Apakah aplikasi utama mikroskop optik
Mikroskop optik adalah alat saintifik kuno dan muda. Sejak kelahirannya, ia mempunyai sejarah tiga ratus tahun. Mikroskop optik digunakan secara meluas, seperti dalam biologi, kimia, fizik, astronomi, dsb. Dalam sesetengah kerja penyelidikan saintifik Semuanya tidak dapat dipisahkan daripada mikroskop.
Pada masa ini, ia hampir menjadi sokongan imej sains dan teknologi. Anda hanya perlu melihat penampilannya yang kerap dalam laporan media tentang sains dan teknologi untuk melihat bahawa ini adalah benar.
Dalam biologi, makmal tidak dapat dipisahkan daripada instrumen eksperimen ini, yang boleh membantu pelajar mempelajari dunia yang tidak diketahui; untuk memahami dunia.
Hospital adalah tempat aplikasi terbesar untuk mikroskop. Ia digunakan terutamanya untuk memeriksa perubahan dalam cecair badan pesakit, bakteria yang menyerang tubuh manusia, perubahan dalam struktur sel, dsb., dan menyediakan kaedah rujukan dan pengesahan kepada doktor untuk merumuskan pelan rawatan. Dalam pembedahan mikro, mikroskop adalah satu-satunya alat doktor; dalam pertanian, pembiakan, kawalan perosak dan kerja lain tidak boleh dilakukan tanpa bantuan mikroskop; dalam pengeluaran perindustrian, pemprosesan, pemeriksaan dan pelarasan pemasangan bahagian halus, dan kajian sifat bahan adalah mungkin. Tempat untuk menunjukkan bakat mereka; penyiasat jenayah sering bergantung pada mikroskop untuk menganalisis pelbagai jenayah mikroskopik, sebagai cara penting untuk menentukan punca sebenar; jabatan perlindungan alam sekitar juga menggunakan mikroskop untuk mengesan pelbagai bahan pencemar pepejal; jurutera geologi dan perlombongan serta peninggalan budaya dan ahli arkeologi menggunakan bantuan mikroskop. Petunjuk yang ditemui oleh mikroskop boleh digunakan untuk menilai lombong bawah tanah yang dalam atau membuat kesimpulan imej sebenar sejarah berdebu; malah kehidupan seharian manusia tidak dapat dipisahkan daripada mikroskop, seperti industri kecantikan dan dandanan rambut, yang boleh menggunakan mikroskop untuk mengesan kulit, rambut dan lain-lain. Dapatkan hasil yang terbaik. Ia boleh dilihat betapa rapat mikroskop itu disepadukan dengan pengeluaran dan kehidupan manusia.
Mengikut tujuan aplikasi yang berbeza, mikroskop boleh dikelaskan secara kasar, dan terdapat empat kategori biasa: mikroskop biologi, mikroskop metalografi, mikroskop stereo, dan mikroskop polarisasi. Seperti namanya, mikroskop biologi digunakan terutamanya dalam bioperubatan, dan objek pemerhatian kebanyakannya adalah badan mikroskopik telus atau lut sinar; mikroskop metalografik digunakan terutamanya untuk memerhati permukaan objek legap, seperti struktur metalografi dan kecacatan permukaan bahan; Apabila objek diperbesarkan dan diimej, ia juga menjadikan orientasi objek dan imej relatif kepada mata manusia konsisten, dan mempunyai deria kedalaman, yang selaras dengan tabiat visual konvensional orang; mikroskop cahaya terkutub menggunakan ciri penghantaran atau pantulan bahan yang berbeza kepada cahaya terkutub untuk membezakan objek mikro yang berbeza Komponen. Di samping itu, beberapa jenis khas juga boleh dibahagikan, seperti mikroskop biologi terbalik atau mikroskop budaya, yang merupakan mikroskop biologi yang digunakan terutamanya untuk memerhati budaya melalui bahagian bawah kapal kultur; mikroskop pendarfluor menggunakan bahan tertentu untuk menyerap cahaya panjang gelombang yang lebih pendek dan Ciri-ciri memancarkan cahaya panjang gelombang yang lebih panjang, untuk mencari kewujudan bahan ini dan menentukan kandungannya; mikroskop perbandingan boleh membentuk imej bersebelahan atau bertindih bagi dua objek dalam bidang pandangan yang sama, untuk membandingkan persamaan dan perbezaan kedua-dua objek.
Mikroskop optik tradisional terutamanya terdiri daripada sistem optik dan struktur mekanikal yang menyokongnya. Sistem optik termasuk kanta objektif, kanta mata dan pemeluwap, yang merupakan cermin mata pembesar rumit yang diperbuat daripada pelbagai cermin mata optik. Kanta objektif membesarkan spesimen, dan pembesarannya M ditentukan oleh formula berikut: M objek =Δ∕f'objek , dengan 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, membentuk imej maya pada 250mm di hadapan mata orang ramai untuk pemerhatian. Ini adalah kedudukan pemerhatian yang paling selesa untuk kebanyakan orang. Pembesaran kanta mata ialah M mata=250/f' mata, f' mata ialah jarak fokus kanta mata. Jumlah pembesaran mikroskop ialah hasil darab kanta objektif dan kanta mata, iaitu, M=Mobjek*Meye=Δ*250∕f'eye*f;objek. Ia boleh dilihat bahawa mengurangkan panjang fokus kanta objektif dan kanta mata akan meningkatkan jumlah pembesaran, yang merupakan kunci untuk melihat mikroorganisma seperti bakteria dengan mikroskop, dan ia juga merupakan perbezaan antaranya dan cermin mata pembesar biasa.
