หลักการทางแสงสี่ประการของกล้องจุลทรรศน์
1, การหักเหและดัชนีการหักเหของแสง
แสงแพร่กระจายเป็นเส้นตรงระหว่างจุดสองจุดในตัวกลางไอโซโทรปิกที่เป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อผ่านวัตถุโปร่งใสที่มีความหนาแน่นต่างกัน การหักเหจะเกิดขึ้นเนื่องจากความเร็วการแพร่กระจายของแสงที่แตกต่างกันในตัวกลางที่แตกต่างกัน เมื่อรังสีแสงที่ไม่ตั้งฉากกับพื้นผิวของวัตถุโปร่งใส (เช่น แก้ว) ถูกปล่อยออกมาจากอากาศ ทิศทางของรังสีแสงจะเปลี่ยนที่ส่วนต่อประสานของมันและสร้างมุมการหักเหของแสงกับเส้นปกติ
2 ประสิทธิภาพของเลนส์
เลนส์เป็นส่วนประกอบทางแสงพื้นฐานที่สุดที่ประกอบขึ้นเป็นระบบแสงของกล้องจุลทรรศน์ เลนส์ใกล้วัตถุ ช่องมองภาพ และคอนเดนเซอร์ล้วนประกอบด้วยเลนส์ตัวเดียวหรือหลายตัว ตามรูปร่างที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ เลนส์นูน (เลนส์บวก) และเลนส์เว้า (เลนส์เนกาทีฟ) เมื่อลำแสงขนานกับแกนแสงตัดกันที่จุดหนึ่งผ่านเลนส์นูน จุดนี้เรียกว่าระนาบโฟกัส และระนาบที่ผ่านจุดตัดและตั้งฉากกับแกนแสงเรียกว่าระนาบโฟกัส มีจุดโฟกัสสองจุด จุดโฟกัสในพื้นที่วัตถุเรียกว่า "จุดโฟกัสวัตถุ" และระนาบโฟกัส ณ จุดนั้นเรียกว่า "ระนาบโฟกัสวัตถุ" ในทางตรงกันข้าม จุดโฟกัสในพื้นที่ภาพเรียกว่า "จุดโฟกัสภาพ" และระนาบโฟกัส ณ จุดนั้นเรียกว่า "ระนาบโฟกัสภาพ" หลังจากผ่านเลนส์เว้า แสงจะสร้างภาพเสมือนจริงตั้งตรง ในขณะที่เลนส์นูนสร้างภาพจริงตั้งตรง ภาพจริงสามารถแสดงบนหน้าจอได้ ในขณะที่ภาพเสมือนไม่สามารถทำได้
3 ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการถ่ายภาพ - ความคลาดเคลื่อน
เนื่องจากสภาวะวัตถุประสงค์ ไม่มีระบบออพติคอลใดที่สามารถสร้างภาพในอุดมคติตามหลักทฤษฎีได้ และการมีอยู่ของความคลาดเคลื่อนต่างๆ จะส่งผลต่อคุณภาพของภาพ ด้านล่างนี้เป็นคำแนะนำสั้นๆ เกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนต่างๆ
1. ความแตกต่างของสีถือเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงในการถ่ายภาพด้วยเลนส์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อใช้แสงหลายสีเป็นแหล่งกำเนิดแสง และแสงสีเอกรงค์ไม่ได้สร้างความแตกต่างของสี แสงสีขาวประกอบด้วยเจ็ดประเภท ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว น้ำเงิน น้ำเงิน และม่วง ความยาวคลื่นของแสงแต่ละประเภทแตกต่างกัน ดังนั้น ดัชนีการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์จึงแตกต่างกันเช่นกัน ด้วยวิธีนี้ จุดบนด้านวัตถุอาจก่อให้เกิดจุดสีที่ด้านภาพ หน้าที่หลักของระบบออพติคัลคือการกำจัดความคลาดเคลื่อนสี
ความแตกต่างของสีโดยทั่วไปรวมถึงความแตกต่างของสีตำแหน่งและความแตกต่างของสีการขยาย ความแตกต่างของสีตามตำแหน่งทำให้ภาพมีจุดหรือรัศมีเมื่อสังเกตที่ตำแหน่งใดๆ ซึ่งทำให้ภาพเบลอ และความคลาดเคลื่อนสีที่กำลังขยายทำให้ภาพมีขอบสี
