แล้วกำลังขยายของช่องมองภาพและเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงล่ะ?
กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุและกำลังขยายของช่องมองภาพ ตัวอย่างเช่น หากเลนส์ใกล้วัตถุคือ 10× และเลนส์ใกล้ตาคือ 10× กำลังขยายจะเป็น 10×10=100
เลนส์ใกล้วัตถุ:
1. การจำแนกประเภทของเลนส์ใกล้วัตถุ:
เลนส์ใกล้วัตถุสามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุแห้งและเลนส์ใกล้วัตถุแช่ตามเงื่อนไขการใช้งานที่แตกต่างกัน ในหมู่เลนส์ใกล้วัตถุแช่สามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุแช่และเลนส์ใกล้วัตถุแช่น้ำมัน (โดยปกติกำลังขยายคือ 90-100 เท่า)
ตามกำลังขยายที่แตกต่างกัน มันสามารถแบ่งออกเป็นวัตถุประสงค์พลังงานต่ำ (น้อยกว่า 10 เท่า) วัตถุประสงค์พลังงานปานกลาง (ประมาณ 20 เท่า) และวัตถุประสงค์พลังงานสูง (40-65 เท่า)
ตามการแก้ไขความคลาดเคลื่อน มันสามารถแบ่งออกเป็นเลนส์ใกล้วัตถุไม่มีสี (ที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสีสองสีในสเปกตรัม) และเลนส์ใกล้วัตถุ apochromatic (ซึ่งสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสีสามสีในสเปกตรัม ซึ่ง มีราคาแพงและไม่ค่อยได้ใช้)
2. พารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุ:
พารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุ ได้แก่ กำลังขยาย รูรับแสงตัวเลข และระยะการทำงาน
1 การขยายหมายถึงอัตราส่วนของขนาดของภาพที่ตาเห็นต่อขนาดของชิ้นงานที่สอดคล้องกัน หมายถึงอัตราส่วนของความยาวมากกว่าอัตราส่วนของพื้นที่ ตัวอย่าง: กำลังขยายคือ 100× ซึ่งหมายถึงชิ้นงานที่มีความยาว 1μm และความยาวของภาพที่ขยายคือ 100μm ซึ่งเท่ากับ 10,{4}} เท่าในแง่ของพื้นที่
กำลังขยายรวมของกล้องจุลทรรศน์เท่ากับผลคูณของกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุและช่องมองภาพ
2 รูรับแสงตัวเลขหรือที่เรียกว่าอัตราส่วนรูรับแสง เรียกโดยย่อว่า NA หรือ A เป็นพารามิเตอร์หลักของเลนส์ใกล้วัตถุและคอนเดนเซอร์ ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ ค่ารูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุแบบแห้งคือ 0.05-0.95 และค่ารูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุที่แช่น้ำมัน (ยางมะตอยที่มีกลิ่นหอม) คือ 1.25
3 ระยะการทำงานหมายถึงระยะห่างจากด้านล่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุถึงเหนือกระจกครอบของชิ้นงานทดสอบ เมื่อชิ้นงานที่สังเกตได้ชัดเจนที่สุด ระยะการทำงานของเลนส์ใกล้วัตถุสัมพันธ์กับทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ ยิ่งทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุยาวขึ้น กำลังขยายก็จะน้อยลงและระยะการทำงานก็จะยิ่งยาวขึ้น ตัวอย่าง: เลนส์ใกล้วัตถุ 10x มีเครื่องหมาย 10/0.25 และ 160/0.17 โดยที่ 10 คือกำลังขยาย ของเลนส์ใกล้วัตถุ; 0.25 คือรูรับแสงตัวเลข 160 คือความยาวกระบอกเลนส์ (มม.) 0.17 คือความหนามาตรฐานของกระจกครอบ (มม.) ระยะการทำงานที่มีประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้วัตถุ 10x คือ 6.5 มม. และเลนส์ใกล้วัตถุ 40x คือ 0.48 มม.
