Methoden zur Verbesserung der Auflösung von Mikroskopen
Das Mikroskop ist eines der wichtigsten Detektionsgeräte, und die Auflösung ist ein wichtiger Index zur Beurteilung der Leistung des Mikroskops. Unter Auflösung versteht man die Fähigkeit, den kleineren Abstand zwischen zwei Punkten oder zwei Linien klar unterscheiden zu können. Das menschliche Auge selbst ist ein Mikroskop. Unter normalen Lichtbedingungen beträgt die Auflösung des menschlichen Auges im scheinbaren Abstand (international anerkannt als 25 cm) etwa 1/10 mm. Bei der Beobachtung zweier gerader Linien kann die Auflösung der Augen verbessert werden, da die geraden Linien eine Reihe von Nervenzellen stimulieren können.
Die Auflösung des menschlichen Auges beträgt nur 1/10 mm, sodass das menschliche Auge den Abstand zwischen einem Objekt, das kleiner als 1/10 mm ist, und zwei winzigen Objekten, die näher als 1/10 mm sind, nicht unterscheiden kann. Daher entstand von einer einfachen Makrolupe ein optisches Mikroskop für die mikroskopische Beobachtung bis hin zu einem Elektronenmikroskop. Die Definition der Mikroskopauflösung bezieht sich auf den kleinen Abstand zwischen zwei kleinen Punkten, die auf der Probe deutlich unterschieden werden können. Die Berechnungsformel lautet: d=0.61λ/na.
Wobei: d die Auflösung (um) ist; λ ist die Wellenlänge der Lichtquelle (um); NA ist die numerische Apertur (auch Öffnungsverhältnis genannt) der Objektivlinse.
Nach der Formel hängt die Auflösung des Mikroskops von der Wellenlänge der einfallenden Lichtquelle und der numerischen Apertur des darauf abgestimmten Objektivs ab. Daher sind die Methoden zur Verbesserung des optischen Mikroskops wie folgt:
1. Reduzieren Sie die Wellenlänge der Lichtquelle.
Die kürzere Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt 390nm. Wenn ultraviolettes Licht dieser Wellenlänge als Beleuchtungsquelle verwendet wird, kann die Auflösung des optischen Mikroskops auf 0,2 µm reduziert werden. Da jedoch die meisten gewöhnlichen Glasmaterialien eine große Menge Licht mit einer Wellenlänge unter 340 nm absorbieren, kann ultraviolettes Licht nach einer starken Abschwächung kein klares und helles Bild erzeugen. Daher müssen teure Materialien wie Shi Ying (das ultraviolettes Licht bis zu 200 nm durchlassen kann) und Flussspat (das ultraviolettes Licht bis zu 185 nm durchlassen kann) verwendet werden, und das UV-Mikroskop kann nicht mit bloßem Auge beobachtet werden. Es ist sogar durch die beobachteten Proben und die hohen Kosten begrenzt, sodass diese Methode zur Verbesserung der Auflösung des Mikroskops aufgrund ihrer eigenen Einschränkungen nicht weit verbreitet ist.
2. Erhöhen Sie die numerische Apertur NA der Objektivlinse.
Numerische Apertur NA=n*sin(u)
Wobei n der Brechungsindex des Mediums zwischen der Objektivlinse und der Probe ist; U ist der halbe Öffnungswinkel der Objektivlinse. Daher ist es eine übliche Methode, die Auflösung optischer Mikroskope durch die Verwendung eines größeren Öffnungswinkels oder eine Erhöhung des Brechungsindex im optischen Design zu verbessern. Im Allgemeinen ist das Medium einer Objektivlinse mit geringer Leistung, beispielsweise unter 10X, Luft mit einem Brechungsindex von 1, d. h. eine trockene Objektivlinse; Das Immersionsmedium ist destilliertes Wasser mit einem Brechungsindex von 1,33; Das Medium einer in Öl getauchten Objektivlinse ist duftender Teer oder ein anderes transparentes Öl, und sein Brechungsindex liegt im Allgemeinen bei etwa 1,52, was nahe am Brechungsindex von Linse und Objektträger liegt, wie z. B. dem 100-fachen Ölspiegel von Olympus. Das Wasserimmersionsobjektiv und das Ölimmersionsobjektiv haben nicht nur eine hohe Vergrößerung, sondern verbessern aufgrund des Mediums mit hohem Brechungsindex auch die Auflösung des Objektivs.
