل می دهد. A'B در نقطه کانونی F2 چشمی یا بسیار نزدیک به F2 قرار دارد. پس از بزرگ‌نمایی توسط چشمی، به یک تصویر مجازی A''B'' برای مشاهده توسط چشم تبدیل می‌شود. موقعیت تصویر مجازی A'B به فاصله بین F2 و A'B بستگی دارد، که می تواند در یک فاصله بی نهایت (زمانی که A'B روی F2 است) یا در فاصله روشن ناظر (زمانی که A'B است) باشد. ' در سمت راست نقطه کانونی F2 در شکل است). عملکرد چشمی مانند ذره بین است. تنها تفاوت این است که آنچه که چشم ها از طریق چشمی می بینند، خود جسم نیست، بلکه تصویر بزرگ شده جسم است که توسط عدسی شیئی تشکیل شده است.

(3) پارامترهای فنی نوری مهم میکروسکوپ ها
در حین میکروسکوپ، افراد همیشه امیدوارند که تصویر ایده آل واضح و روشنی داشته باشند که نیاز به پارامترهای فنی نوری میکروسکوپ برای رعایت استانداردهای خاصی دارد و لازم است که رابطه بین پارامترها با توجه به هدف و وضعیت واقعی هماهنگ شود. میکروسکوپ در حین استفاده تنها از این طریق می توان از عملکرد میکروسکوپ به طور کامل استفاده کرد و نتایج میکروسکوپی رضایت بخشی را به دست آورد.

پارامترهای فنی نوری یک میکروسکوپ شامل دیافراگم عددی، وضوح، بزرگنمایی، عمق فوکوس، عرض میدان دید، اختلاف پوشش، فاصله کاری و غیره است. این پارامترها همیشه بهتر نیستند زیرا به هم مرتبط هستند و متقابلاً محدود کننده هستند. هنگام استفاده از آنها، رابطه بین پارامترها باید بر اساس هدف میکروسکوپ و وضعیت واقعی هماهنگ شود، اما وضوح باید به عنوان استاندارد تضمین شود.