Sıradan optik mikroskobun optik yolu
1. Sıradan bir optik mikroskop, hassas bir optik alettir. Geçmişte basit mikroskoplar sadece birkaç mercekten oluşurken, günümüz mikroskopları bir takım merceklerden oluşuyor. Sıradan optik mikroskoplar genellikle nesneleri 1500-2000 kez büyütebilir. (1) Mikroskobun yapısı Sıradan optik mikroskobun yapısı iki bölüme ayrılabilir: biri mekanik cihaz, diğeri optik sistemdir. Mikroskop ancak bu iki parça iyi bir şekilde işbirliği yaptığında çalışabilir. İlk olarak, mikroskobun mekanik cihazı Mikroskobun mekanik cihazı, çerçeveyi, lens namlusunu, objektif lens dönüştürücüyü, sahneyi, itme çubuğunu, kaba vidayı, mikro vidayı ve diğer bileşenleri içerir. Braket bir taban ve bir ayna kolundan oluşur. Sahne ve mercek çerçevesi, optik büyütme sistemi bileşenlerinin kurulumunun temeli olan ona takılır.
(2) Mercek, mercek namlusunun mercek namlusuna bağlanır ve dönüştürücü tabana bağlanır ve mercek ile objektif merceği (dönüştürücünün altına takılı) arasında karanlık bir oda oluşturur. Hedefin arka kenarından namlunun ucuna kadar olan mesafeye mekanik namlu uzunluğu denir. Çünkü objektif merceğinin büyütmesi, mercek namlusunun belirli bir uzunluğu içindir. Mercek çerçevesinin uzunluğundaki değişiklikler yalnızca büyütmeyi değiştirmekle kalmaz, aynı zamanda görüntü kalitesini de etkiler. Bu nedenle, mikroskop kullanırken, lens namlusunun uzunluğu istendiğinde değiştirilemez. Uluslararası olarak, mikroskobun standart namlu uzunluğu 160 mm'ye ayarlanmıştır ve bu sayı objektif merceğin muhafazası üzerinde işaretlenmiştir.
(3) Objektif merceği değiştirici Burun merceği değiştiricisi, genellikle üç objektif merceği (düşük büyütme, yüksek büyütme, yağ merceği) olmak üzere 3 ila 4 objektif merceği ile donatılabilir. Nikon mikroskopları dört objektif lens ile donatılmıştır. Dönüştürücüyü döndürerek, mercek namlusuna gerektiği gibi herhangi bir objektif merceği bağlanabilir ve mercek namlusu üzerindeki oküler bir büyütme sistemi oluşturur.
(4) Sahnenin ortasında ışık yolu olan bir delik var. Sahne, işlevi, mikroskobik nesnenin görüş alanının tam merkezinde olması için numunenin konumunu sabitlemek veya hareket ettirmek olan yaylı numune kıskaçları ve itme çubukları ile donatılmıştır.
(5) İtici, numuneyi hareket ettiren mekanik bir cihazdır. Bir yatay ve bir dikey olmak üzere iki tahrik dişlisine sahip metal bir çerçeveden yapılmıştır. İyi bir mikroskop, çok hassas bir düzlem oluşturmak için çubuğa oyulmuş ölçeklere sahiptir. Koordinat sistemi. Test numunesinin belirli bir bölümünü tekrar tekrar gözlemlemek istiyorsanız, ilk inceleme sırasında dikey ve yatay cetvelin değerini kaydedebilir ve ardından orijinal numunenin konumunu bulmak için itme çubuğunu değere göre hareket ettirebilirsiniz.
(6) Kaba spiral, objektif namlusunu hareket ettirerek objektif ile numune arasındaki mesafeyi ayarlayan bir mekanizmadır. Eski mikroskoplarda, kaba spiral öne doğru büküldükten sonra mercek alçalarak numuneye yaklaşır. Yeni üretim mikroskoplarında mikroskopi yaparken, numuneyi hedefe yaklaştırmak için sahneyi yükseltmek için sağ elinizle sahneyi ileri çevirin ve bunun tersi de geçerlidir.
(7) Mikro hareketli vida, odak uzunluğunu kabaca ayarlamak için yalnızca kaba hareketli vidayı kullanabilir. Keskin bir görüntü elde etmek için mikro vida ile daha fazla ayar yapmanız gerekecektir. Lens silindiri, sürtünme vidasının her dönüşü için 00,1 mm (100 mikron) hareket eder. Yeni üretilen gao-end mikroskobunun kalın ve ince spiralleri eş eksenlidir. 2. Mikroskobun optik sistemi Mikroskobun optik sistemi, bir yansıtıcı, bir yoğunlaştırıcı, bir objektif mercek, bir göz merceği vb.'den oluşur. Optik sistem, nesnenin büyütülmüş bir görüntüsünü oluşturmak için nesneyi büyütür.
