อิทธิพลต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์

อิทธิพลต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์

1. ความแตกต่างของสี

ความคลาดเคลื่อนของสีเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงของการถ่ายภาพด้วยเลนส์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแสงหลายสีเป็นแหล่งกำเนิดแสง และแสงสีเดียวไม่ก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนของสี แสงสีขาวประกอบด้วยสีแดง ส้ม เหลือง เขียว ฟ้า น้ำเงิน และม่วงเจ็ดชนิด ความยาวคลื่นของแสงต่างๆ แตกต่างกัน ดังนั้นดัชนีการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์จึงแตกต่างกันด้วย ด้วยวิธีนี้ จุดบนด้านวัตถุอาจก่อตัวเป็นจุดสีบนด้านภาพ

ความคลาดเคลื่อนของสีโดยทั่วไปรวมถึงความคลาดเคลื่อนของสีตามตำแหน่งและความคลาดเคลื่อนของสีในการขยาย ความคลาดเคลื่อนของสีตามตำแหน่งทำให้ภาพดูเบลอและเบลอในทุกตำแหน่ง การขยายความคลาดเคลื่อนของสีทำให้ภาพมีขอบสี

2. ความผิดปกติของลูกบอล

ความคลาดเคลื่อนทรงกลมคือความแตกต่างของเฟสสีเดียวของจุดบนแกนเนื่องจากพื้นผิวทรงกลมของเลนส์ ผลลัพธ์ของความคลาดเคลื่อนทรงกลมคือหลังจากถ่ายภาพจุดหนึ่งแล้ว จุดนั้นจะไม่ใช่จุดสว่างอีกต่อไป แต่เป็นจุดสว่างที่มีจุดกึ่งกลางสว่างและขอบค่อยๆ เบลอ จึงส่งผลต่อคุณภาพของภาพ

การแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมมักจะหมดไปด้วยการใช้เลนส์ร่วมกัน เนื่องจากความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์นูนและเลนส์เว้าอยู่ตรงข้ามกัน จึงติดกาวเลนส์นูนและเลนส์เว้าของวัสดุต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อขจัดความคลาดเคลื่อนได้ สำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบเก่า ความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์ใกล้วัตถุจะไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ และควรจับคู่กับเลนส์ใกล้ตาที่ชดเชยเพื่อให้ได้ผลการแก้ไข โดยทั่วไป ความคลาดเคลื่อนทรงกลมของกล้องจุลทรรศน์ใหม่จะถูกกำจัดโดยเลนส์ใกล้วัตถุโดยสิ้นเชิง

3. อาการโคม่า

Coma คือความคลาดเคลื่อนสีเดียวที่จุดนอกแกน เมื่อจุดวัตถุนอกแกนถูกถ่ายภาพด้วยลำแสงที่มีรูรับแสงขนาดใหญ่ ลำแสงที่ปล่อยออกมาจะผ่านเลนส์และไม่ตัดกันที่จุดใดจุดหนึ่ง จากนั้นภาพของจุดแสงจะอยู่ในรูปของเครื่องหมายจุลภาค ซึ่งเป็นรูปร่าง เหมือนดาวหาง จึงเรียกว่า "ความคลาดเคลื่อนโคม่า"

4. สายตาเอียง

สายตาเอียงยังเป็นความแตกต่างของเฟสสีเดียวนอกแกนที่ส่งผลต่อความคมชัด เมื่อมุมมองภาพกว้าง จุดวัตถุบนขอบจะอยู่ห่างจากแกนออปติคัล และลำแสงจะเอียงอย่างมาก ทำให้เกิดสายตาเอียงหลังจากผ่านเลนส์ สายตาเอียงทำให้จุดของวัตถุดั้งเดิมกลายเป็นเส้นสั้น ๆ สองเส้นที่แยกจากกันและตั้งฉากกันหลังจากการถ่ายภาพ และหลังจากการสังเคราะห์บนระนาบภาพในอุดมคติแล้ว ก็จะเกิดเป็นจุดรูปวงรีขึ้น สายตาเอียงจะถูกกำจัดด้วยการผสมผสานเลนส์ที่ซับซ้อน

