Optik Mikroskobun Yedi Parametresinin Ayrıntılı Açıklaması
1. Sayısal açıklık
Sayısal açıklık NA olarak kısaltılır. Sayısal açıklık, objektif merceğin ve yoğunlaştırıcı merceğin ana teknik parametresidir ve her ikisinin de (özellikle objektif merceğin) performansını yargılamak için önemli bir semboldür. Sayısal değerinin boyutu sırasıyla objektif merceğin ve yoğunlaştırıcı merceğin kasası üzerinde işaretlenmiştir.
Sayısal açıklık (NA), objektif merceğin ön merceği ile incelenecek nesne arasındaki ortamın kırılma indisinin (n) ve açıklık açısının (u) yarısının sinüsünün ürünüdür. Formül şu şekildedir: NA=nsinu/2
"Ayna ağız açısı" olarak da bilinen açıklık açısı, objektif merceğin optik ekseni üzerindeki nesne noktası ile objektif merceğin ön merceğinin etkin çapının oluşturduğu açıdır. Açıklık açısı ne kadar büyük olursa, objektif merceğin etkin çapıyla orantılı ve odak noktasının mesafesiyle ters orantılı olan objektif merceğe giren ışık akısı o kadar büyük olur.
Mikroskopla gözlem yaparken NA değerini artırmak isterseniz açıklık açısı artırılamaz. Tek yol ortamın kırılma indisi n değerini arttırmaktır. Bu prensibe dayanarak, suya daldırmalı objektif lensler ve yağa daldırmalı objektif lensler üretilmektedir. Ortamın kırılma indeksi n değeri 1'den büyük olduğu için, NA değeri 1'den büyük olabilir.
Sayısal açıklığın maksimum değeri, hem teorik hem de teknik olarak sınıra ulaşan 1.4'tür. Şu anda, yüksek bir kırılma indeksine sahip bromonaftalen bir ortam olarak kullanılmaktadır. Bromonaftalenin kırılma indisi 1,66'dır, dolayısıyla NA değeri 1,4'ten büyük olabilir.
Objektif merceğin sayısal açıklığının rolüne tam anlamıyla yer vermek için, yoğunlaştırıcı merceğin NA değerinin, gözlem sırasında objektif merceğin NA değerine eşit veya biraz daha büyük olması gerektiğine burada işaret edilmelidir.
Sayısal açıklık, diğer teknik parametrelerle yakından ilişkilidir ve neredeyse diğer teknik parametreleri belirler ve etkiler. Çözünürlükle orantılı, büyütmeyle orantılı ve odak derinliğiyle ters orantılıdır. NA değeri arttıkça görüş alanının genişliği ve çalışma mesafesi buna bağlı olarak azalacaktır.
2. Çözünürlük
Mikroskobun çözünürlüğü, "ayrım oranı" olarak da bilinen, mikroskop tarafından açıkça ayırt edilebilen iki nesne noktası arasındaki minimum mesafeyi ifade eder. Hesaplama formülü σ=λ/NA'dır.
Formülde, σ minimum çözünürlük mesafesidir; λ, ışığın dalga boyudur; NA, objektif merceğin sayısal açıklığıdır. Görünür objektif merceğin çözünürlüğü iki faktör tarafından belirlenir: objektif merceğin NA değeri ve aydınlatma kaynağının dalga boyu. NA değeri ne kadar büyükse aydınlatma ışığının dalga boyu o kadar kısadır ve σ değeri ne kadar küçükse çözünürlük o kadar yüksektir.
Çözünürlüğü iyileştirmek, yani σ değerini azaltmak için aşağıdaki önlemler alınabilir.
(1) Dalga boyu λ değerini azaltın ve kısa dalga boylu bir ışık kaynağı kullanın.
(2) NA değerini (NA=nsinu/2) artırmak için orta n değerini artırın.
(3) NA değerini artırmak için açıklık açısı u değerini artırın.
(4) Aydınlık ve karanlık arasındaki kontrastı artırın.
3. Büyütme ve etkili büyütme
Objektif merceğin ve oküler merceğin çift büyütmesi nedeniyle, mikroskobun toplam büyütmesi Γ objektif merceği büyütmesi ile oküler büyütmesi Γ1'in çarpımı olmalıdır:
Γ= Γ1
Açıkçası, büyüteçle karşılaştırıldığında, mikroskop çok daha yüksek bir büyütmeye sahip olabilir ve mikroskobun büyütmesi, farklı büyütme oranlarına sahip objektif lensler ve okülerler değiştirilerek kolayca değiştirilebilir.
Büyütme aynı zamanda mikroskobun önemli bir parametresidir, ancak büyütme ne kadar yüksekse o kadar iyi olduğuna körü körüne inanılamaz. Mikroskop büyütmesinin sınırı etkin büyütmedir.
