วิธีการดูกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

วิธีการดูกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นผลมาจากกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุและกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา ตัวอย่างเช่น หากเลนส์ใกล้วัตถุคือ 10x และเลนส์ใกล้ตาคือ 10x กำลังขยายคือ 10x10=100

วัตถุประสงค์ประการหนึ่ง:

1. การจำแนกประเภทของเลนส์ใกล้วัตถุ:

เลนส์ใกล้วัตถุสามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุแบบแห้งและเลนส์ใกล้วัตถุแบบแช่ของเหลวตามเงื่อนไขการใช้งานที่แตกต่างกัน ในบรรดาเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่ของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำและเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำมัน (กำลังขยายที่ใช้โดยทั่วไปคือ 90-100 เท่า)

ตามกำลังขยายที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ (ต่ำกว่า 10 เท่า) เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายปานกลาง (ประมาณ 20 เท่า) และเลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง (40-65 เท่า)

ตามสถานการณ์การแก้ไขความคลาดเคลื่อน จะแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสี (เลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้กันทั่วไปซึ่งสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสีสองสีในสเปกตรัม) และเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสี (เลนส์ใกล้วัตถุที่สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนสีของแสงสามสีใน คลื่นความถี่แพงและใช้น้อย)

2. พารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุ:

พารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุประกอบด้วย: กำลังขยาย ตัวเลขรูรับแสง และระยะการทำงาน

① กำลังขยายหมายถึงอัตราส่วนของขนาดของภาพที่ตามองเห็นต่อขนาดของชิ้นงานที่สอดคล้องกัน มันหมายถึงอัตราส่วนของความยาวมากกว่าอัตราส่วนของพื้นที่ ตัวอย่าง: กำลังขยาย 100x ซึ่งหมายความว่าความยาวของชิ้นงานคือ 1 μm ความยาวของภาพที่ขยายคือ 100 μm หากคำนวณตามพื้นที่ จะมีการขยาย 10,000 เท่า

กำลังขยายทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์เท่ากับผลคูณของกำลังขยายของวัตถุและเลนส์ใกล้ตา

②. รูรับแสงที่เป็นตัวเลขเรียกอีกอย่างว่าอัตราส่วนของเลนส์ ซึ่งเรียกโดยย่อว่า NA หรือ A ซึ่งเป็นพารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุและคอนเดนเซอร์ และเป็นสัดส่วนกับกำลังการแยกส่วนของกล้องจุลทรรศน์ วัตถุแห้งมีค่ารูรับแสงเป็นตัวเลข 0.05-0.95 และวัตถุประสงค์ในการแช่น้ำมัน (น้ำมันซีดาร์) มีตัวเลขรูรับแสงเท่ากับ 1.25

③. ระยะการทำงานหมายถึงระยะห่างจากด้านล่างของเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุถึงด้านบนของกระจกครอบของชิ้นงานทดสอบเมื่อชิ้นงานที่สังเกตได้มีความชัดเจนที่สุด ระยะการทำงานของเลนส์ใกล้วัตถุสัมพันธ์กับทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ ยิ่งทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุยาวเท่าใด กำลังขยายก็จะยิ่งต่ำลง และระยะการทำงานก็จะยิ่งยาวขึ้นเท่านั้น ตัวอย่าง: เลนส์ใกล้วัตถุ 10x มีเครื่องหมาย 10/0.25 และ 160/0.17 ซึ่ง 10 คือกำลังขยาย ของเลนส์ใกล้วัตถุ 0.25 คือรูรับแสงตัวเลข 160 คือความยาวของกระบอกเลนส์ (หน่วย มม.); 0.17 คือความหนามาตรฐานของกระจกครอบ (หน่วย มม.) ) ระยะการทำงานที่มีประสิทธิภาพของวัตถุประสงค์ 10x คือ 6.5 มม. และระยะการทำงานที่มีประสิทธิภาพของวัตถุประสงค์ 40x คือ 0.48 มม.