5. เพลงทุ่ง

ความโค้งของสนามเรียกอีกอย่างว่า "ความโค้งของสนาม" เมื่อเลนส์มีความโค้งของสนาม จุดตัดของลำแสงทั้งหมดจะไม่ตรงกับจุดภาพในอุดมคติ แม้ว่าจะมีจุดภาพที่ชัดเจนในแต่ละจุด แต่ระนาบภาพทั้งหมดจะเป็นพื้นผิวโค้ง ด้วยวิธีนี้ พื้นผิวเฟสทั้งหมดไม่สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนในระหว่างการตรวจสอบกระจก ซึ่งทำให้ยากต่อการสังเกตและถ่ายภาพ ดังนั้น วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์การวิจัยโดยทั่วไปจึงเป็นวัตถุประสงค์ของแผน ซึ่งได้รับการแก้ไขแล้วสำหรับความโค้งของสนาม

6. การบิดเบือน

นอกจากความโค้งของสนามแล้ว ความแตกต่างของเฟสต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้นยังส่งผลต่อความคมชัดของภาพอีกด้วย การบิดเบือนเป็นความแตกต่างของเฟสอื่นในธรรมชาติ ศูนย์กลางของลำแสงจะไม่ถูกทำลาย ดังนั้นความคมชัดของภาพจึงไม่ได้รับผลกระทบ แต่ภาพจะถูกเปรียบเทียบกับวัตถุต้นฉบับ ทำให้รูปร่างบิดเบี้ยว

(1) เมื่อวัตถุอยู่เกินความยาวโฟกัสสองเท่าของด้านวัตถุของเลนส์ ภาพจริงกลับด้านที่ลดลงจะเกิดขึ้นภายในความยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพและอยู่นอกจุดโฟกัส

(2) เมื่อวัตถุอยู่บนทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านวัตถุของเลนส์ ภาพจริงกลับด้านที่มีขนาดเท่ากันจะเกิดขึ้นบนทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพ

(3) เมื่อวัตถุอยู่ภายในสองเท่าของทางยาวโฟกัสของด้านวัตถุที่เป็นเลนส์และอยู่นอกจุดโฟกัส ภาพจริงกลับหัวที่ขยายจะถูกสร้างขึ้นนอกทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพ

(4) เมื่อวัตถุอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์ จะไม่สามารถถ่ายภาพได้

(5) เมื่อวัตถุอยู่ภายในจุดโฟกัสของด้านวัตถุที่เป็นเลนส์ จะไม่มีภาพเกิดขึ้นที่ด้านภาพ และภาพเสมือนจริงที่ขยายตั้งขึ้นจะเกิดขึ้นที่ด้านเดียวกันของด้านวัตถุที่เป็นเลนส์เนื่องจากอยู่ไกลจากวัตถุ .

ความละเอียด ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์หมายถึงระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนด้วยกล้องจุลทรรศน์ หรือที่เรียกว่า "อัตราการเลือกปฏิบัติ" สูตรการคำนวณคือ σ=λ/NA โดยที่ σ คือระยะความละเอียดขั้นต่ำ λ คือความยาวคลื่นของแสง NA คือตัวเลขรูรับแสงของเลนส์ใกล้วัตถุ ความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุที่มองเห็นได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ ได้แก่ ค่า NA ของเลนส์ใกล้วัตถุและความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง ยิ่งค่า NA มากเท่าใด ความยาวคลื่นของแสงส่องสว่างก็จะยิ่งสั้นลง และค่า σ ยิ่งน้อยลง ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น หากต้องการเพิ่มความละเอียด เช่น ลดค่าของ σ คุณสามารถใช้มาตรการต่อไปนี้:

(1) ลดค่าความยาวคลื่น λ และใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้น

(2) เพิ่มค่า n สื่อเพื่อเพิ่มค่า NA (NA=nsinu/2)

(3) เพิ่มค่า u ของมุมรูรับแสงเพื่อเพิ่มค่า NA

(4) เพิ่มความคมชัดระหว่างสว่างและมืด