Bagaimanakah resolusi mikroskop boleh dipertingkatkan?
Mikroskop adalah salah satu peralatan utama untuk menguji peralatan, dan penunjuk penting untuk menilai prestasi mikroskop ialah resolusi. Resolusi merujuk kepada keupayaan untuk membezakan dengan jelas jarak yang lebih kecil antara dua titik kecil atau dua garis. Mata manusia itu sendiri adalah mikroskop. Di bawah keadaan pencahayaan standard, resolusi mata manusia pada jarak fotopik (diiktiraf secara antarabangsa sebagai 25cm) adalah lebih kurang sama dengan 1/10mm. Untuk memerhati dua garis lurus, kerana garis lurus boleh merangsang satu siri sel saraf, resolusi mata boleh diperbaiki.
Resolusi mata manusia hanya 1/10mm, jadi mata manusia tidak boleh membezakan objek yang lebih kecil daripada 1/10mm atau jarak antara dua objek kecil yang lebih dekat daripada 1/10mm. Jadi terdapat cermin mata pembesar makroskopik mudah, mikroskop optik untuk pemerhatian mikroskopik, dan kemudian mikroskop elektron. Resolusi mikroskop ditakrifkan sebagai jarak yang lebih kecil antara dua titik kecil pada spesimen yang boleh dibezakan dengan jelas. Formula pengiraan ialah: D=0.61λ/NA
Dalam formula: D ialah resolusi (um); λ ialah panjang gelombang sumber cahaya (um); NA ialah apertur berangka bagi kanta objektif (juga dipanggil nisbah apertur kanta).
Ia boleh didapati daripada formula bahawa resolusi mikroskop ditentukan oleh panjang gelombang sumber cahaya kejadian dan apertur berangka bagi kanta objektif yang sepadan. Dari sini dapat dilihat bahawa kaedah untuk memperbaiki mikroskop optik:
1. Kurangkan panjang gelombang sumber cahaya.
Panjang gelombang cahaya nampak yang lebih pendek ialah 390nm. Jika cahaya ultraviolet dengan panjang gelombang ini digunakan sebagai sumber pencahayaan, resolusi mikroskop optik boleh dikurangkan kepada 0.2um. Walau bagaimanapun, oleh kerana kebanyakan bahan kaca biasa menyerap sejumlah besar cahaya dengan panjang gelombang di bawah 340nm, cahaya ultraungu tidak dapat membentuk imej yang jelas dan terang selepas sejumlah besar pengecilan. Oleh itu, bahan mahal seperti kuarza (yang boleh menghantar cahaya ultraviolet serendah 200nm) dan fluorit (yang boleh menghantar cahaya ultraviolet serendah 185nm) perlu digunakan, dan mikroskop cahaya ultraungu tidak boleh diperhatikan dengan mata kasar, walaupun di bawah pemerhatian sampel. Ditambah dengan kos yang tinggi, kaedah penambahbaikan resolusi mikroskop ini tidak digunakan secara meluas kerana batasannya sendiri.
2. Tingkatkan apertur berangka NA bagi kanta objektif.
Bukaan berangka NA=n*sin(u)
Dalam formula, n ialah indeks biasan medium antara kanta objektif dan spesimen; u ialah satu setengah sudut bukaan bagi kanta objektif. Oleh itu, penggunaan sudut apertur yang lebih besar dengan sewajarnya dalam reka bentuk optik atau meningkatkan indeks biasan telah menjadi kaedah biasa untuk meningkatkan resolusi mikroskop optik. Secara amnya, medium kanta objektif pembesaran rendah seperti di bawah 10X ialah udara, dengan indeks biasan 1, iaitu kanta objektif sistem kering; medium rendaman air ialah air suling, dengan indeks biasan 1.33; medium bagi kanta objektif rendaman minyak ialah minyak cedar atau minyak lutsinar lain, dengan indeks biasan purata. Pada sekitar 1.52, ia hampir dengan indeks biasan kanta dan slaid kaca, seperti kanta minyak 100X Olympus. Objektif rendaman air dan objektif rendaman minyak bukan sahaja mempunyai pembesaran tinggi, tetapi juga menggunakan media indeks biasan tinggi untuk meningkatkan resolusi kanta objektif.
