Wie kann die Mikroskopauflösung verbessert werden?
Mikroskope gehören zu den wichtigsten Testgeräten, und der wichtige Indikator zur Beurteilung der Leistung von Mikroskopen ist die Auflösung. Unter Auflösung versteht man die Fähigkeit, deutlich zwischen zwei kleinen Punkten oder dem kleineren Abstand zwischen zwei Linien zu unterscheiden. Das menschliche Auge selbst ist ein Mikroskop, und unter normalen Lichtbedingungen beträgt die Auflösung des menschlichen Auges bei einer visuellen Entfernung (international anerkannt als 25 cm) etwa 1/10 mm. Bei der Beobachtung zweier gerader Linien kann auch die Auflösung der Augen verbessert werden, da diese eine Reihe von Nervenzellen stimulieren können.
Die Auflösung des menschlichen Auges beträgt nur 1/10 mm, sodass der Abstand zwischen Objekten, die kleiner als 1/10 mm sind, oder zwei winzige Objekte, die näher als 1/10 mm sind, vom menschlichen Auge nicht unterschieden werden kann. Es gab also einen Wandel von einfachen makroskopischen Lupen hin zu optischen Mikroskopen für die mikroskopische Beobachtung, gefolgt von Elektronenmikroskopen. Die Auflösung eines Mikroskops ist definiert als der kleinere Abstand zwischen zwei kleinen Punkten, die auf einer Probe deutlich erkennbar sind. Die Berechnungsformel lautet: D=0.61 λ/NA
In der Formel: D ist die Auflösung (um); λ ist die Wellenlänge der Lichtquelle (um); NA ist die numerische Apertur (auch als Öffnungsverhältnis bekannt) der Objektivlinse.
Nach der Formel hängt die Auflösung eines Mikroskops von der Wellenlänge der einfallenden Lichtquelle und der numerischen Apertur des darauf abgestimmten Objektivs ab. Daraus ist ersichtlich, dass die Methode zur Verbesserung der optischen Mikroskopie wie folgt aussieht:
1. Reduzieren Sie die Wellenlänge der Lichtquelle.
Das sichtbare Licht hat eine kürzere Wellenlänge von 390nm. Wenn ultraviolettes Licht dieser Wellenlänge als Beleuchtungslichtquelle verwendet wird, kann die Auflösung des optischen Mikroskops auf 0,2 µm reduziert werden. Aufgrund der Tatsache, dass die meisten gewöhnlichen Glasmaterialien jedoch eine große Menge an Licht mit Wellenlängen unter 340 nm absorbieren, kann ultraviolettes Licht nach erheblicher Abschwächung keine klaren und hellen Bilder erzeugen. Daher müssen teure Materialien wie Quarz (der ultraviolettes Licht bis zu 200 nm durchlassen kann) und Flussspat (der ultraviolettes Licht bis zu 185 nm durchlassen kann) verwendet werden, und Ultraviolettmikroskope können nicht mit bloßem Auge beobachtet werden und sind gleichmäßig begrenzt durch die beobachteten Proben, verbunden mit hohen Kosten. Daher wird diese Methode zur Verbesserung der Mikroskopauflösung aufgrund ihrer eigenen Einschränkungen nicht häufig eingesetzt.
2. Erhöhen Sie die numerische Apertur NA der Objektivlinse
Numerische Apertur NA=n * sin (u)
In der Formel ist n der Brechungsindex des Mediums zwischen der Objektivlinse und der Probe; U ist der halbe Öffnungswinkel der Objektivlinse. Daher ist die Verwendung eines größeren Öffnungswinkels oder die Erhöhung des Brechungsindex im optischen Design eine gängige Methode zur Verbesserung der Auflösung optischer Mikroskope. Im Allgemeinen verwenden Objektive mit geringer Vergrößerung unter dem 10-fachen Luft als Medium und haben einen Brechungsindex von 1, was einem Trockenobjektiv entspricht; Das Wasserimmersionsmedium ist destilliertes Wasser mit einem Brechungsindex von 1,33; Das Medium für in Öl getauchte Objektive ist Teer oder ein anderes transparentes Öl mit einem Brechungsindex im Allgemeinen um 1,52, was nahe am Brechungsindex von Linsen und Objektträgern aus Glas liegt, wie z. B. dem 100X-Ölobjektiv von Olympus. Wasserimmersionsobjektive und Ölimmersionsobjektive verfügen nicht nur über eine hohe Vergrößerung, sondern verbessern durch die Verwendung von Medien mit hohem Brechungsindex auch die Auflösung des Objektivs.
