Belangrijke optische technische parameters van de optische microscoop van Beijing

Belangrijke optische technische parameters van de optische microscoop van Beijing

Tijdens microscopisch onderzoek hopen mensen altijd in staat te zijn om duidelijke en heldere ideale afbeeldingen te kunnen krijgen, wat vereist dat de optische technische parameters van de microscoop bepaalde normen bereiken, en dat ze in gebruik moeten worden gecoördineerd volgens het doel van het microscopisch onderzoek en de feitelijke situatie de relatie tussen de parameters. Alleen op deze manier kunnen we de prestaties van de microscoop volledig spelen en bevredigende microscopische onderzoeksresultaten verkrijgen.

De optische technische parameters van de microscoop omvatten: numerieke opening, resolutie, vergroting, focusdiepte, gezichtsveld, slechte dekking, werkafstand, enz. Deze parameters zijn niet zo hoog mogelijk. Ze zijn onderling verbonden en wederzijds beperkend. Tijdens het gebruik moet de relatie tussen de parameters worden gecoördineerd volgens het doel van het microscopische onderzoek en de feitelijke situatie, maar de resolutie moet zegevieren. .

Numerieke opening

Het numerieke opening wordt afgekort als Na. De numerieke opening is de belangrijkste technische parameter van de objectieve lens en de condensorlens, en is een belangrijk teken om de prestaties van de twee te beoordelen (vooral voor de objectieve lens). De grootte van zijn waarde is gemarkeerd op de schaal van respectievelijk de objectieve lens en condensorlens.

De numerieke opening (NA) is het product van de sinus van de helft van de brekingsindex (n) van het medium en de openinghoek (u) tussen de voorste lens van het doel en het te inspecteren object. De formule is als volgt: Na = nsinu / 2

De diafragma -hoek, ook bekend als "lenshoek", is de hoek gevormd door het objectpunt op de optische as van de objectieve lens en de effectieve diameter van de voorlens van de objectieve lens. Hoe groter de diafragmahoek, hoe groter de helderheid van het licht dat de objectieve lens binnenkomt, die evenredig is met de effectieve diameter van de objectieve lens en omgekeerd evenredig met de focale afstand.

Tijdens de observatie van de microscoop, als u de NA -waarde wilt verhogen, kan de openinghoek niet worden verhoogd. De enige manier is om de brekingsindex N van het medium te vergroten. Gebaseerd op dit principe worden de doellens van het water onderdompeling en de olie -onderdompelingslens geproduceerd. Omdat de brekingsindex n waarde van het medium groter is dan 1, kan de NA -waarde groter zijn dan 1.

Het maximale numerieke diafragma is 1.4, wat zowel theoretisch als technisch de limiet heeft bereikt. Momenteel wordt bromonaftaleen met een hoge brekingsindex gebruikt als een medium. De brekingsindex van bromonaftaleen is 1,66, dus de NA -waarde kan groter zijn dan 1,4.

Hier moet worden opgemerkt dat om de rol van de numerieke opening van de objectieve lens volledig te spelen, de NA -waarde van de condensorlens gelijk moet zijn aan of iets groter dan de NA -waarde van de objectieve lens tijdens observatie.

Het numerieke diafragma heeft een nauwe relatie met andere technische parameters. Het bepaalt en beïnvloedt bijna andere technische parameters. Het is evenredig met de resolutie, evenredig met de vergroting, en omgekeerd evenredig met de diepte van de focus. Naarmate de NA -waarde toeneemt, zal het gezichtsveldbreedte en de werkafstand dienovereenkomstig afnemen.

2. Resolutie

De resolutie van de microscoop verwijst naar de minimale afstand tussen twee objectpunten die duidelijk kunnen worden onderscheiden door de microscoop, ook bekend als "discriminatiesnelheid". De berekeningsformule is σ = λ / na

Waar σ de minimale resolutie -afstand is; λ is de golflengte van licht; NA is het numerieke diafragma van de objectieve lens. De resolutie van de zichtbare objectieve lens wordt bepaald door de NA -factor van de objectieve lens en de golflengte van de verlichtingslichtbron. Hoe groter de NA -waarde en hoe korter de golflengte van het verlichtingslicht, hoe kleiner de σ -waarde en hoe hoger de resolutie.

Om de resolutie te verhogen, dat wil zeggen om de σ -waarde te verlagen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen

(1) Verminder de golflengte λ-waarde en gebruik een lichtlengtebron met korte golflengte.

(2) Verhoog de N -waarde van het medium om de NA -waarde te verhogen (Na = Nsinu / 2).

(3) Verhoog de diafragmawaarde u om de NA -waarde te verhogen.

(4) Verhoog het contrast van licht en donker.

3. Vergroting en effectieve vergroting

Vanwege de twee vergrotingen door de objectieve en oculairs moet de totale vergroting γ van de microscoop het product zijn van de objectieve vergroting β en de vergroting van het oculair γ1:

Γ = βγ1

Vanzelfsprekend kan een microscoop vergeleken met een vergrootglas een veel hogere vergroting hebben en door de objectieve en oculairs van verschillende vergrotingen te veranderen, kan de vergroting van de microscoop gemakkelijk worden gewijzigd.

