Mikrobiyolojik yağlı aynaların toplam büyütme ve çözünürlüğü arasındaki ilişki
Mikrobiyoloji araştırmalarında kullanılan mikroskopların objektif mercekleri genellikle yağlı düşük büyütmeli objektif mercekler (10 x), yüksek büyütmeli objektif mercekler (40 x) ve yağlı mercekler (10)'dir. 0 x). Üçü arasında en yüksek büyütmeye sahip olanın o olduğunu belirten "OI" (yağlı daldırma) kelimesi de bulunmaktadır. Farklı büyütme oranlarına sahip göz merceği kullanımına göre incelenen nesne 1000-1600 kat büyütülebilir. Kullanım sırasında yağlı lens ile diğer objektif lensler arasındaki fark, slayt ile objektif lens arasında hava tabakası değil, yağa daldırma sistemi adı verilen bir yağ tabakasının bulunmasıdır. Bu tür yağlar genellikle sedir yağı kullanır çünkü kırılma indisi camla aynı olan n=1.52'dir. Işık bir cam slayttan geçtiğinde, sedir yağı yoluyla kırılmadan doğrudan objektif merceğe girebilir. Cam slayt ile objektif merceği arasındaki ortam hava ise buna kuru sistem denir. Işık cam slayttan geçtiğinde kırılma nedeniyle saçılmaya maruz kalır ve objektif merceğe giren ışık miktarı açıkça azalır, bu da görüş alanının aydınlatmasını azaltır. Yağlı aynaların kullanımı yalnızca aydınlatmayı arttırmakla kalmaz, aynı zamanda bir mikroskobun büyütme verimliliği sayısal açıklığı tarafından belirlendiğinden öncelikle sayısal açıklığı da arttırır. Sayısal açıklık adı verilen açıklık, ışığın objektif merceğe yansıtıldığı maksimum açının sinüsünün yarısının (apertür açısı olarak bilinir) cam slayt ile objektif merceği arasındaki ortamın kırılma indisi ile çarpımının çarpımına karşılık gelir. . Aşağıdaki formülle ifade edilebilir: NA=nx sin , burada NA=sayısal açıklık; Ortamın N=kırılma indisi; Maksimum geliş açısının{{10}}yarısı, yani açıklık açısının yarısı. Bu nedenle, ışığın objektif merceğe yansıtıldığı açı ne kadar büyük olursa mikroskobun verimliliği de o kadar büyük olur ve bu açının büyüklüğü objektif merceğin çapı ve odak uzaklığı tarafından belirlenir. Bu arada, a'nın teorik limiti 90.. sin90.＝1'dir. Bu nedenle, ortam olarak hava kullanıldığında (n=1), sayısal açıklık 1'i aşamaz. Örneğin, ortam olarak tar kullanıldığında n artar ve sayısal açıklığı da artar. Işığın geliş açısı 120o ve sinüsünün yarısı sin6{{60}}o=0.87 ise, o zaman: ortam olarak hava kullanıldığında: Yok =1 x 0.87=0.87, ortam olarak su kullanıldığında: Yok=1.33 x 0.87=1.15, ortam olarak katran kullanıldığında: Yok =1.52 x 0.87=1.32. Bir mikroskobun çözünürlüğü, iki nokta arasındaki minimum mesafeyi ayırt etme yeteneğini ifade eder. Objektif merceğin sayısal açıklığı ile orantılıdır ve dalga boyu uzunluğu ile ters orantılıdır. Bu nedenle, objektif merceğin sayısal açıklığı ne kadar büyük olursa, ışık dalgasının dalga boyu o kadar kısa ve mikroskobun çözünürlüğü o kadar büyük olur. Test edilen nesnenin daha ince yapıları da açıkça ayırt edilebilir. Dolayısıyla yüksek çözünürlük, ayırt edilebilir mesafenin küçük olması anlamına gelir ve bu iki faktör ters orantılıdır. Bazı insanlar genellikle çözünürlüğü mikrometre veya nanometre sayısı olarak adlandırır; bu aslında çözünürlüğü minimum çözünürlük mesafesiyle karıştırır. Bir mikroskobun çözünürlüğü, çözülebilecek minimum mesafe ile temsil edilir. Ayırt edilebilecek iki nokta arasındaki minimum mesafe λ/2NA'dır. Formülde, ışık dalgasının λ=dalga boyu olup, ışık dalgasının çıplak gözle algılanabilen ortalama uzunluğu 0,55 μ m'dir. Sayısal açıklığı 0,65 olan yüksek güçlü bir objektif kullanılırsa iki nokta arasındaki mesafeyi 0,42 μ m olarak ayırt edebilir. Bununla birlikte, 0,42 μm'nin altındaki iki nokta arasındaki mesafe ayırt edilemez, daha büyük bir büyütme merceğiyle bile mikroskobun toplam büyütmesi hala ayırt edilemez. Yalnızca daha büyük sayısal açıklıklara sahip daha büyük objektif mercekler kullanılarak bunların çözünürlüğü arttırılabilir. Örneğin, sayısal açıklığı 1,25 olan bir yağlı ayna kullanıldığında, iki nokta arasında ayırt edilebilecek minimum mesafe 0,55/(2 x 1,25)=0,22 μ m'dir. Dolayısıyla toplam büyütme 960 kat olmasına rağmen 40 kat büyütmeli (NA=0.65) yüksek güçlü bir objektif ve 24 kat büyütmeli bir göz merceği kullanılırsa minimum değerin çözünürlük mesafesi yalnızca 0,42 μm'dir. 90 kat büyütülmüş yağlı ayna (NA=1.25) ve 9 kat büyütülmüş bir göz merceği kullanılırsa, toplam büyütme 810 kat olmasına rağmen 0,22 μ m'lik bir mesafe ayırt edilebilir.
