Mikroskopların Dört Optik Prensibi
1, Kırılma ve kırılma indisi
Işık, homojen izotropik bir ortamda iki nokta arasında düz bir çizgide yayılır. Farklı yoğunluktaki şeffaf nesnelerden geçerken ışığın farklı ortamlarda farklı yayılma hızlarından dolayı kırılma meydana gelir. Şeffaf bir cismin (cam gibi) yüzeyine dik olmayan ışık ışınları hava tarafından yayınlandığında, ışık ışınlarının arayüzünde yönü değişir ve normalle bir kırılma açısı oluşturur.
2, Lenslerin performansı
Lensler, mikroskobun optik sistemini oluşturan en temel optik bileşenlerdir. Objektif, göz merceği ve yoğunlaştırıcı bileşenlerin tümü tek veya çoklu merceklerden oluşur. Farklı şekillerine göre iki kategoriye ayrılabilirler: dışbükey mercekler (pozitif mercekler) ve içbükey mercekler (negatif mercekler). Optik eksene paralel bir ışık demeti, dışbükey bir mercek boyunca bir noktada kesiştiğinde, bu noktaya odak düzlemi, kesişme noktasından geçen ve optik eksene dik olan düzleme odak düzlemi adı verilir. İki odak noktası vardır; nesne uzayındaki odak noktasına "nesne odak noktası" adı verilir ve o noktadaki odak düzlemine "nesne odak düzlemi" adı verilir; Aksine, görüntü uzayındaki odak noktasına "görüntü odak noktası", o noktadaki odak düzlemine ise "görüntü odak düzlemi" adı verilir. Işık, içbükey bir mercekten geçtikten sonra dik bir sanal görüntü oluştururken, dışbükey bir mercek dik bir gerçek görüntü oluşturur. Gerçek görüntüler ekranda görüntülenebilirken sanal görüntüler görüntülenemez.
3, Görüntülemeyi etkileyen anahtar faktör - sapma
Objektif koşullar nedeniyle hiçbir optik sistem teorik olarak ideal görüntüler üretemez ve çeşitli sapmaların varlığı görüntüleme kalitesini etkiler. Aşağıda çeşitli sapmalara kısa bir giriş bulunmaktadır.
1. Renk farkı, ışık kaynağı olarak birden fazla renkteki ışığın kullanılması ve tek renkli ışığın renk farkı oluşturmaması durumunda ortaya çıkan, lens görüntülemede ciddi bir kusurdur. Beyaz ışık yedi türden oluşur: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mavi ve mor. Her ışık türünün dalga boyu farklıdır, dolayısıyla mercekten geçerken kırılma indisi de farklıdır. Bu sayede nesne tarafındaki bir nokta, görüntü tarafında renkli bir nokta oluşturabilir. Optik sistemlerin temel işlevi renk sapmalarını ortadan kaldırmaktır.
Renk farkı genellikle konumsal renk farklılığını ve büyütme renk farkını içerir. Konumsal renk farkı, görüntüde herhangi bir konumda gözlemlendiğinde noktalar veya haleler oluşmasına neden olarak görüntüyü bulanıklaştırır. Büyütmedeki renk sapması da görüntünün renkli kenarlara sahip olmasına neden olur.
2. Küresel sapma, merceğin küresel yüzeyinin neden olduğu eksen üzerindeki noktaların tek renkli sapmasını ifade eder. Küresel sapmanın sonucu, bir noktanın görüntülenmesinden sonra artık parlak bir nokta değil, orta kenarları giderek bulanıklaşan parlak bir nokta haline gelmesidir, bu da görüntüleme kalitesini etkiler.
Küresel sapmanın düzeltilmesi genellikle mercek kombinasyonları kullanılarak sağlanır. Dışbükey ve içbükey merceklerin küresel sapması zıt olduğundan, dışbükey ve içbükey merceklerin farklı malzemeleri seçilebilir ve bunu ortadan kaldırmak için birbirine yapıştırılabilir. Eski model mikroskoptaki objektif merceğin küresel sapması tamamen düzeltilmemiştir ve düzeltme etkisini elde etmek için ilgili telafi edici göz merceği ile eşleştirilmelidir. Genel yeni mikroskopların küresel sapması, objektif mercek tarafından tamamen ortadan kaldırılır.
3. Huixia Huixia, eksen dışı noktaların tek renkli sapmasına aittir. Eksen dışı bir nesne geniş açıklıklı bir ışınla görüntülendiğinde, yayılan ışın mercekten geçer ve artık bir noktada kesişmez. Bir ışık noktasının görüntüsü, kuyruklu yıldıza benzeyen nokta benzeri bir şekil oluşturacağından "koma" adı verilir.
4. Astigmatlık aynı zamanda netliği etkileyen eksen dışı monokromatik bir sapmadır. Görüş alanı geniş olduğunda kenardaki nesne noktaları optik eksenden uzakta olur ve ışın çok fazla eğilerek mercekten geçtikten sonra astigmatizmaya neden olur. Astigmatizma, görüntüleme sonrasında orijinal nesne noktasının, eliptik bir nokta oluşturacak şekilde ideal görüntü düzleminde birleştirilen iki ayrı ve birbirine dik kısa çizgi haline gelmesine neden olur. Astigmatizma, karmaşık mercek kombinasyonları sayesinde ortadan kaldırılır.
5. "Görüntü alanı eğriliği" olarak da bilinen alan eğriliği. Mercekte alan eğriliği olduğunda ışının tamamının kesişme noktası ideal görüntü noktasıyla örtüşmez. Belirli her noktada net görüntüler elde edilebilse de görüntü düzleminin tamamı kavisli bir yüzeydir. Bu durum mikroskobik inceleme sırasında görüntü yüzeyinin tamamının net olarak görülmesini zorlaştırmakta, gözlem ve fotoğraf çekimini zorlaştırmaktadır. Bu nedenle, mikroskopların incelenmesinde kullanılan objektif lensler genellikle alan eğriliğini düzeltmiş olan düz alan objektifleridir.
6. Alan distorsiyonu dışında daha önce bahsedilen çeşitli sapmaların tümü görüntünün netliğini etkiler. Bozulma, ışının eşmerkezliliğinin tehlikeye atılmadığı başka bir sapma türüdür. Dolayısıyla görüntünün netliğini etkilemez ancak orijinal nesneye göre şeklinin bozulmasına neden olur.
