Numerische Apertur NA
Die numerische Apertur NA bezieht sich auf den Brechungsindex (η) des Mediums zwischen der Frontlinse der Objektivlinse und der Probe multipliziert mit dem halben Öffnungswinkel (u), und die Beziehung ist NA=η·sinu /2. Es ist der wichtigste technische Parameter des Objektivs und der Kondensorlinse. Ein wichtiger Indikator zur Beurteilung der Leistung des Objektivs ist auf dem Objektivgehäuse gekennzeichnet.
Je größer die numerische Apertur, desto besser die Abbildungsqualität. Wenn die Objektivlinse beobachtet wird, kann der Öffnungswinkel nicht geändert werden, und die Änderung des Brechungsindex verschiedener Medien kann die NA ändern. Daher werden Wasserimmersionsobjektive und Ölimmersionsobjektive abgeleitet. Wasser η{{0}}.333, die NA des Wasserimmersionsobjektivs kann 0.1~1.25 sein; Zedernöl η=1.515, die NA des Ölimmersionsobjektivs kann 0,80 ~ 1,45 betragen; der neue Ring Bronaphthalin η=1.66, die objektive NA größer als oder gleich 1,40.
Die numerische Apertur ist proportional zur Auflösung, Vergrößerung, Bildhelligkeit und umgekehrt proportional zur Schärfentiefe. Mit zunehmender NA verringern sich entsprechend die Sichtfeldbreite und der Arbeitsabstand.
Auflösung
Auflösung bezieht sich auf den minimalen Auflösungsabstand, bei dem die Lichtpunkte Unterschiede im Abbildungsprozess zeigen, ausgedrückt als d{{0}}λ/NA, wobei d der minimale Auflösungsabstand ist, λ die Wellenlänge der Optik ist Faser, und NA ist die numerische Apertur der Objektivlinse. Es ist ersichtlich, dass je größer die NA, desto kürzer das λ, desto kleiner das d und desto höher die Auflösung. Die sichtbare Lichtquelle kann nur zwei Objektpunkte in einem Mindestabstand von 0,4 μm auflösen.
Die Verbesserung der Auflösung hängt von 4 verwandten Faktoren ab: 1. Wenn eine Lichtquelle mit einer kürzeren Wellenlänge verwendet wird, nimmt λ ab; 2. Wenn ein Medium mit einem höheren Brechungsindex verwendet wird, nimmt η zu und NA zu; 3. Entwerfen und fertigen Sie einen größeren Öffnungswinkel der Objektivlinse; 4. Erhöhen Sie den Kontrast von Hell und Dunkel im Bild und verbessern Sie die Bildschärfe.
gewinnen
Tiefenschärfe
Bezieht sich auf die Schärfentiefe, dh den Bereich des gleichen Beobachtungsfreibereichs über und unter der Fokusebene der Probe. Je größer die Schärfentiefe, desto mehr Schichten sind in der Probe scharf.
① Die Schärfentiefe ist umgekehrt proportional zur Gesamtvergrößerung, der numerischen Apertur des Objektivs und der Bildauflösung. Je höher die Vergrößerung, desto größer der NA-Wert, desto kleiner die Schärfentiefe und desto höher die Auflösung.
②Der Brechungsindex des umgebenden Mediums, wie z. B. des durch die Probe hergestellten Eindeckmittels, nimmt zu, und die Schärfentiefe wird größer.
Sichtfeldbreite
Bezieht sich auf den tatsächlichen Bereich der Probe, der im kreisförmigen Sichtfeld des Mikroskops untergebracht ist, auch als Sichtfelddurchmesser bezeichnet. Je größer es ist, desto größer ist die Menge an Probeninformationen.
① Die Breite des Sehfeldes ist proportional zur Anzahl der Sehfelder des Okulars. Wenn die Vergrößerung des Okulars unverändert bleibt, gilt: Je größer die Anzahl der Sehfelder, desto größer die Weite des Sehfelds, was für die Beobachtung bequem ist (Hinweis: Die Anzahl der Sehfelder bezieht sich auf die Weite des Sehfelds Sicht auf das Okular, die durch FN dargestellt und auf der Okularschale gekennzeichnet ist). ②Die Vergrößerung der Objektivlinse nimmt zu und die Breite des Sichtfelds wird kleiner. Das heißt, das gesamte Bild wird unter einem Objektiv mit geringer Vergrößerung gesehen, und der Teil wird unter einem Objektiv mit hoher Vergrößerung gesehen.
schlechte Abdeckung
Der internationale Standard für die Dicke des Probendeckglases beträgt 0,17 mm, und die Objektivlinse hat diese Aberration korrigiert und ist auf dem Gehäuse gekennzeichnet. Wenn das Licht durch ein Deckglas mit einer nicht standardmäßigen Dicke in die Luft eintritt, wird es gebrochen, und die resultierende Aberration wird als schlechte Abdeckung bezeichnet.
Eine schlechte Abdeckung beeinträchtigt die Qualität der mikroskopischen Bildgebung. Beim Beobachten von Proben müssen Sie die folgenden drei Punkte verstehen:
(1) Je höher die Vergrößerung, desto größer der NA-Wert und desto deutlicher der Abdeckungsunterschied. Wenn die Dicke des Deckglases zunimmt, nimmt die schlechte Abdeckung zu und das Fokussieren wird schwierig.
