แผนผังแสดงหลักการถ่ายภาพของกล้องจุลทรรศน์
ฉันรู้ว่าเลนส์ใกล้ตาทำหน้าที่เหมือนแว่นขยาย แต่ภาพที่เกิดจากแว่นขยายจะอยู่ด้านเดียวกับวัตถุ หลังจากที่เลนส์ใกล้วัตถุในกล้องจุลทรรศน์ขยายวัตถุแล้ว ภาพที่ได้ควรอยู่ในท่อของกล้องจุลทรรศน์ ถ้าหลักการของเลนส์ใกล้ตาเหมือนกับของแว่นขยาย ภาพของมันคืออะไร? แทนที่จะซูมไปในทิศทางตรงกันข้ามกับตาคน(ด้านเดียวกับวัตถุ) ไม่รู้จะเห็นภาพขยายเป็นสองเท่าได้อย่างไร? หลักการถ่ายภาพของกล้องจุลทรรศน์แสดงไว้ในรูป ทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุสั้น และทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตานั้นยาว วัตถุสร้างภาพจริงกลับหัว A ผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ "B" ภาพจะอยู่ภายในจุดโฟกัสของช่องมองภาพ (ภายในกระบอกเลนส์) นอกจากนี้ยังสามารถถือเป็นวัตถุของช่องมองภาพได้ และจะกลายเป็นภาพเสมือนตั้งตรงหลังจากผ่านช่องมองภาพ ยังคงเป็นแว่นขยายเหมือนเดิมและภาพวัตถุก็อยู่ด้านเดียวกัน)
ฉันรู้ว่าเลนส์ใกล้ตาทำหน้าที่เหมือนแว่นขยาย แต่ภาพที่เกิดจากแว่นขยายจะอยู่ด้านเดียวกับวัตถุ หลังจากที่เลนส์ใกล้วัตถุในกล้องจุลทรรศน์ขยายวัตถุแล้ว ภาพที่ได้ควรอยู่ในท่อของกล้องจุลทรรศน์ ถ้าหลักการของเลนส์ใกล้ตาเหมือนกับของแว่นขยาย ภาพของมันคืออะไร? แทนที่จะซูมไปในทิศทางตรงกันข้ามกับตาคน(ด้านเดียวกับวัตถุ) ไม่รู้จะเห็นภาพขยายเป็นสองเท่าได้อย่างไร? หลักการถ่ายภาพของกล้องจุลทรรศน์แสดงไว้ในรูป ทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุสั้น และทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตานั้นยาว วัตถุสร้างภาพจริงกลับหัว A ผ่านเลนส์ใกล้วัตถุ "B" ภาพจะอยู่ภายในจุดโฟกัสของช่องมองภาพ (ภายในกระบอกเลนส์) นอกจากนี้ยังสามารถถือเป็นวัตถุของช่องมองภาพได้ และจะกลายเป็นภาพเสมือนตั้งตรงหลังจากผ่านช่องมองภาพ ยังคงเป็นแว่นขยายเหมือนเดิมและภาพวัตถุก็อยู่ด้านเดียวกัน)
AFM ทำงานอย่างไร
หลักการพื้นฐานของ AFM คล้ายกับของ STM ใน AFM จะใช้ปลายเข็มบนคานยื่นแบบยืดหยุ่นซึ่งไวต่อแรงที่อ่อนแอมากเพื่อสแกนพื้นผิวตัวอย่างในลักษณะแรสเตอร์ เมื่อระยะห่างระหว่างปลายเข็มกับพื้นผิวตัวอย่างใกล้กันมาก จะมีแรงที่อ่อนมาก (10-12~10-6N) ระหว่างอะตอมที่ปลายเข็มกับอะตอมบน พื้นผิวตัวอย่าง ในขณะนี้ เท้าแขนขนาดเล็กจะเกิดการเสียรูปแบบยืดหยุ่นเล็กน้อย แรง F ระหว่างส่วนปลายกับตัวอย่างและการเสียรูปของคานยื่นเป็นไปตามกฎของฮุค: F=-k*x โดยที่ k คือค่าคงที่แรงของคานยื่น ดังนั้น ตราบเท่าที่วัดการเสียรูปของคานยื่นขนาดเล็ก จะสามารถรับแรงระหว่างปลายและตัวอย่างได้ แรงและระยะห่างระหว่างปลายเข็มและตัวอย่างมีความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันอย่างมาก ดังนั้นวงจรป้อนกลับจึงถูกใช้เพื่อรักษาแรงระหว่างปลายเข็มและตัวอย่างให้คงที่ในระหว่างกระบวนการสแกน นั่นคือรักษาการเสียรูปของคานค้ำไว้ คงที่และปลายเข็มจะเคลื่อนไปตามตัวอย่าง การขึ้นและลงของพื้นผิวจะเลื่อนขึ้นและลง และสามารถบันทึกวิถีการเคลื่อนที่ขึ้นและลงของปลายเข็มเพื่อให้ได้ข้อมูลของภูมิประเทศพื้นผิวของตัวอย่าง โหมดการทำงานนี้เรียกว่า "โหมดแรงคงที่" และเป็นวิธีการสแกนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด
นอกจากนี้ยังสามารถรับภาพ AFM ได้โดยใช้ "โหมดความสูงคงที่" นั่นคือระหว่างการสแกน X, Y โดยไม่ต้องใช้ลูปป้อนกลับ รักษาระยะห่างระหว่างปลายเข็มกับค่าคงที่ของตัวอย่างโดยการวัดทิศทาง Z ของไมโครแคนทิลิเวอร์ ปริมาณการเสียรูปของภาพ วิธีนี้ไม่ใช้วงจรป้อนกลับและสามารถใช้ความเร็วในการสแกนที่สูงขึ้นได้ โดยปกติจะใช้มากกว่าเมื่อสังเกตอะตอมและโมเลกุล แต่ไม่เหมาะสำหรับตัวอย่างที่มีความผันผวนของพื้นผิวค่อนข้างมาก
