Mikroskobun çözünürlüğü nasıl artırılır?
Mikroskoplar, test ekipmanlarının ana ekipmanlarından biridir ve mikroskopların performansını değerlendirmede önemli gösterge çözünürlüktür. Çözünürlük, iki küçük noktayı veya iki çizgi arasındaki daha küçük mesafeyi net bir şekilde ayırt etme yeteneğini ifade eder. İnsan gözünün kendisi bir mikroskoptur ve standart aydınlatma koşullarında insan gözünün parlak mesafedeki (uluslararası olarak 25cm olarak kabul edilmektedir) çözünürlüğü yaklaşık 1/10 mm'dir. İki düz çizgiyi gözlemlemek için, bir dizi sinir hücresinin uyarılmasıyla gözün çözünürlüğü artırılabilir.
İnsan gözünün çözünürlüğü yalnızca 1/10 mm'dir, dolayısıyla 1/10 mm'den küçük nesneler veya 1/10 mm'den daha yakın iki küçük nesne arasındaki mesafe insan gözüyle ayırt edilemez. Böylece basit makroskobik büyütücülerden mikroskobik gözlem optik mikroskoplarına ve ardından elektron mikroskoplarına geçiş oldu. Bir mikroskobun çözünürlük tanımı, bir numune üzerinde açıkça ayırt edilebilen iki küçük nokta arasındaki daha küçük mesafeyi ifade eder.
Hesaplama formülü şöyledir: D=0.61 λ／ NA
Formülde D, çözünürlüğü (um) temsil eder; λ Işık kaynağının dalga boyudur (um); NA, objektif merceğin sayısal açıklığıdır (açıklık oranı olarak da bilinir).
Formüle göre mikroskobun çözünürlüğü, gelen ışık kaynağının dalga boyuna ve eşleşen hedefin sayısal açıklığına bağlıdır. Buradan optik mikroskopları geliştirmeye yönelik yöntemlerin şunlar olduğu görülebilir:
1. Işık kaynağının dalga boyunu azaltın.
Görünür ışığın dalga boyu 390nm'dir. Bu dalga boyundaki ultraviyole ışık aydınlatma ışık kaynağı olarak kullanılırsa optik mikroskobun çözünürlüğü 0,2um'a düşürülebilir. Ancak sıradan cam malzemelerin çoğunun dalga boyu 340 nm'nin altında olan büyük miktarda ışığı absorbe etmesi nedeniyle, ultraviyole ışık önemli bir zayıflamadan sonra net ve parlak görüntüler oluşturamaz. Bu nedenle kuvars (200 nm'ye kadar ultraviyole ışık iletebilen) ve florit (185 nm'ye kadar ultraviyole ışık iletebilen) gibi pahalı malzemelerin kullanılması gerekmektedir. Üstelik ultraviyole mikroskoplar çıplak gözle gözlemlenemez ve hatta gözlemlenen örneklerle sınırlıdır ve pahalı maliyetlerle birleşir. Bu nedenle, mikroskop çözünürlüğünü iyileştirmeye yönelik bu yöntem, kendi sınırlamaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır.
2. Objektif merceğin NA sayısal açıklığını artırın
Sayısal açıklık NA=n * sin (u)
Formülde n, objektif mercek ile numune arasındaki ortamın kırılma indisidir; U, objektif merceğin yarı açıklık açısıdır. Bu nedenle, optik tasarımda daha büyük bir açıklık açısının kullanılması veya kırılma indisinin arttırılması, optik mikroskopların çözünürlüğünü iyileştirmek için yaygın bir yöntem haline gelmiştir. Genel olarak, 10X'in altındaki düşük büyütmeli lensler, ortam olarak havayı kullanır ve kuru tip bir objektif olan 1 kırılma indisine sahiptir; Suya daldırma ortamı, kırılma indeksi 1,33 olan damıtılmış sudur; Yağa batırılmış objektif ortamı, Olympus'un 100X yağlı merceği gibi lenslerin ve cam slaytların kırılma indeksine yakın olan, genellikle 1,52 civarında bir kırılma indisine sahip olan katran veya diğer şeffaf yağdır. Suya daldırma lensleri ve yağa batırma lensleri yalnızca yüksek büyütmeye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek kırılma indeksi ortamının kullanımı nedeniyle objektifin çözünürlüğünü de geliştirir.