Çözünürlük ve büyütme iki farklı fakat birbiriyle ilişkili kavramlardır. İlişkisel formül: 500NA<>
Seçilen objektif merceğin sayısal açıklığı yeterince büyük olmadığında, yani çözünürlüğü yeterince yüksek olmadığında, mikroskop cismin ince yapısını ayırt edemez. Bu sırada, büyütme aşırı artırılsa bile, elde edilen görüntü ancak ana hatları büyük ancak ayrıntıları net olmayan bir görüntü olabilir. , geçersiz büyütme olarak adlandırılır. Tersine, çözünürlük gereksinimleri karşılıyorsa ancak büyütme yetersizse, mikroskop çözme yeteneğine sahiptir, ancak görüntü hala insan gözü tarafından net bir şekilde görülemeyecek kadar küçüktür. Bu nedenle, mikroskobun çözme gücüne tam anlamıyla yer vermek için sayısal açıklık, mikroskobun toplam büyütmesiyle makul bir şekilde eşleştirilmelidir.
4. Odak derinliği
Odak derinliği, odak derinliğinin kısaltmasıdır, yani mikroskop kullanıldığında odak belirli bir nesne üzerinde olduğunda, sadece bu noktanın düzlemindeki tüm noktalar net olarak görülemez, yukarıda belirli bir kalınlık içinde de görülebilir. ve düzlemin altında, Açık olmak gerekirse, bu net parçanın kalınlığı odak derinliğidir. Odak derinliği büyükse incelenen nesnenin tüm katmanını görebilirsiniz, odak derinliği küçükse incelenen nesnenin yalnızca ince bir katmanını görebilirsiniz. Odak derinliği, diğer teknik parametrelerle aşağıdaki ilişkiye sahiptir:
(1) Odak derinliği, toplam büyütme ve objektif merceğin sayısal açıklığı ile ters orantılıdır.
the
(2) Odak derinliği fazladır ve çözünürlük azalır.
Düşük büyütmeli objektif merceğin geniş alan derinliği nedeniyle, düşük büyütmeli objektif merceğiyle fotoğraf çekmek zordur. Bu, fotomikrograflarda daha ayrıntılı olarak açıklanacaktır.
5. Görüş alanı çapı (FieldOfView)
Mikroskobu gözlemlerken görülen parlak dairesel alana görüş alanı denir ve boyutunu okülerdeki alan diyaframı belirler.
Görüş alanının çapı aynı zamanda görüş alanının genişliği olarak da adlandırılır; bu, incelenen nesnenin mikroskop altında görülen dairesel görüş alanına yerleştirilebilecek gerçek aralığını ifade eder. Görüş alanının çapı ne kadar büyük olursa, gözlemlenmesi o kadar kolay olur.
F=FN/ formülü vardır.
Formülde, F: alan çapı, FN: alan numarası (FieldNumber, FN olarak kısaltılır, oküler silindirinin dışında işaretlenir), : objektif lens büyütmesi.
Formülden görülebilir:
(1) Görüş alanının çapı, görüş alanı sayısıyla orantılıdır.
the
(2) Objektif merceğin katını artırmak, görüş alanının çapını azaltır. Bu nedenle, incelenen nesnenin tüm resmini düşük güçlü merceğin altında görebilir ve yüksek güçlü objektif merceğine geçerseniz, incelenen nesnenin yalnızca küçük bir bölümünü görebilirsiniz.
6. Yetersiz kapsam
Mikroskobun optik sistemi ayrıca kapak camını da içerir. Kapak camının standart olmayan kalınlığı nedeniyle, ışığın kapak camından havaya girdikten sonra optik yolu değişir ve bu da yetersiz kapsama olan bir faz farkına neden olur. Zayıf kapsama alanı, mikroskobun ses kalitesini etkiler.
Uluslararası düzenlemelere göre, kapak camının standart kalınlığı {{0}},17 mm'dir ve izin verilen aralık 0,16-0,18 mm'dir. Bu kalınlık aralığının faz farkı, objektif merceğin imalatında dikkate alınmıştır. Objektif merceği yuvasında işaretlenen 0,17, objektif merceğin gerektirdiği koruyucu camın kalınlığını gösterir.
7. Çalışma mesafesi WD
Çalışma mesafesi, objektif merceğin ön merceğinin yüzeyinden incelenecek nesneye olan mesafeyi ifade eden nesne mesafesi olarak da adlandırılır. Mikroskop incelemesi sırasında, incelenecek nesne objektif merceğin odak uzunluğunun bir ila iki katı arasında olmalıdır. Bu nedenle, o ve odak uzaklığı iki kavramdır. Genelde odaklama denilen şey aslında çalışma mesafesini ayarlamaktır.
Objektif merceğin sayısal açıklığı sabit olduğunda, çalışma mesafesi daha kısa olduğunda açıklık açısı daha büyüktür.
Büyük bir sayısal açıklığa sahip yüksek güçlü bir objektif lens, küçük bir çalışma mesafesine sahiptir.