Vergroting is ook een belangrijke parameter van de microscoop, maar men kan niet blindelings geloven dat hoe hoger de vergroting, hoe beter. De limiet van microscoop vergroting is de effectieve vergroting.

Resolutie en vergroting zijn twee verschillende maar gerelateerde concepten. Gerelateerd: 500NA <γ <1000NA

Wanneer de numerieke opening van de geselecteerde objectieve lens niet groot genoeg is, dat wil zeggen dat de resolutie niet hoog genoeg is, kan de microscoop de fijne structuur van het object niet onderscheiden. Zelfs als de vergroting overmatig wordt verhoogd, kunnen alleen een afbeelding met een grote schets maar onduidelijke details worden verkregen. , Invalide vergroting genoemd. Omgekeerd, als de resolutie aan de vereisten heeft voldaan en de vergroting onvoldoende is, heeft de microscoop de mogelijkheid om op te lossen, maar het beeld is te klein om duidelijk te worden gezien door het menselijk oog. Daarom moet het numerieke diafragma redelijkerwijs worden afgestemd op de totale vergroting van de microscoop om volledig te spelen aan de oplossende kracht van de microscoop.

4. Focusdiepte

Focusdiepte is de afkorting van de focale diepte, dat wil zeggen wanneer het gebruik van een microscoop, wanneer de focus ligt op een object, niet alleen de punten op het vlak van het punt duidelijk kunnen worden gezien, maar ook binnen een bepaalde dikte boven en onder Dit vlak om duidelijk te zijn, de dikte van dit duidelijke deel is de diepte van de focus. Met een grote diepte van focus kunt u de hele laag van het geïnspecteerde object zien, terwijl u een kleine scherptediepte, u alleen een dunne laag van het geïnspecteerde object kunt zien.

(1) De focusdiepte is omgekeerd evenredig met de totale vergroting en de numerieke opening van de objectieve lens.

(2) De diepte van de focus is groot en de resolutie is verminderd.

Omdat de diepte van het veld van de lens met een laag vermogen groot is, is het moeilijk om foto's te maken met de objectieve lens met een laag vermogen. Het zal in detail worden beschreven bij het nemen van fotomicrofoto's.

5. Diameterveld (gezichtsveld)

Bij het observeren van een microscoop wordt het heldere cirkelvormige gebied dat u ziet het gezichtsveld genoemd en de grootte ervan wordt bepaald door het veldmembraan in het oculair.

De diameter van het gezichtsveld, ook wel de breedte van het gezichtsveld genoemd, verwijst naar het werkelijke bereik van het object dat moet worden geïnspecteerd in het circulaire gezichtsveld onder de microscoop. Hoe groter de diameter van het gezichtsveld, hoe gemakkelijker het is om te observeren.

Er is een formule f = fn / β

Waar F: velddiameter, FN: veldnummer (veldnummer, afgekort als FN, gemarkeerd aan de buitenkant van het oculair vat), β: objectieve vergroting

Het is te zien uit de formule:

(1) De diameter van het gezichtsveld is evenredig met het aantal gezichtsvelden.

(2) Het vergroten van de vergroting van de objectieve lens vermindert het gezichtsveld diameter. Daarom, als u het hele plaatje van het object onder inspectie bij een lens met lage vergroting kunt zien en verandert in een objectieve lens met een hoge vergroting, kunt u slechts een klein deel van het object zien onder inspectie.

6. Slechte dekking

Het optische systeem van de microscoop omvat ook dekglaasjes. Omdat de dikte van het dekglas niet standaard is, wordt het lichtpad van het dekglas in de lucht gebroken en veranderd, wat resulteert in een faseverschil. Dit is het verschil in dekking. Slechte dekking beïnvloedt de kwaliteit van de microscoop.

Internationaal is de standaarddikte van het dekglas 0,17 mm en het toegestane bereik is 0,16-0,18 mm. Het faseverschil van dit diktebereik is opgenomen bij de productie van de objectieve lens. De waarde van 0,17 op de behuizing van de objectieve lens geeft de dikte aan van het dekglas dat vereist is door de objectieve lens.

7. Werkafstand WD

De werkafstand wordt ook de objectafstand genoemd, die verwijst naar de afstand tussen het oppervlak van de voorlens van de objectieve lens en het te inspecteren object. Tijdens microscopisch onderzoek moet het te inspecteren object tussen één en twee keer de brandpuntsafstand van de objectieve lens zijn. Daarom zijn het en de brandpuntsafstand twee concepten. De gebruikelijke focusaanpassing is de werkafstand aan te passen.

In het geval van een vaste numerieke opening van de objectieve lens, is de korte diafragmahoek van de werkafstand groot.

Hoge vergrotingsdoelstellingen met grote numerieke openingen hebben een kleine werkafstand.