(1) Aynalar İlk sıradan optik mikroskoplar, nesneleri incelemek için doğal ışık kullandı ve çerçeveye bir ayna yerleştirildi. Reflektör, düz bir yüzey ve diğer üzerinde, üzerine gelen ışığı yoğunlaştırıcı merceğin merkezine yansıtabilen ve böylece numuneyi aydınlatabilen içbükey bir aynadan oluşur. Kondansatör kullanmadığınızda, içbükey ayna kullanın. İçbükey aynalar ışığı odaklar. Kondansatör kullanırken genellikle düz bir ayna kullanılır. Yeni üretilen alt mikroskop çerçevesi, bir ışık kaynağı ve akımı ayarlayarak ışık yoğunluğunu ayarlayabilen bir akım ayar vidası ile donatılmıştır.
(2) Kondenser Kondenser masanın altındadır. Bir yoğunlaştırıcı mercek, yanardöner bir açıklık ve bir kaldırma vidasından oluşur. Yoğunlaştırıcılar, aydınlık alan yoğunlaştırıcılar ve karanlık alan yoğunlaştırıcılar olarak ikiye ayrılabilir. Yaygın optik mikroskoplar, aydınlık alan kondansatörleri ile donatılmıştır. Brightfield kondansatörleri arasında Abbe kondansatörleri, aydınlanma kondansatörleri ve düşen kum kondansatörleri bulunur. Abbe yoğunlaştırıcılar, objektif sayısal açıklığı 0.6'dan yüksek olduğunda kromatik ve küresel sapmalardan muzdariptir. Qiming kondansatörleri, kromatik sapma, küresel sapma ve koma için yüksek oranda düzeltilmiştir. Aydınlık alan mikroskobu için yüksek kaliteli bir yoğunlaştırıcıdır, ancak 4x'in altındaki hedefler için uygun değildir. Kondansatörü sallamak, düşük büyütmeli objektif (4×) geniş görüş alanı aydınlatmasının ihtiyaçlarını karşılamak için kondansatörün üst merceğini ışık yolundan sallayabilir.
Kondansatör sahnenin altına kurulur ve işlevi, güçlü aydınlatma elde etmek ve nesnenin görüntüsünü parlak ve net hale getirmek için ışık kaynağından yansıyan ışığı ayna aracılığıyla numuneye odaklamaktır. Kondansatörün yüksekliği ayarlanabilir, böylece odak incelenecek nesneye düşer ve yüksek parlaklık elde edilir. Genel kondansatörün odak noktası, 1.25 mm üzerindedir ve yükselme sınırı, sahne düzleminin 0.1 mm altındadır. Bu nedenle, gerekli cam slaytın kalınlığı 0.8-1.2 mm arasında olmalıdır, aksi takdirde incelenen numune odaklanamaz ve bu da mikroskobik etkiyi etkiler. Ayrıca kondenser ön lens grubunun önünde açılıp kapanabilen, görüntünün çözünürlüğünü ve kontrastını etkileyen yanardöner bir diyafram vardır. İris açıklığı objektifin sayısal açıklığının ötesinde çok büyük açılırsa, parlama meydana gelir; diyafram çok küçük kapatılırsa, çözünürlük düşer ve kontrast artar. Bu nedenle gözlem yapılırken iris açıklığının ayarlanması ile alan diyaframı (alan diyaframlı mikroskop) görüş alanı çevresinin dış tanjantına açılır, böylece görüş alanı içinde olmayan nesneler ışık alamaz. . Aydınlatma, dağınık ışık girişimini önler.
