So bestimmen Sie die Okular- und Objektivvergrößerung des optischen Mikroskops
Die Vergrößerung eines optischen Mikroskops ist das Produkt aus der Vergrößerung der Objektivlinse und der Vergrößerung des Okulars. Wenn beispielsweise die Objektivlinse 10-fach und das Okular 10-fach ist, beträgt die Vergrößerung 10-fach 10=100.
Ein Objektiv:
1. Klassifizierung von Objektiven:
Die Objektivlinse kann je nach den unterschiedlichen Einsatzbedingungen in eine Trockenobjektivlinse und eine Flüssigkeitsimmersionsobjektivlinse unterteilt werden. Unter diesen können Flüssigkeitsimmersionsobjektive in Wasserimmersionsobjektive und Ölimmersionsobjektive unterteilt werden (üblicherweise wird eine 90-100-fache Vergrößerung verwendet).
Je nach Vergrößerung kann es in Objektive mit geringer Vergrößerung (weniger als 10-fach), Objektive mit mittlerer Vergrößerung (ca. 20-fach) und Objektive mit hoher Vergrößerung (40-65-fach) unterteilt werden.
Je nach Situation der Aberrationskorrektur wird es in eine achromatische Objektivlinse (üblicherweise eine Objektivlinse, die die chromatische Aberration von zwei Arten von Farblicht im Spektrum korrigieren kann) und eine apochromatische Objektivlinse (eine Objektivlinse, die die chromatische Aberration korrigieren kann) unterteilt Aberration von drei Arten von Farblicht im Spektrum, was teuer ist und selten verwendet wird).
2. Die Hauptparameter der Objektivlinse:
Zu den Hauptparametern des Objektivs gehören: Vergrößerung, numerische Apertur und Arbeitsabstand.
① Die Vergrößerung bezieht sich auf das Verhältnis der Größe des vom Auge gesehenen Bildes zur Größe der entsprechenden Probe. Es bezieht sich eher auf das Längenverhältnis als auf das Flächenverhältnis. Beispiel: Der Vergrößerungsfaktor beträgt 100x, was sich auf eine Probe mit einer Länge von 1 μm bezieht. Die Länge des vergrößerten Bildes beträgt 100 μm. Wenn es nach Fläche berechnet wird, wird es 10,000-fach vergrößert.
Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops entspricht dem Produkt aus Objektiv- und Okularvergrößerung.
②. Die numerische Apertur wird auch als Aperturverhältnis bezeichnet, abgekürzt als NA oder A. Sie ist der Hauptparameter von Objektivlinse und Kondensor und ist direkt proportional zur Auflösung des Mikroskops. Trockenobjektive haben eine numerische Apertur von 0.05-0,95 und Ölimmersionsobjektive (Zedernöl) haben eine numerische Apertur von 1,25.
③. Der Arbeitsabstand bezieht sich auf den Abstand von der Unterseite der Frontlinse des Objektivs bis zur Oberseite des Deckglases der Probe, wenn die beobachtete Probe am klarsten ist. Der Arbeitsabstand des Objektivs hängt von der Brennweite des Objektivs ab. Je länger die Brennweite des Objektivs ist, desto geringer ist die Vergrößerung und desto größer ist der Arbeitsabstand. Beispiel: Das 10x-Objektiv ist mit 10/0.25 und 160/0.17 gekennzeichnet, wobei 10 die Vergrößerung von ist die Objektivlinse; 0,25 ist die numerische Apertur; 160 ist die Länge des Objektivtubus (in mm); 0,17 ist die Standarddicke des Deckglases (in mm). Der effektive Arbeitsabstand des 10-fach-Objektivs beträgt 6,5 mm und der effektive Arbeitsabstand des 40-fach-Objektivs beträgt 0,48 mm.
3. Die Funktion des Objektivs besteht darin, die Probe zum ersten Mal zu vergrößern. Es ist der wichtigste Teil, der die Leistung des Mikroskops bestimmt – die Auflösung.
