Parámetros técnicos ópticos importantes del microscopio óptico de Beijing
Durante el examen microscópico, las personas siempre esperan poder obtener imágenes ideales claras y brillantes, lo que requiere que los parámetros técnicos ópticos del microscopio alcancen ciertos estándares, y requiere que en uso, deben coordinarse de acuerdo con el propósito del examen microscópico y la situación real de la relación entre los parámetros. Solo de esta manera podemos dar un juego completo al rendimiento del microscopio y obtener resultados de examen microscópico satisfactorios.
Los parámetros técnicos ópticos del microscopio incluyen: apertura numérica, resolución, aumento, profundidad de enfoque, ancho de campo de visión, pobre cobertura, distancia de trabajo, etc. Estos parámetros no son lo más altos posible. Están interrelacionados y mutuamente restrictivos. Durante el uso, la relación entre los parámetros debe coordinarse de acuerdo con el propósito del examen microscópico y la situación real, pero la resolución debe prevalecer. .
Apertura numérica
La apertura numérica se abrevia como Na. La apertura numérica es el principal parámetro técnico de la lente objetivo y la lente del condensador, y es una señal importante para juzgar el rendimiento de los dos (especialmente para la lente objetivo). La magnitud de su valor está marcada en la carcasa de la lente objetivo y la lente del condensador, respectivamente.
La apertura numérica (NA) es el producto del seno del mitad del índice de refracción (n) del medio y el ángulo de apertura (U) entre la lente delantera del objetivo y el objeto a inspeccionar. La fórmula es la siguiente: na = nsinu / 2
El ángulo de apertura, también conocido como "ángulo de lente", es el ángulo formado por el punto de objeto en el eje óptico de la lente objetivo y el diámetro efectivo de la lente delantera de la lente objetivo. Cuanto mayor sea el ángulo de apertura, mayor es el brillo de la luz que ingresa a la lente objetivo, que es proporcional al diámetro efectivo de la lente objetivo e inversamente proporcional a la distancia focal.
Durante la observación del microscopio, si desea aumentar el valor de NA, el ángulo de apertura no se puede aumentar. La única forma es aumentar el índice de refracción n del medio. Basado en este principio, se producen la lente objetivo de inmersión del agua y la lente objetivo de inmersión de aceite. Dado que el valor del índice de refracción n del medio es mayor que 1, el valor de NA puede ser mayor que 1.
La apertura numérica máxima es 1.4, que ha alcanzado el límite tanto teórica como técnicamente. En la actualidad, el bromonaftaleno con un alto índice de refracción se usa como medio. El índice de refracción de bromonaftaleno es 1.66, por lo que el valor de NA puede ser mayor que 1.4.
Debe señalarse aquí que para dar un juego completo al papel de la apertura numérica de la lente objetivo, el valor de NA de la lente del condensador debe ser igual o ligeramente mayor que el valor de NA de la lente objetivo durante la observación.
La apertura numérica tiene una relación cercana con otros parámetros técnicos. Casi determina y afecta a otros parámetros técnicos. Es proporcional a la resolución, proporcional a la ampliación e inversamente proporcional a la profundidad de enfoque. A medida que aumenta el valor de NA, el campo de visión y la distancia de trabajo disminuirán en consecuencia.
2. Resolución
La resolución del microscopio se refiere a la distancia mínima entre dos puntos de objeto que pueden distinguirse claramente por el microscopio, también conocido como "tasa de discriminación". La fórmula de cálculo es σ = λ / na
Donde σ es la distancia de resolución mínima; λ es la longitud de onda de la luz; NA es la apertura numérica de la lente objetivo. La resolución de la lente objetivo visible está determinada por el factor NA de la lente objetivo y la longitud de onda de la fuente de luz de iluminación. Cuanto mayor sea el valor de NA y más corta es la longitud de onda de la luz de iluminación, menor es el valor σ y mayor es la resolución.
Para aumentar la resolución, es decir, para reducir el valor σ, se pueden tomar las siguientes medidas
(1) Reduzca el valor λ de longitud de onda y use una fuente de luz de longitud de onda corta.
(2) Aumente el valor de N del medio para aumentar el valor de NA (Na = Nsinu / 2).
(3) Aumente el valor de apertura U para aumentar el valor de NA.
(4) Aumente el contraste de la luz y la oscuridad.
3. Aumento y aumento efectivo
Debido a las dos magnificaciones a través del objetivo y los oculares, el aumento total γ del microscopio debe ser el producto del aumento objetivo β y el aumento del ocular γ1:
Γ = βγ1
Obviamente, en comparación con una lupa, un microscopio puede tener un aumento mucho mayor, y al cambiar el objetivo y los oculares de diferentes magnificaciones, el aumento del microscopio puede cambiarse fácilmente.
