พารามิเตอร์ทางเทคนิคเชิงแสงที่สำคัญหลายประการของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์มีพารามิเตอร์ทางเทคนิคทางแสงที่สำคัญดังต่อไปนี้: ตัวเลขรูรับแสง ความละเอียด กำลังขยาย ความลึกโฟกัส เส้นผ่านศูนย์กลางขอบเขตการมองเห็น ระยะการทำงาน ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้ไม่ได้สูงเท่าที่จะเป็นไปได้เสมอไป และมีความสัมพันธ์กันและจำกัดซึ่งกันและกัน จำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์ที่ตรงกันตามความต้องการที่แท้จริงของการตรวจสอบ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
1. รูรับแสงตัวเลข (NA)
รูรับแสงที่เป็นตัวเลขเป็นองค์ประกอบสำคัญในการตัดสินประสิทธิภาพ (ความละเอียด ความลึกของโฟกัส และความสว่าง) ของเลนส์ใกล้วัตถุ
ตัวเลขรูรับแสง (NA) คำนวณโดยสูตรต่อไปนี้
NA=n×sinx
n=ดัชนีหักเหของตัวกลางระหว่างตัวอย่างและเลนส์ใกล้วัตถุ (อากาศ: n=1, น้ำมัน: n=1.515)
X: มุมที่เกิดจากแกนลำแสงและแสงหักเหที่อยู่ไกลที่สุดจากจุดศูนย์กลางของเลนส์ใกล้วัตถุ
เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ หากต้องการเพิ่มค่า NA จะไม่สามารถเพิ่มมุมรูรับแสงได้ วิธีที่ดีที่สุดคือเพิ่มค่า n ดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง ด้วยหลักการนี้ จึงผลิตเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำและเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำมัน เนื่องจากค่าดัชนีการหักเหของแสง n ของตัวกลางมีค่ามากกว่าหนึ่ง ค่า NA จึงมีค่ามากกว่าหนึ่งได้
ตัวเลขรูรับแสงสูงสุดคือ 1.4 ซึ่งถึงขีดจำกัดทั้งทางทฤษฎีและทางเทคนิคแล้ว ปัจจุบันมีการใช้โบรโมแนฟทาลีนที่มีค่าดัชนีการหักเหของแสงสูงเป็นสื่อกลาง ค่าดัชนีการหักเหของแสงโบรโมแนฟทาลีนอยู่ที่ 1.66 ดังนั้นค่า NA จึงมีค่ามากกว่า 1.4 ได้
ในที่นี้ต้องเน้นย้ำว่าเพื่อให้แสดงบทบาทของรูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุได้อย่างเต็มที่ ค่า NA ของเลนส์คอนเดนเซอร์ควรเท่ากับหรือมากกว่าค่า NA ของเลนส์ใกล้วัตถุเล็กน้อยระหว่างการสังเกต
รูรับแสงที่เป็นตัวเลขนั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่นๆ และเกือบจะเป็นตัวกำหนดและมีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่นๆ เป็นสัดส่วนกับความละเอียด สัดส่วนกับการขยาย และแปรผกผันกับความลึกของโฟกัส เมื่อค่า NA เพิ่มขึ้น ความกว้างของขอบเขตการมองเห็นและระยะการทำงานจะลดลงตามไปด้วย
2. ความละเอียด
มติเรียกอีกอย่างว่า "อัตราการเลือกปฏิบัติ" และ "ความละเอียด" เป็นอีกหนึ่งพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญในการวัดประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์
ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แสดงโดยสูตร: d=l/NA
โดยที่ d คือระยะความละเอียดขั้นต่ำ l คือความยาวคลื่นของแสง NA คือตัวเลขรูรับแสงของเลนส์ใกล้วัตถุ ความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุที่มองเห็นได้ถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ ได้แก่ ค่า NA ของเลนส์ใกล้วัตถุและความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง ยิ่งค่า NA มากเท่าใด ความยาวคลื่นของแสงที่ส่องสว่างก็จะสั้นลง และค่า d ยิ่งน้อยลง ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
หากต้องการเพิ่มความละเอียด เช่น ลดค่า d สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้ได้
1. ลดค่าความยาวคลื่น l และใช้แหล่งกำเนิดแสงความยาวคลื่นสั้น
2. เพิ่มค่า n ของตัวกลางและเพิ่มค่า NA (NA=nsinu/2)
3. เพิ่มมุมรูรับแสง
4. เพิ่มความคมชัดระหว่างแสงและความมืด
3. การขยายภาพ
กำลังขยายคือการขยายซึ่งหมายถึงอัตราส่วนของขนาดของภาพสุดท้ายที่ตามนุษย์มองเห็นต่อขนาดของวัตถุดั้งเดิม หลังจากที่วัตถุที่กำลังตรวจสอบได้รับการขยายโดยเลนส์ใกล้วัตถุแล้วขยายด้วยเลนส์ใกล้ตา ซึ่งก็คือ ผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา
กำลังขยายยังเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์ แต่เราไม่ควรเชื่ออย่างสุ่มสี่สุ่มห้าว่ายิ่งกำลังขยายสูงเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น ควรพิจารณารูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุเป็นอันดับแรกเมื่อเลือก
4. ระยะชัดลึก
ระยะชัดลึกเป็นตัวย่อของระยะชัดลึก กล่าวคือ เมื่อใช้กล้องจุลทรรศน์ เมื่อโฟกัสที่วัตถุบางอย่าง ไม่เพียงแต่จะมองเห็นทุกจุดบนระนาบของจุดนี้ได้ชัดเจน แต่ยังอยู่ภายในความหนาบางด้านบนด้วย และด้านล่างของระนาบ เพื่อให้ชัดเจน ความหนาของส่วนที่ใสนี้คือระยะชัดลึก ระยะชัดลึก
คุณสามารถเห็นชั้นทั้งหมดของวัตถุที่ตรวจสอบได้ แต่ด้วยระยะชัดลึกเพียงเล็กน้อย คุณจะมองเห็นวัตถุเพียงชั้นบางๆ ที่ตรวจสอบเท่านั้น ความชัดลึกของโฟกัสมีความสัมพันธ์กับพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่นๆ ดังต่อไปนี้:
1. ระยะชัดลึกแปรผกผันกับกำลังขยายทั้งหมดและรูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ
2. ระยะชัดลึกมาก และความละเอียดลดลง
เนื่องจากระยะชัดลึกที่มากของเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำ จึงเป็นเรื่องยากที่จะถ่ายภาพด้วยเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำ ซึ่งจะอธิบายในรายละเอียดเพิ่มเติมในโฟโตไมโครกราฟ 5. เส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมอง
เมื่อสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ พื้นที่ดั้งเดิมที่สว่างที่มองเห็นเรียกว่าขอบเขตการมองเห็น และขนาดของมันจะถูกกำหนดโดยไดอะแฟรมของฟิลด์ในเลนส์ตา
เส้นผ่านศูนย์กลางของขอบเขตการมองเห็นเรียกอีกอย่างว่าความกว้างของขอบเขตการมองเห็น ซึ่งหมายถึงช่วงจริงของวัตถุที่ตรวจสอบที่สามารถอยู่ในขอบเขตการมองเห็นวงกลมที่มองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ยิ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของมุมมองภาพใหญ่ขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งสังเกตได้ง่ายขึ้นเท่านั้น
ดูได้จากสูตร:
1. เส้นผ่านศูนย์กลางของขอบเขตการมองเห็นเป็นสัดส่วนกับจำนวนขอบเขตการมองเห็น
2. การเพิ่มเลนส์ใกล้วัตถุหลายตัวจะลดเส้นผ่านศูนย์กลางของขอบเขตการมองเห็น ดังนั้น หากคุณสามารถเห็นภาพรวมทั้งหมดของวัตถุที่ตรวจสอบภายใต้เลนส์กำลังต่ำ และเปลี่ยนเป็นเลนส์ใกล้วัตถุกำลังสูง คุณจะมองเห็นวัตถุที่ตรวจสอบเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น
6. ระยะการทำงาน
ระยะการทำงานเรียกอีกอย่างว่าระยะวัตถุ ซึ่งหมายถึงระยะห่างจากพื้นผิวของเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุถึงวัตถุที่จะตรวจสอบ ในระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ วัตถุที่จะตรวจสอบควรอยู่ระหว่างหนึ่งถึงสองเท่าของทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ ดังนั้น มันและความยาวโฟกัสจึงเป็นสองแนวคิด สิ่งที่มักเรียกว่าการโฟกัสคือการปรับระยะการทำงาน
ในกรณีของรูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ ระยะการทำงานจะสั้นและมุมรูรับแสงจะกว้าง
เลนส์ใกล้วัตถุกำลังสูงที่มีรูรับแสงตัวเลขขนาดใหญ่มีระยะการทำงานน้อย
7. ความคุ้มครองไม่ดี
ระบบออปติกของกล้องจุลทรรศน์ยังรวมถึงใบปิดด้วย เนื่องจากความหนาของกระจกครอบที่ไม่ได้มาตรฐาน เส้นทางแสงของแสงหลังจากเข้าสู่อากาศจากกระจกครอบจะเปลี่ยนไป ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของเฟส ซึ่งครอบคลุมไม่ดี การสร้างความครอบคลุมที่ไม่ดีส่งผลต่อคุณภาพเสียงของกล้องจุลทรรศน์
ตามข้อบังคับระหว่างประเทศ ความหนามาตรฐานของกระจกครอบคือ 0.17 มม.
ระยะที่อนุญาตคือ {{0}}.16-0.18 มม. ความแตกต่างของเฟสในช่วงความหนานี้ได้รับการคำนวณในการผลิตเลนส์ใกล้วัตถุ มาตรฐานบนเปลือกเลนส์ใกล้วัตถุคือ 0.17 ซึ่งหมายความว่าเลนส์ใกล้วัตถุต้องมีความหนาของกระจกครอบ
