Mikroskop cahaya tradisional terdiri daripada beberapa bahagian
Mikroskop optik tradisional terutamanya terdiri daripada sistem optik dan struktur mekanikal sokongannya. Sistem optik termasuk kanta objektif, kanta mata dan kanta pemeluwap, semuanya adalah cermin mata pembesar rumit yang diperbuat daripada pelbagai cermin mata optik. Kanta objektif membesarkan imej spesimen, dan pembesarannya M objek ditentukan oleh formula berikut: M objek=Δ∕f' objek , di mana f' objek ialah panjang fokus kanta objektif, dan Δ boleh difahami sebagai jarak antara kanta objektif dan kanta mata. Kanta mata membesarkan imej yang dibentuk oleh kanta objektif sekali lagi, dan membentuk imej maya pada 250mm di hadapan mata manusia untuk pemerhatian. Ini adalah kedudukan pemerhatian yang paling selesa untuk kebanyakan orang. Pembesaran kanta mata M mata=250/f' mata, f' mata ialah panjang fokus kanta mata. Jumlah pembesaran mikroskop ialah hasil darab kanta objektif dan kanta mata, iaitu, M=M objek*M mata=Δ*250/f' mata *f; objek. Ia boleh dilihat bahawa mengurangkan jarak fokus kanta objektif dan kanta mata akan meningkatkan jumlah pembesaran, yang merupakan kunci untuk melihat bakteria dan mikroorganisma lain dengan mikroskop, dan ia juga merupakan perbezaan antaranya dan cermin mata pembesar biasa.
Jadi, adakah ia boleh difikirkan untuk mengurangkan f' objek f' mesh tanpa had, untuk meningkatkan pembesaran, supaya kita boleh melihat objek yang lebih halus? Jawapannya adalah tidak! Ini kerana cahaya yang digunakan untuk pengimejan pada asasnya adalah sejenis gelombang elektromagnet, maka fenomena pembelauan dan gangguan pasti akan berlaku semasa proses perambatan, sama seperti riak di permukaan air yang boleh dilihat dalam kehidupan seharian boleh beredar apabila menghadapi halangan. , dan dua tiang gelombang air boleh menguatkan satu sama lain apabila bertemu Atau melemahkan yang sama. Apabila gelombang cahaya yang dipancarkan daripada objek bercahaya berbentuk titik memasuki kanta objektif, bingkai kanta objektif menghalang perambatan cahaya, mengakibatkan pembelauan dan gangguan. Terdapat satu siri cincin cahaya dengan keamatan lemah dan beransur-ansur melemah. Kami memanggil titik terang pusat sebagai cakera Airy. Apabila dua titik pemancar cahaya berada dekat dengan jarak tertentu, kedua-dua titik cahaya akan bertindih sehingga ia tidak dapat disahkan sebagai dua titik cahaya. Rayleigh mencadangkan piawaian penghakiman, memikirkan bahawa apabila jarak antara pusat dua titik cahaya adalah sama dengan jejari cakera Airy, kedua-dua titik cahaya boleh dibezakan. Selepas pengiraan, jarak antara dua titik pemancar cahaya pada masa ini ialah e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, di mana I ialah panjang gelombang cahaya, panjang gelombang cahaya yang boleh diterima oleh mata manusia ialah kira-kira 0.4-0.7um, dan n ialah indeks biasan medium di mana titik pemancar cahaya terletak, seperti di udara, n ≈1, dalam air , n≈1.33, dan A ialah separuh daripada sudut bukaan titik pemancar cahaya kepada bingkai kanta objektif, dan NA dipanggil bukaan berangka bagi kanta objektif. Dari formula di atas dapat dilihat bahawa jarak antara dua titik yang boleh dibezakan oleh kanta objektif adalah dihadkan oleh panjang gelombang cahaya dan apertur berangka. Memandangkan panjang gelombang penglihatan mata manusia yang paling tajam ialah kira-kira 0.5um, dan sudut A tidak boleh melebihi 90 darjah, sinA sentiasa kurang daripada 1. Indeks biasan maksimum yang tersedia medium pemancar cahaya ialah kira-kira 1.5, jadi nilai e sentiasa lebih besar daripada 0.2um, iaitu jarak had minimum yang boleh dibezakan oleh mikroskop optik. Besarkan imej melalui mikroskop, jika anda ingin membesarkan jarak titik objek e yang boleh diselesaikan oleh kanta objektif dengan nilai NA tertentu yang cukup untuk diselesaikan oleh mata manusia, anda memerlukan Saya Lebih Besar daripada atau sama dengan {{26 }}.15mm, dengan {{30}}.15mm ialah nilai percubaan mata manusia Jarak minimum antara dua objek mikro yang boleh dibezakan pada 250mm di hadapan mata, jadi M Lebih besar daripada atau bersamaan dengan (0.15∕0.61 in) NA≈500N.A, untuk membuat pemerhatian tidak terlalu susah, cukup untuk menggandakan M, iaitu 500N. A Kurang daripada atau sama dengan M Kurang daripada atau sama dengan 1000N.A ialah julat pemilihan yang munasabah bagi jumlah pembesaran mikroskop. Tidak kira berapa besar jumlah pembesaran, ia tidak bermakna, kerana apertur berangka kanta objektif telah mengehadkan jarak boleh diselesaikan minimum, dan adalah mustahil untuk membezakan lebih banyak dengan meningkatkan pembesaran. Objek kecil diperincikan.