El aumento también es un parámetro importante del microscopio, pero uno no puede creer ciegamente que cuanto mayor sea el aumento, mejor. El límite de aumento del microscopio es el aumento efectivo.
La resolución y el aumento son dos conceptos diferentes pero relacionados. RELACIONADO: 500NA <γ <1000NA
Cuando la apertura numérica de la lente objetivo seleccionada no es lo suficientemente grande, es decir, la resolución no es lo suficientemente alta, el microscopio no puede distinguir la estructura fina del objeto. Incluso si el aumento aumenta en exceso, solo se pueden obtener una imagen con un gran esquema pero se pueden obtener detalles poco claros. , Llamado aumento inválido. Por el contrario, si la resolución ha cumplido con los requisitos y el aumento es insuficiente, el microscopio tiene la capacidad de resolver, pero la imagen es demasiado pequeña para ser vista claramente por el ojo humano. Por lo tanto, para dar juego completo al poder de resolución del microscopio, la abertura numérica debe coincidir razonablemente con el aumento total del microscopio.
4. Profundidad de enfoque
La profundidad de enfoque es la abreviatura de la profundidad focal, es decir, cuando se usa un microscopio, cuando el enfoque está en un objeto, no solo los puntos en el plano del punto se pueden ver claramente, sino también dentro de un cierto grosor arriba y abajo Este plano para ser claro, el grosor de esta parte clara es la profundidad de enfoque. Con una gran profundidad de enfoque, puede ver la capa completa del objeto inspeccionado, mientras que una pequeña profundidad de enfoque, solo puede ver una capa delgada del objeto inspeccionado.
(1) La profundidad de enfoque es inversamente proporcional al aumento total y la apertura numérica de la lente objetivo.
(2) La profundidad de enfoque es grande y la resolución se reduce.
Dado que la profundidad de campo de la lente objetivo de baja potencia es grande, es difícil tomar fotos con la lente objetivo de baja potencia. Se describirá en detalle al tomar fotomicrografías.
5. Diámetro del campo de vista (campo de visión)
Al observar un microscopio, el área circular brillante que ve se llama campo de visión, y su tamaño está determinado por el diafragma del campo en el ocular.
El diámetro del campo de visión, también llamado ancho del campo de visión, se refiere al rango real del objeto que se inspeccionará en el campo de visión circular visto bajo el microscopio. Cuanto mayor sea el diámetro del campo de visión, más fácil será observar.
Hay una fórmula f = fn / β
Donde F: diámetro de campo, FN: número de campo (número de campo, abreviado como FN, marcado en el exterior del barril de ocular), β: aumento objetivo
Se puede ver desde la fórmula:
(1) El diámetro del campo de visión es proporcional al número de campos de visión.
(2) Aumentar el aumento de la lente objetivo reduce el diámetro del campo de vista. Por lo tanto, si puede ver la imagen completa del objeto en Inspection en una lente de bajo aumento y cambiar a una lente objetivo de alto aumento, solo puede ver una pequeña parte del objeto en Inspection.
6. Mala cobertura
El sistema óptico del microscopio también incluye cubreobjetos. Debido a que el grosor del vidrio de la cubierta no es estándar, el camino de la luz desde el vidrio de la cubierta hacia el aire se refracta y cambia, lo que resulta en una diferencia de fase. Esta es la diferencia en la cobertura. La mala cobertura afecta la calidad del microscopio.
A nivel internacional, el grosor estándar del vidrio de cubierta es de 0.17 mm, y el rango permitido es 0.16-0.18 mm. La diferencia de fase de este rango de grosor se ha incluido en la fabricación de la lente objetivo. El valor de 0.17 en la carcasa de la lente objetivo indica el grosor del vidrio de cubierta requerido por la lente objetivo.
7. Distancia de trabajo WD
La distancia de trabajo también se llama distancia del objeto, que se refiere a la distancia entre la superficie de la lente delantera de la lente objetivo y el objeto a inspeccionar. Durante el examen microscópico, el objeto a inspeccionar debe estar entre una y dos veces la distancia focal de la lente objetivo. Por lo tanto, él y la distancia focal son dos conceptos. El ajuste de enfoque habitual en realidad es ajustar la distancia de trabajo.
En el caso de una apertura numérica fija de la lente objetivo, el ángulo de apertura corta de la distancia de trabajo es grande.
Los objetivos de alto aumento con grandes aperturas numéricas tienen una pequeña distancia de trabajo.