Jadi, adakah boleh difikirkan untuk mengurangkan f' objek f' mesh secara tidak terhingga untuk meningkatkan pembesaran supaya kita dapat melihat objek yang lebih halus? Jawapannya adalah tidak! Ini kerana cahaya yang digunakan untuk pengimejan pada asasnya adalah gelombang elektromagnet, maka pembelauan dan gangguan pasti akan berlaku semasa proses perambatan, sama seperti riak di permukaan air yang kita lihat dalam kehidupan seharian boleh melencong apabila menghadapi halangan, dan apabila dua tiang. ombak air bertemu, mereka boleh menguatkan satu sama lain. atau lemah. Apabila gelombang cahaya yang dipancarkan dari titik objek pemancar cahaya berbentuk titik memasuki kanta objektif, bingkai kanta objektif menghalang perambatan cahaya, mengakibatkan pembelauan dan gangguan. Terdapat satu siri halo dengan keamatan lemah dan beransur lemah. 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 satu kriteria, iaitu 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 ∕n.sinA=0.61 Dalam ∕ NA , dalam formula, in ialah panjang gelombang cahaya gelombang, panjang gelombang gelombang cahaya yang boleh diterima oleh mata manusia ialah kira-kira 0.4-0.7um, n ialah indeks biasan medium di mana titik pemancar cahaya terletak, seperti dalam udara, n≈1, dalam air , n≈1.33, dan A ialah separuh daripada sudut bukaan titik bercahaya 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 terhad oleh panjang gelombang cahaya dan apertur berangka. Memandangkan panjang gelombang mata manusia paling tajam ialah kira-kira 0.5um, sudut A tidak boleh melebihi 90 darjah dan sinA sentiasa kurang daripada 1. Indeks biasan maksimum untuk medium pemancar cahaya yang tersedia ialah kira-kira 1.5, jadi nilai e sentiasa lebih besar daripada 0.2um, iaitu jarak had terkecil yang boleh diselesaikan oleh mikroskop optik. Melalui pembesaran mikroskop, jika anda ingin membesarkan jarak titik objek e yang boleh diselesaikan oleh kanta objektif dengan nilai NA tertentu yang cukup untuk dibezakan oleh mata manusia, Me Greater daripada atau sama dengan 0.15mm, di mana {{30}}.15mm ialah mata manusia yang diperoleh secara eksperimen Jarak minimum antara dua objek mikro diletakkan 250mm di hadapan mata yang boleh dibezakan, jadi M Lebih besar daripada atau sama dengan (0.15∕0.61 dalam) NA≈500N.A, untuk membuat pemerhatian tidak terlalu sukar, 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 untuk jumlah pembesaran mikroskop. Tidak kira berapa besar jumlah pembesaran, ia tidak bermakna, kerana apertur berangka kanta objektif telah mengehadkan jarak minimum yang boleh diselesaikan. Objek kecil diperincikan.
Kontras pengimejan adalah satu lagi isu utama dalam mikroskop optik. Kontras yang dipanggil ialah kontras hitam dan putih atau perbezaan warna antara bahagian bersebelahan pada permukaan imej. Sukar untuk mata manusia menilai perbezaan kecerahan di bawah 0.02. sedikit lebih sensitif. Sesetengah objek cerapan mikroskop, seperti spesimen biologi, mempunyai perbezaan yang sangat sedikit dalam kecerahan antara butiran. Di samping itu, kesilapan 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. , ia bukan kerana apertur berangka kanta objektif terlalu kecil, tetapi kerana kontras permukaan imej terlalu rendah.
Selama bertahun-tahun, orang telah bekerja keras untuk meningkatkan kuasa penyelesaian dan kontras pengimejan mikroskop. Dengan kemajuan berterusan teknologi dan alatan komputer, teori dan kaedah reka bentuk optik juga sentiasa bertambah baik. Penambahbaikan berterusan kaedah pengesanan dan inovasi kaedah pemerhatian telah menjadikan kualiti pengimejan mikroskop optik hampir kepada tahap sempurna had pembelauan. Ia boleh menyesuaikan diri dengan penyelidikan semua jenis spesimen. Walaupun alat pembesar dan pengimejan seperti mikroskop elektron dan mikroskop ultrasonik telah keluar berturut-turut dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia mempunyai prestasi yang berfaedah dalam beberapa aspek, tetapi ia masih tidak boleh murah, mudah dan intuitif, terutamanya sesuai untuk penyelidikan organisma hidup. Menyaingi mikroskop cahaya, yang masih memegang teguhnya. Sebaliknya, digabungkan dengan laser, komputer, teknologi bahan baharu dan teknologi maklumat, mikroskop optik purba meremajakan dan menunjukkan daya hidup yang kuat. Mikroskop digital, mikroskop pengimbasan confocal laser, mikroskop pengimbasan medan dekat, mikroskop dua foton dan Instrumen dengan pelbagai fungsi baharu atau boleh disesuaikan dengan pelbagai keadaan persekitaran baharu muncul dalam aliran yang tidak berkesudahan, mengembangkan lagi bidang aplikasi mikroskop optik, sebagai contoh. Betapa menariknya gambar mikroskopik formasi batuan yang dimuat naik dari rover Marikh! Kita boleh percaya sepenuhnya bahawa mikroskop optik akan memberi manfaat kepada manusia dengan sikap baru.