Kontras pengimejan adalah satu lagi isu utama mikroskop optik. Kontras yang dipanggil merujuk kepada kontras hitam-putih atau perbezaan warna antara bahagian bersebelahan pada permukaan imej. Sukar untuk mata manusia menilai perbezaan kecerahan di bawah 0.02. adalah sedikit lebih sensitif. Bagi sesetengah objek pemerhatian mikroskop, seperti spesimen biologi, perbezaan kecerahan antara butiran adalah sangat kecil, dan ralat reka bentuk dan pembuatan sistem optik mikroskop mengurangkan lagi kontras pengimejan dan menjadikannya sukar untuk dibezakan. Pada masa ini, butiran objek tidak dapat dilihat dengan jelas, bukan kerana jumlah pembesaran terlalu rendah , bukan juga apertur berangka kanta objektif terlalu kecil, tetapi kerana kontras satah imej terlalu rendah.
Selama bertahun-tahun, orang telah bekerja keras untuk meningkatkan resolusi dan kontras pengimejan mikroskop. Dengan kemajuan berterusan teknologi dan alatan komputer, teori dan kaedah reka bentuk optik juga terus ditambah baik. Ditambah dengan peningkatan prestasi bahan mentah, proses dan Penambahbaikan berterusan kaedah pengesanan dan inovasi kaedah pemerhatian telah menjadikan kualiti pengimejan mikroskop optik hampir kepada kesempurnaan had pembelauan. Orang ramai akan menggunakan pewarnaan spesimen, medan gelap, kontras fasa, pendarfluor, gangguan, polarisasi dan teknik pemerhatian lain untuk membuat mikroskop optik Ia boleh menyesuaikan diri dengan penyelidikan semua jenis spesimen. Walaupun mikroskop elektron, mikroskop ultrasonik dan instrumen pengimejan pembesar lain telah keluar secara berturut-turut dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dan mempunyai prestasi unggul dalam beberapa aspek, ia masih tidak tersedia dari segi murah, kemudahan, gerak hati, dan terutamanya sesuai untuk penyelidikan tentang organisma hidup. Saingan dengan mikroskop cahaya, yang masih memegang tanahnya dengan kukuh. Sebaliknya, digabungkan dengan laser, komputer, teknologi bahan baharu dan teknologi maklumat, mikroskop optik purba meremajakan dan menunjukkan daya hidup yang cergas. Mikroskop digital, mikroskop pengimbasan confocal laser, mikroskop pengimbasan medan dekat, mikroskop dua foton dan Terdapat pelbagai fungsi atau instrumen baharu yang boleh menyesuaikan diri dengan pelbagai keadaan persekitaran baharu muncul dalam aliran yang tidak berkesudahan, yang meluaskan lagi bidang aplikasi mikroskop optik. Betapa menariknya gambar mikroskopik formasi batuan yang dimuat naik dari rover Marikh! Kami boleh percaya sepenuhnya bahawa mikroskop optik akan memberi manfaat kepada manusia dengan sikap yang dikemas kini.
