Mikroskop çözünürlüğünü iyileştirme yöntemleri
Mikroskop ana tespit ekipmanlarından biridir ve çözünürlük, mikroskobun performansını değerlendirmek için önemli bir endekstir. Çözünürlük, iki nokta veya iki çizgi arasındaki daha küçük mesafeyi açıkça ayırt edebilmeyi ifade eder. İnsan gözünün kendisi bir mikroskoptur. Standart aydınlatma koşullarında insan gözünün görünür mesafedeki (uluslararası olarak 25 cm olarak kabul edilmektedir) çözünürlüğü yaklaşık 1/10 mm'dir. İki düz çizgiyi gözlemlemek için gözlerin çözünürlüğü iyileştirilebilir çünkü düz çizgiler bir dizi sinir hücresini uyarabilir.
İnsan gözünün çözünürlüğü yalnızca 1/10 mm'dir, dolayısıyla insan gözü 1/10 mm'den küçük bir nesne veya 1/10 mm'den daha yakın iki küçük nesne arasındaki mesafeyi ayırt edemez. Bu nedenle, basit bir makro büyüteçten mikroskobik gözlem için optik mikroskoba ve ardından bir elektron mikroskobu ortaya çıktı. Mikroskop çözünürlüğünün tanımı, numune üzerinde açıkça ayırt edilebilen iki küçük nokta arasındaki küçük mesafeyi ifade eder. Hesaplama formülü şu şekildedir: d=0.61λ/na.
Burada: d çözünürlüktür (um); λ ışık kaynağının dalga boyudur (um); NA, objektif merceğin sayısal açıklığıdır (açıklık oranı da denir).
Formüle göre mikroskobun çözünürlüğü, gelen ışık kaynağının dalga boyuna ve eşleşen objektif merceğin sayısal açıklığına bağlıdır. Bu nedenle optik mikroskobu iyileştirme yöntemleri şunlardır:
1. Işık kaynağının dalga boyunu azaltın.
Görünür ışığın daha kısa dalga boyu 390nm'dir. Bu dalga boyundaki ultraviyole ışık aydınlatma kaynağı olarak kullanılırsa optik mikroskobun çözünürlüğü 0,2um'a kadar düşürülebilir. Bununla birlikte, sıradan cam malzemelerin çoğu, dalga boyu 340 nm'nin altında olan büyük miktarda ışığı emeceğinden, ultraviyole ışık, büyük miktarda zayıflamanın ardından net ve parlak bir görüntü oluşturamaz. Bu nedenle Shi Ying (200 nm kadar düşük ultraviyole ışık iletebilen) ve fluorspar (185 nm kadar düşük ultraviyole ışık iletebilen) gibi pahalı malzemelerin kullanılması gerekir ve ultraviyole mikroskobu çıplak gözle gözlemlenemez. Gözlemlenen örneklerle bile sınırlı olması, artı pahalı maliyeti, dolayısıyla mikroskobun çözünürlüğünü artırmanın bu yolu, kendi sınırlamaları nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır.
2. Objektif merceğin NA sayısal açıklığını artırın.
Sayısal açıklık NA=n*sin(u)
Burada n, objektif lens ile numune arasındaki ortamın kırılma indisidir; U, objektif merceğin yarı açıklık açısıdır. Bu nedenle, optik tasarımda daha büyük bir açıklık açısı benimseyerek veya kırılma indisini artırarak optik mikroskobun çözünürlüğünü geliştirmek yaygın bir yöntemdir. Genel olarak, 10X'in altı gibi düşük güçlü bir objektif merceğin ortamı, kırılma indisi 1 olan havadır, yani kuru bir objektif merceğidir; Daldırma ortamı, kırılma indeksi 1,33 olan damıtılmış sudur; Yağa batırılmış objektif merceğin ortamı kokulu katran veya diğer şeffaf yağdır ve kırılma indeksi genellikle 1.52 civarındadır; bu, Olympus'un 100X yağlı aynası gibi mercek ve slaytın kırılma indeksine yakındır. Suya daldırma objektif merceği ve yağa daldırma objektif merceği yalnızca yüksek büyütme oranına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek kırılma indisine sahip ortam nedeniyle objektif merceğin çözünürlüğünü de artırır.