(3) Mercek çerçevesinin ön ucundaki dönüştürücüye takılan objektif mercek, nesneyi ilk kez muayene etmek için ışık kullanır. Objektifin görüntüleme kalitesi çözünürlük üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir. Bir hedefin performansı, hedefin sayısal açıklığına bağlıdır (nümerik açıklık NA olarak kısaltılır). Her bir hedefin sayısal açıklığı, hedefin muhafazası üzerinde işaretlenmiştir. Sayısal açıklık ne kadar büyük olursa, hedefin performansı o kadar iyi olur. Farklı açılardan sınıflandırılabilecek birçok objektif lens türü vardır: Objektifin ön merceği ile incelenecek nesne arasındaki ortam farkına göre, ayrılabilir: 1. Kuru objektif lens ortam olarak hava kullanır, örneğin 4{10}× altında yaygın olarak kullanılan objektif lens gibi, sayısal açıklık 1'den azdır. ②Yağ daldırma hedefleri genellikle ortam olarak sedir yağı kullanır. Bu tür hedeflere yağ lensleri de denir. Büyütme oranı 90×-100×'dir ve sayısal açıklık değeri 1'den büyüktür. Objektif merceğin büyütmesine göre, şu şekilde ayrılabilir: ①Düşük güçlü objektif 1× anlamına gelir. -6×, NA değeri 0.04-0.15; ②Orta güç hedefi 6×-25×, NA değeri 0'dır.15-0.40; ③Yüksek güç hedefi 25 ×—63× anlamına gelir, NA değeri 0,35-0,95'tir; ④ Yağa daldırma hedefi 90×—100×, NA değeri 1,25—1,40'tır. Sapma düzeltme derecesine göre, sınıflandırma ayrılabilir: ① Renksiz objektif lens, kabuk üzerinde "Ach" ile işaretlenmiş, yaygın olarak kullanılan bir objektif lenstir, bu objektif lens, kırmızı ışık ve camgöbeği tarafından oluşturulan renk sapmalarını giderebilir. Işık. Mikroskopide genellikle Huygens göz mercekleri ile birlikte kullanılır. ②Apokromatik objektif, objektif muhafazasında "Apo" kelimesi ile işaretlenmiştir. Kırmızı, mavi ve yeşil ışığın renk sapmasını düzeltmenin yanı sıra sarı ışığın neden olduğu faz farkını da düzeltebilir. Genellikle dengeleyici göz mercekleri ile birlikte kullanılır. ③ Özel objektif lensler, belirli bir spesifik gözlem etkisi elde etmek için yukarıdaki objektif lensler temelinde üretilir. Örneğin: düzeltme halkalı objektif lens, alan diyaframlı objektif lens, faz kontrastlı objektif lens, floresan objektif lens, gerilimsiz objektif lens, kapaksız objektif lens, uzun çalışma mesafeli objektif lens vb. Günümüzde yaygın olarak kullanılan objektif lensler araştırmalar şunlardır: yarı apokromatik amaç (FL), plan hedefi (Plan), plan apokromatik hedefi (Plan Apo), süper plan hedefi (Splan, süper plan apokromatik) hedefi (Splan) Apo), vb.
(4) Mercek Merceğin işlevi, objektif lens tarafından büyütülen gerçek görüntüyü tekrar büyütmek ve nesne görüntüsünü gözlemcinin gözlerine yansıtmaktır. Merceğin yapısı objektif merceğinden daha basittir. Sıradan bir optik mikroskobun göz merceği genellikle iki mercekten oluşur. Üst merceğe "mercek" ve alt merceğe "alan merceği" denir. Üst ve alt lensler arasında veya iki lensin altında metal halka şeklinde bir diyafram veya "alan diyaframı" bulunur. Büyütme işleminden sonra, objektif merceğin ara görüntüsü alan diyaframının düzlemine düşer, böylece bir mercek mikrometresi yerleştirilebilir. Optik mikroskoplarda yaygın olarak kullanılan göz mercekleri Huygens göz mercekleridir, eğer araştırma yapmanız gerekiyorsa, genellikle dengeleyici mercekler (K), düz mercekler (P) ve geniş alan mercekleri (WF) gibi daha iyi performansa sahip mercekleri seçin. Fotoğraf çekerken bir fotoğraf merceği (NFK) kullanın.
(2) Optik mikroskop Mikroskobun büyütmesi mercek aracılığıyla yapılır ve tek bir merceğin görüntülenmesi, görüntüleme kalitesini etkileyen sapmalara sahiptir. Tek bir mercekten oluşan bir mercek grubu, daha iyi büyütmeye sahip dışbükey merceğe eşdeğerdir. Şekil 1-4, mikroskop görüntülemenin temel modudur. AB numunedir.
(3) Mikroskobun performansı. Bir mikroskobun çözünürlüğü, optik sistemin çeşitli koşullarına bağlıdır. Gözlenen nesne yüksek büyütme oranına sahip olmalı ve net olmalıdır. Bir cismin büyütme sonrasında net ve ince bir yapı gösterip gösteremeyeceği, önce objektif merceğinin performansına, ardından oküler ve kondansatörün performansına bağlıdır.