(2) Das Ölimmersionsobjektiv weist kein Problem einer schlechten Abdeckung auf, da der Brechungsindex des Öls und des Deckglases beide 1,52 betragen, wodurch ein einheitliches optisches System gebildet wird.
(3) Je größer der NA-Wert der Objektivlinse, desto kleiner der zulässige Fehler der Dicke des Deckglases und desto strenger die Qualitätsanforderungen für die Dicke des Deckglases.
Arbeitsentfernung
Bezieht sich auf den Abstand zwischen der vorderen Linsenoberfläche des Objektivs und der Probe, auch Objektabstand genannt. Die Probe sollte sich während der Beobachtung auf 1 bis 2 der Brennweite der Objektivlinse befinden. Es und die Brennweite sind zwei Konzepte. Die Fokussierung des Mikroskops stellt eigentlich den Arbeitsabstand ein.
Wenn die numerische Apertur (NA) des Objektivs unverändert bleibt, muss der Öffnungswinkel vergrößert werden, wenn der Arbeitsabstand verkürzt wird. Je höher die NA des Hochleistungsobjektivs, desto kleiner der Arbeitsabstand.
Spiegelhelligkeit vs. Feldhelligkeit
(1) Die Helligkeit des Spiegelbildes ist die Helligkeit des Bildes, die die Helligkeit des von den Augen beobachteten Bildes angibt. Es darf nicht dunkel, nicht blendend und nicht ermüdend sein.
(2) Die Helligkeit des Sichtfelds ist die Helligkeit des Sichtfelds unter dem Mikroskop, die von verschiedenen Faktoren wie Objektivlinse, Okular und Intensität der Lichtquelle beeinflusst wird.
Die Beziehung zwischen der Helligkeit des Spiegelbildes und anderen technischen Parametern des Mikroskops hat zwei Hauptpunkte.
(1) Die Helligkeit des Spiegelbildes ist proportional zum Quadrat der numerischen Apertur (NA). Unter gleichen Bedingungen wird die Helligkeit der Objektivlinse mit großer NA deutlich verbessert.
(2) Die Helligkeit des Spiegelbildes ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Gesamtvergrößerung. Unter gleichen Bedingungen nimmt die Vergrößerung des Okulars zu und die Helligkeit des Spiegelbildes ab.
Objektivlinse
Die Objektivlinse ist die erste abbildende optische Komponente des Mikroskops und besteht aus mehreren Linsengruppen, die miteinander verkittet sind. Die Brennweite ist die Gesamtbrennweite der Linsengruppe.
Je nach Korrektionsgrad für chromatische Aberrationen, Bildfehler, Bildfeldkrümmung etc. sowie proprietäre Eigenschaften gibt es verschiedene Arten von Objektiven: (plan)achromatische Objektive, (plan)apochromatische Objektive, Ultraplan- und Spezialobjektive, usw.
Okular
Das Okular vergrößert das reelle Bild der Objektivlinse, das ist die Vergrößerung des Zwischenbildes, das die zweite Vergrößerung ist. Der Aufbau des Okulars ist relativ einfach und besteht aus mehreren Linsen in mehreren Gruppen. Der Punkt, an dem sich die durch das Okular tretenden Lichtstrahlen oben schneiden, wird als Augenpunkt bezeichnet, der die beste Position für die bildgebende Beobachtung darstellt.
Okulare haben eine Vielzahl von Vergrößerungskonfigurationen, 10X ist die am häufigsten verwendete; 5X hat eine höhere Abbildungsreproduzierbarkeit, aber die Vergrößerung ist gering; 20X-Okulare haben die größte Vergrößerung, aber die Bildschärfe ist reduziert. Wählen Sie nach tatsächlichen Bedürfnissen.
Kondensator
Die Kondensorlinse wird verwendet, um die fehlende Lichtmenge auszugleichen, die Lichteigenschaften der Lichtquelle geeignet zu ändern, die Probe zu fokussieren und die Beleuchtung zu verbessern. Es befindet sich unter der Bühne und muss angepasst werden, wenn ein NA größer oder gleich 0.40-Objektiv verwendet wird. Es hat eine Vielzahl von Strukturen, und die Anforderungen an den Kondensor sind auch für die numerische Apertur der Objektivlinse unterschiedlich.
1. Abbe-Kondensor: Der Abbe-Kondensor besteht aus zwei Linsen, die eine bessere Lichtsammelfähigkeit haben. Wenn die Objektivlinse des gewöhnlichen Mikroskops NA größer als oder gleich 0.60 ist, ist die Korrektur der chromatischen Aberration und der sphärischen Aberration unvollständig und muss zusammen verwendet werden.
2. Achromatischer aplanatischer Kondensor: Achromatischer Kondensor besteht aus einer Reihe von Linsen, die chromatische Aberration und sphärische Aberration korrigieren und eine zufriedenstellende Abbildung erzielen können. Es ist das Beste für die Hellfeldbeobachtung, ausgestattet mit einem fortschrittlichen Mikroskop und einer Objektivlinse mit geringer Vergrößerung. Nicht zutreffend.
3. Andere Kondensoren beziehen sich auf Kondensoren, die für andere Zwecke als die oben genannten Hellfeld-Kondensatoren verwendet werden, wie z.
