Mit welchen Techniken lässt sich die Auflösung des Mikroskops erhöhen?
Eines der wichtigsten Testwerkzeuge ist das Mikroskop, und die Auflösung ist ein entscheidender Maßstab für die Beurteilung der Leistung des Werkzeugs. Unter Auflösung versteht man die Fähigkeit, aus nächster Nähe deutlich zwischen zwei Linien oder kleinen Punkten zu unterscheiden. Das Auge selbst fungiert als Mikroskop. Die Auflösung des menschlichen Auges bei einer Sehentfernung, die allgemein mit 25 cm angenommen wird, beträgt unter normalen Lichtverhältnissen etwa 1/10 mm. Da gerade Linien eine Vielzahl von Nervenzellen erregen können, kann die Auflösung der Augen beim Betrachten zweier gerader Linien erhöht werden.
Da die Auflösung des menschlichen Auges nur 1/10 mm beträgt, kann es nicht zwischen zwei extrem kleinen Objekten unterscheiden, die näher als 1/10 mm voneinander entfernt sind. Die Entwicklung des optischen Mikroskops zur mikroskopischen Untersuchung stand also an erster Stelle, gefolgt von der Entwicklung des Elektronenmikroskops. Als Mikroskopauflösung bezeichnet man den kürzesten Abstand zwischen zwei winzigen Punkten, der auf einer Probe deutlich erkennbar ist. D=0.61/NA ist seine Berechnungsformel.
In der Formel: D ist die Auflösung (um); λ ist die Wellenlänge der Lichtquelle (um); NA ist die numerische Apertur der Objektivlinse (auch Öffnungsverhältnis genannt).
Aus der Formel lässt sich ableiten, dass die Auflösung des Mikroskops von der Wellenlänge der einfallenden Lichtquelle und der numerischen Apertur des passenden Objektivs abhängt. Es ist ersichtlich, dass die Methode zur Verbesserung des optischen Mikroskops:
1. Reduzieren Sie die Wellenlänge der Lichtquelle.
Die kürzere Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt 390nm. Wenn als Beleuchtungsquelle ultraviolettes Licht dieser Wellenlänge verwendet wird, kann die Auflösung des optischen Mikroskops auf 0,2 µm reduziert werden. Da jedoch das Glas der meisten gängigen Materialien eine große Menge Licht mit einer Wellenlänge unter 340 nm absorbiert, kann das ultraviolette Licht nach einer starken Abschwächung kein klares und helles Bild erzeugen. Daher müssen teure Materialien wie Quarz (das ultraviolettes Licht von nur 200 nm durchlässt) und Fluorit (das ultraviolettes Licht von nur 185 nm durchlässt) verwendet werden, und das UV-Lichtmikroskop kann nicht mit bloßem Auge beobachtet werden , und sogar die beobachtete Probe Aufgrund der Einschränkungen des Mikroskops, gepaart mit den hohen Kosten, wird diese Methode zur Verbesserung der Auflösung des Mikroskops aufgrund ihrer eigenen Einschränkungen nicht häufig verwendet.
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. Aus Sicht des optischen Designs ist daher die geeignete Verwendung eines größeren Öffnungswinkels oder die Erhöhung des Brechungsindex eine gängige Methode zur Verbesserung der Auflösung eines optischen Mikroskops geworden. Im Allgemeinen ist das Medium einer Objektivlinse mit geringer Vergrößerung, beispielsweise unter dem 10-fachen, Luft, und ihr Brechungsindex beträgt 1, d. h. eine trockene Objektivlinse; das Medium des Eintauchens in Wasser ist destilliertes Wasser und sein Brechungsindex beträgt 1,33; Das Medium der Ölimmersionsobjektivlinse ist Zedernöl oder ein anderes transparentes Öl. Sein Brechungsindex liegt im Durchschnitt bei etwa 1,52 und liegt nahe am Brechungsindex der Linse und des Glasobjektivs, beispielsweise der 100-fachen Öllinse von Olympus. Das Wasserimmersionsobjektiv und das Ölimmersionsobjektiv bieten nicht nur eine hohe Vergrößerung, sondern verbessern durch die Verwendung von Medien mit hohem Brechungsindex auch die Auflösung des Objektivs.