2. ความคลาดเคลื่อนทรงกลมหมายถึงความคลาดเคลื่อนสีเดียวของจุดบนแกน ที่เกิดจากพื้นผิวทรงกลมของเลนส์ ผลลัพธ์ของความคลาดเคลื่อนทรงกลมคือ หลังจากถ่ายภาพจุดหนึ่งแล้ว จุดนั้นจะไม่ใช่จุดสว่างอีกต่อไป แต่เป็นจุดสว่างที่ขอบตรงกลางค่อยๆ เบลอ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของภาพ
การแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมมักทำได้โดยใช้เลนส์ผสมกัน เนื่องจากความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์นูนและเลนส์เว้าอยู่ตรงข้ามกัน จึงสามารถเลือกวัสดุต่างๆ ของเลนส์นูนและเลนส์เว้าได้และติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อกำจัดความคลาดเคลื่อนดังกล่าว ความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์ใกล้วัตถุในกล้องจุลทรรศน์รุ่นเก่าไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ และควรจับคู่กับช่องมองภาพชดเชยที่สอดคล้องกันเพื่อให้ได้ผลการแก้ไข ความคลาดเคลื่อนทรงกลมของกล้องจุลทรรศน์แบบใหม่ทั่วไปจะถูกกำจัดออกไปโดยเลนส์ใกล้วัตถุ
3. Huixia Huixia อยู่ในความคลาดเคลื่อนสีเดียวของจุดนอกแกน เมื่อถ่ายภาพวัตถุนอกแกนด้วยลำแสงที่มีรูรับแสงกว้าง ลำแสงที่ปล่อยออกมาจะผ่านเลนส์และไม่ตัดกันที่จุดใดจุดหนึ่งอีกต่อไป ภาพของจุดแสงจะมีรูปร่างคล้ายจุดคล้ายดาวหาง จึงได้ชื่อว่า "โคม่า"
4. สายตาเอียงยังเป็นความคลาดเคลื่อนสีเดียวนอกแกนที่ส่งผลต่อความชัดเจน เมื่อขอบเขตการมองเห็นมีขนาดใหญ่ วัตถุที่ชี้ไปที่ขอบจะอยู่ห่างจากแกนแสง และลำแสงเอียงมากเกินไป ทำให้เกิดอาการสายตาเอียงหลังจากผ่านเลนส์ อาการสายตาเอียงทำให้จุดของวัตถุดั้งเดิมกลายเป็นเส้นสั้นสองเส้นที่แยกจากกันและตั้งฉากกันหลังจากการถ่ายภาพ ซึ่งรวมกันบนระนาบภาพในอุดมคติจนกลายเป็นจุดทรงรี อาการสายตาเอียงจะถูกกำจัดออกไปด้วยการผสมผสานเลนส์ที่ซับซ้อน
5. ความโค้งของสนามข้อมูล หรือที่เรียกว่า "ความโค้งของสนามภาพ" เมื่อมีความโค้งของสนามในเลนส์ จุดตัดของลำแสงทั้งหมดจะไม่ตรงกับจุดภาพในอุดมคติ แม้ว่าจะได้ภาพที่คมชัดในแต่ละจุด แต่ระนาบภาพทั้งหมดก็เป็นพื้นผิวโค้ง ทำให้ยากต่อการมองเห็นพื้นผิวภาพทั้งหมดอย่างชัดเจนในระหว่างการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ ทำให้การสังเกตและการถ่ายภาพทำได้ยาก ดังนั้น เลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้ศึกษากล้องจุลทรรศน์โดยทั่วไปจึงเป็นเลนส์วัตถุแนวราบ ซึ่งได้แก้ไขความโค้งของสนามไปแล้ว
6. ความคลาดเคลื่อนต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้น ยกเว้นความบิดเบี้ยวของสนาม ล้วนส่งผลต่อความชัดเจนของภาพ การบิดเบี้ยวเป็นความคลาดอีกประเภทหนึ่งโดยที่ความร่วมศูนย์ของลำแสงไม่ลดลง จึงไม่ส่งผลต่อความชัดเจนของภาพ แต่ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูปร่างเมื่อเทียบกับวัตถุต้นฉบับ