1. Sayısal açıklığa açıklık oranı (veya açıklık oranı) da denir, NA olarak kısaltılır ve değerleri objektif merceği ve yoğunlaştırıcı mercek üzerinde işaretlenir. Diyafram ve sayısal diyafram, objektif lenslerin ve kondansatörlerin ana parametreleridir ve performanslarını değerlendirmek için de önemli göstergelerdir. Sayısal açıklık, mikroskopların çeşitli özellikleriyle yakından ilişkilidir. Mikroskobun çözünürlüğü ile doğru orantılı, odak derinliği ile ters orantılıdır. Ayna görüntüsünün parlaklığının karekökü ile orantılıdır. Sayısal açıklık aşağıdaki formülle ifade edilebilir: NA=n.sin 2 burada: n——objektif merceği ile numune arasındaki orta çözünürlük ——objektif merceğin mercek açılma açısı mercek açılma açısı, objektif merceğin optik ekseninden olan mesafeyi ifade eder Üst nesne noktası tarafından yayılan ışık ile objektif merceğinin ön merceğinin etkin çapının kenarı arasındaki açı Şekil 1-5 . Lens açılma açısı her zaman 180 dereceden azdır. Havanın kırılma indisi 1 olduğundan, kuru nesnenin sayısal açıklığı her zaman 1'den küçüktür, genellikle 0.05-0.95; yağa daldırma hedefi sedir yağına batırılırsa (kırılma indisi 1.515), sayısal açıklık 1.5'e ulaşabilir. Teorik olarak sayısal açıklığın sınırı kullanılan daldırma ortamının kırılma indisine eşitken, pratikte bu sınıra lens üretim teknolojisi perspektifinden ulaşmak mümkün değildir. Genellikle pratik aralık içinde, yağa daldırma hedeflerinin en büyük sayısal açıklığı 1.4'tür. Birkaç maddenin orta kırılma indisleri şu şekildedir: hava için 1.0, su için 1.33, cam için 1.5, gliserin için 1.47 ve sedir için 1.52. Ortamın kırılma indisinin objektif merceğin optik yolu üzerindeki etkisi Şekil 1-6'de gösterilmektedir.
2. Çözünürlük D, aşağıdaki formülle ifade edilebilir: D=λ/2N.A. Görünür ışığın dalga boyu 0.4-00,7 mikron, ortalama dalga boyu ise 0.55 mikron. 0.65 sayısal açıklığa sahip bir objektif kullanılıyorsa, D {{10}}.55 mikron / 2 x 0.65=0.42 mikron . Bu, 0.42 mikrondan büyük nesnelerin gözlemlenebileceği ve 0,42 mikrondan küçük nesnelerin görülemeyeceği anlamına gelir. 1.25 sayısal açıklığa sahip bir objektif kullanılıyorsa, o zaman D=2.20 mikron. Uzunluğu bu değerden daha büyük olan incelenecek herhangi bir nesne görünür olacaktır. D değeri ne kadar küçük olursa, çözünürlüğün o kadar yüksek ve nesne görüntüsünün o kadar net olduğu görülebilir. Yukarıdaki formüle göre, çözünürlük şu şekilde geliştirilebilir: (1) dalga boyunun azaltılması; (2) kırılma indisinin arttırılması; (3) lens açısının arttırılması. Ultraviyole ışık tabanlı mikroskoplar ve elektron mikroskopları, daha küçük nesneleri incelemek için çözünürlüğü artırmak için kısa dalga boylarında ışık kullanır. Objektif merceğin çözünürlüğü görüntünün netliği ile yakından ilgilidir. Okülerlerde bu özellik yoktur. Mercek yalnızca objektif tarafından üretilen görüntüyü büyütür.
3. Büyütme: Mikroskop, nesneyi önce objektif lens * ikincil büyütme yoluyla büyütür ve mercek, parlak görüş mesafesinde ikincil büyütmeye neden olur. Büyütme, arka görüntünün orijinal nesneye hacim oranıdır. Bu nedenle, mikroskobun büyütmesi (V), objektif merceğinin büyütmesinin (V1) ve göz merceğinin büyütmesinin (V2) çarpımına eşittir, yani: V=V1×V2 Hesaplama yöntemi karşılaştırma aşağıdaki formülden elde edilebilir M= △ × D F1 F2 F1 =Objektif odak uzaklığı F2=Oküler odak uzaklığı △=Işık borusu uzunluğu D{{ 12}}Net görüş mesafesi (=250mm) △=Büyütme hedefi D=Oküler büyütme M=Mikroskop büyütme F1 F2 Ayar △=160mm F{ {20}}mm D=250mm F2=150mm Sonra M= △ × D= 160 × 250 =40×16.7=668 çarpı F1 F2 4 15
4. Odak derinliği: Örneği mikroskop altında gözlemleyin. Odak belirli bir görüntü düzleminde olduğunda, nesnenin görüntüsü nettir ve görüntü düzlemi hedef düzlemdir. Görüş alanındaki hedef yüzeye ek olarak, hedef yüzeyin üstünde ve altında bulanık nesne görüntüleri de görülebilir. Bu iki yüzey arasındaki mesafeye odak derinliği denir. Bir objektifin odak derinliği, sayısal açıklık ve büyütme ile ters orantılıdır: sayısal açıklık ve büyütme ne kadar büyükse, odak derinliği o kadar küçüktür. Bu nedenle, yağ aynasının ayarı, düşük güçlü aynanın ayarından daha dikkatli olmalıdır, aksi takdirde nesnenin kaymasına ve bulunamamasına neden olmak kolaydır.