Auflösung wird auch Auflösung oder Auflösungsvermögen genannt. Die Größe der Auflösung wird durch den Wert des Auflösungsabstands (der minimal auflösbare Abstand zwischen zwei Objektpunkten) ausgedrückt. Im photopischen Abstand (25 cm) kann das normale menschliche Auge deutlich zwei Objektpunkte erkennen, die 0,073 mm voneinander entfernt sind. Der Wert von 0,073 mm ist der Auflösungsabstand des normalen menschlichen Auges. Je kleiner der Auflösungsabstand des Mikroskops ist, desto höher ist seine Auflösung und desto besser ist seine Leistung.
Die Größe der Auflösung des Mikroskops wird durch die Auflösung der Objektivlinse bestimmt, und die Auflösung der Objektivlinse wird durch ihre numerische Apertur und die Wellenlänge des Beleuchtungslichts bestimmt.
Bei Verwendung der üblichen zentralen Beleuchtungsmethode (der photopischen Beleuchtungsmethode, die es dem Licht ermöglicht, die Probe gleichmäßig zu durchdringen) beträgt der Auflösungsabstand des Mikroskops d=0.61λ/NA
In der Formel ist d der Auflösungsabstand der Objektivlinse in nm.
λ – Wellenlänge des Beleuchtungslichts, Einheit nm.
NA – die numerische Apertur der Objektivlinse
Beispielsweise beträgt die numerische Apertur des Ölimmersionsobjektivs 1,25 und der Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts beträgt 400-700nm. Wenn die durchschnittliche Wellenlänge 550 nm beträgt, dann d=270 nm, was etwa der Hälfte der Wellenlänge des Beleuchtungslichts entspricht. Im Allgemeinen liegt die Auflösungsgrenze von mit sichtbarem Licht beleuchteten Mikroskopen bei 0,2 μm.
(2), Okular
Aufgrund seiner Nähe zum Auge des Betrachters wird es auch Okular genannt. Wird am oberen Ende des Objektivtubus installiert.
1. Aufbau des Okulars
Normalerweise besteht das Okular aus einem oberen und einem unteren Linsensatz, wobei die obere Linse als Augenlinse und die untere Linse als Sammellinse oder Feldlinse bezeichnet wird. Eine Blende (ihre Größe bestimmt die Größe des Sichtfeldes) wird zwischen der oberen und unteren Linse oder unter der Feldlinse installiert. Da die Probe auf der Membranoberfläche abgebildet wird, kann ein kleines Haarstück als Zeiger auf diese Membran geklebt werden, um ein bestimmtes Ziel anzuzeigen. Darüber hinaus kann ein Okularmikrometer angebracht werden, um die Größe des beobachteten Präparats zu messen.
Je kürzer die Länge des Okulars, desto größer die Vergrößerung (da die Vergrößerung des Okulars umgekehrt proportional zur Brennweite des Okulars ist).
2. Die Rolle des Okulars
Es dient dazu, das durch die Objektivlinse vergrößerte, klar aufgelöste reale Bild so weit zu vergrößern, dass das menschliche Auge es problemlos deutlich erkennen kann. Die Vergrößerung häufig verwendeter Okulare beträgt das 5-16-fache.
3. Beziehung zwischen Okular und Objektiv
Die feine Struktur, die durch das Objektiv klar aufgelöst wurde, wird nicht klar gesehen, wenn sie nicht durch das Okular erneut vergrößert wird und nicht die Größe erreicht, die das menschliche Auge erkennen kann; Die feine Struktur, die von der Objektivlinse nicht aufgelöst werden kann, ist jedoch auch bei erneuter Vergrößerung durch ein Hochleistungsokular immer noch deutlich zu erkennen, sodass das Okular nur zur Vergrößerung verwendet werden kann und die Auflösung des Mikroskops nicht verbessert . Obwohl das Objektiv zwei sehr nahe beieinander liegende Objektpunkte unterscheiden kann, ist es manchmal immer noch unmöglich, klar zu sehen, da der Abstand zwischen den Bildern dieser beiden Objektpunkte kleiner ist als der Auflösungsabstand der Augen. Daher stehen Okular und Objektiv nicht nur in einem Zusammenhang zueinander, sondern schränken sich auch gegenseitig ein.