3. หน้าที่ของเลนส์ใกล้วัตถุคือขยายชิ้นงานเป็นครั้งแรก เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กำหนดประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์ - ระดับความละเอียด

ความละเอียดเรียกอีกอย่างว่าความละเอียดหรือความละเอียด ขนาดของความละเอียดแสดงด้วยค่าของระยะทางความละเอียด (ระยะทางต่ำสุดระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่สามารถแก้ไขได้) ที่ระยะถ่ายภาพ (25 ซม.) สายตาปกติของมนุษย์สามารถมองเห็นจุดวัตถุสองจุดที่ห่างกัน 0.073 มม. ได้อย่างชัดเจน ค่า 0.073 มม. คือระยะความละเอียดของสายตาคนปกติ ยิ่งระยะความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์มีขนาดเล็กลง ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ก็จะยิ่งสูงขึ้น ซึ่งหมายถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ถูกกำหนดโดยความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ และความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุถูกกำหนดโดยตัวเลขรูรับแสงและความยาวคลื่นของแสงส่องสว่าง

เมื่อใช้วิธีการส่องสว่างส่วนกลางแบบธรรมดา (วิธีการส่องสว่างด้วยภาพถ่ายที่ทำให้แสงผ่านชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอ) ระยะความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์คือ d=0.61λ/NA

โดยที่ d คือระยะความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ หน่วยเป็น nm

λ——ความยาวคลื่นของแสงส่องสว่าง หน่วยเป็น nm

NA - รูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ

ตัวอย่างเช่น ตัวเลขรูรับแสงของวัตถุประสงค์ในการจุ่มน้ำมันคือ 1.25 ช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นคือ 400-700nm และความยาวคลื่นเฉลี่ยคือ 550 nm จากนั้น d=270 nm ซึ่ง มีความยาวคลื่นประมาณครึ่งหนึ่งของแสงส่องสว่าง โดยทั่วไป ขีดจำกัดของความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ที่มีการส่องสว่างด้วยแสงที่มองเห็นได้คือ 0.2 μm

(2) เลนส์ใกล้ตา

เนื่องจากอยู่ใกล้ตาของผู้สังเกตการณ์ จึงเรียกอีกอย่างว่าช่องมองภาพ ติดตั้งที่ปลายด้านบนของกระบอกเลนส์

1. โครงสร้างช่องมองภาพ

โดยปกติแล้วเลนส์ใกล้ตาจะประกอบด้วยเลนส์บนและล่างสองชุด เลนส์บนเรียกว่าเลนส์ตา และเลนส์ล่างเรียกว่าเลนส์บรรจบกันหรือเลนส์สนาม มีการติดตั้งไดอะแฟรมระหว่างเลนส์ด้านบนและด้านล่างหรือใต้เลนส์ฟิลด์ (ขนาดของไดอะแฟรมจะเป็นตัวกำหนดขนาดของขอบเขตการมองเห็น) เนื่องจากชิ้นงานถูกถ่ายภาพบนพื้นผิวไดอะแฟรมเท่านั้น เส้นผมชิ้นเล็กๆ สามารถติดกาวบนไดอะแฟรมนี้ได้ เป็นตัวชี้ชี้เป้าหมายของลักษณะเฉพาะ นอกจากนี้ยังสามารถวางไมโครมิเตอร์ช่องมองภาพเพื่อวัดขนาดของชิ้นงานที่สังเกตได้

ยิ่งความยาวของเลนส์ใกล้ตาสั้นเท่าไร กำลังขยายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (เนื่องจากกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาจะแปรผกผันกับความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา)

2. บทบาทของแว่นสายตา

เป็นการขยายภาพจริงที่ขยายด้วยเลนส์ใกล้วัตถุให้ใหญ่ขึ้นอีกจนสามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนจนสายตามนุษย์แยกแยะได้ง่าย กำลังขยายช่องมองภาพที่ใช้กันทั่วไปคือ 5-16 เท่า

3. ความสัมพันธ์ระหว่างเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ

โครงสร้างละเอียดที่เลนส์ใกล้วัตถุได้แก้ไขให้ชัดเจนแล้ว หากไม่ขยายใหม่ด้วยเลนส์ใกล้ตาและมีขนาดไม่ถึงขนาดที่ตามนุษย์แยกแยะได้ ก็จะมองเห็นไม่ชัดเจน แต่โครงสร้างละเอียดที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้ด้วยเลนส์ใกล้วัตถุ แม้ว่าจะถูกขยายอีกครั้งด้วยเลนส์ใกล้ตากำลังสูง แต่ก็ยังไม่ชัดเจน ดังนั้นเลนส์ใกล้ตาจึงขยายได้เท่านั้น และจะไม่ปรับปรุงความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ ในบางครั้ง แม้ว่าเลนส์ใกล้วัตถุจะสามารถแยกแยะจุดวัตถุสองจุดที่อยู่ใกล้กันได้ แต่ก็ยังมองเห็นไม่ชัดเจน เนื่องจากระยะห่างระหว่างภาพของจุดวัตถุทั้งสองนี้น้อยกว่าระยะโฟกัสของตา ดังนั้น เลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุจึงสัมพันธ์กันและจำกัดซึ่งกันและกัน