3. เลนส์ใกล้วัตถุใช้เพื่อขยายชิ้นงานทดสอบเป็นครั้งแรก เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดที่กำหนดประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์นั่นคือความละเอียด
ความละเอียดเรียกอีกอย่างว่าความละเอียดหรือกำลังการแก้ปัญหา ความละเอียดจะแสดงด้วยค่าของระยะความละเอียด (ระยะห่างต่ำสุดระหว่างวัตถุสองชิ้นที่สามารถแยกแยะได้) ที่ระยะห่างที่ชัดเจน (25 ซม.) ดวงตามนุษย์ปกติสามารถมองเห็นวัตถุสองชิ้นที่มีระยะห่าง 0.073 มม. และค่านี้ 0.073 มม. คือระยะความละเอียดของดวงตามนุษย์ปกติ ยิ่งระยะความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์เล็กลง ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้น ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพการทำงานของกล้องจุลทรรศน์จะดียิ่งขึ้น
ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ถูกกำหนดโดยความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ และความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุถูกกำหนดโดยรูรับแสงตัวเลขและความยาวคลื่นของแสงส่องสว่าง
เมื่อใช้วิธีการให้แสงสว่างส่วนกลางแบบทั่วไป (วิธีให้แสงสว่างจ้าซึ่งทำให้แสงส่องผ่านชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอ) ระยะความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์คือ d=0.61γ/NA
โดยที่ d คือระยะความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ มีหน่วยเป็น นาโนเมตร
แล —— ความยาวคลื่นของแสงส่องสว่าง มีหน่วยเป็น นาโนเมตร
ค่ารูรับแสง Na-numerical ของเลนส์ใกล้วัตถุ
ตัวอย่างเช่น ค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุที่จุ่มน้ำมันคือ 1.25 และช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้คือ 400-700 นาโนเมตร หากความยาวคลื่นเฉลี่ยคือ 550 นาโนเมตร d=270 นาโนเมตร ซึ่งเท่ากับประมาณครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงส่องสว่าง โดยทั่วไป ขีดจำกัดความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ที่ส่องด้วยแสงที่ตามองเห็นคือ 0.2 µm
(2) เลนส์ใกล้ตา
เนื่องจากอยู่ใกล้ดวงตาของผู้สังเกต จึงเรียกว่าช่องมองภาพ ติดตั้งอยู่ที่ปลายด้านบนของกระบอกเลนส์
1. โครงสร้างของช่องมองภาพ
โดยปกติ เลนส์ใกล้ตาจะประกอบด้วยเลนส์สองกลุ่ม เลนส์ด้านบนเรียกว่าเลนส์ใกล้วัตถุ และเลนส์ด้านล่างเรียกว่าเลนส์มาบรรจบกันหรือเลนส์ฟิลด์ มีไดอะแฟรมอยู่ระหว่างเลนส์ด้านบนและด้านล่างหรือใต้เลนส์ฟิลด์ (ขนาดจะกำหนดขนาดของขอบเขตการมองเห็น) เนื่องจากชิ้นงานเป็นเพียงการถ่ายภาพบนพื้นผิวไดอะแฟรม ผมเส้นสั้นจึงสามารถติดอยู่บนไดอะแฟรมนี้เพื่อเป็นตัวชี้เพื่อระบุเป้าหมายของคุณลักษณะบางอย่าง นอกจากนี้ยังสามารถวางไมโครมิเตอร์ช่องมองภาพไว้เพื่อวัดขนาดของชิ้นงานที่สังเกตได้
ยิ่งความยาวของเลนส์ใกล้ตาสั้นลง กำลังขยายก็จะมากขึ้น (เนื่องจากกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาจะแปรผกผันกับทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา)
2. บทบาทของช่องมองภาพ
เป็นการขยายภาพจริงที่คมชัดยิ่งขึ้นซึ่งขยายด้วยเลนส์ใกล้วัตถุ เพื่อให้สายตามนุษย์สามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจน กำลังขยายของเลนส์ใกล้ตาทั่วไปคือ 5-16 เท่า
3. ความสัมพันธ์ระหว่างช่องมองภาพและเลนส์ใกล้วัตถุ
โครงสร้างละเอียดที่แยกแยะได้อย่างชัดเจนด้วยเลนส์ใกล้วัตถุจะไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจนหากไม่ได้ขยายด้วยเลนส์ใกล้ตาและไม่สามารถเข้าถึงขนาดที่ตามนุษย์สามารถแยกแยะได้ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างเล็กๆ น้อยๆ ที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยเลนส์ใกล้วัตถุนั้นไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจน แม้ว่าจะถูกขยายด้วยช่องมองภาพกำลังสูง ดังนั้นช่องมองภาพจึงมีบทบาทในการขยายเท่านั้น และจะไม่ปรับปรุงความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุ กล้องจุลทรรศน์. บางครั้ง แม้ว่าเลนส์ใกล้วัตถุจะสามารถแยกความแตกต่างระหว่างวัตถุที่อยู่ใกล้สองชิ้นได้ แต่ก็ยังไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจน เนื่องจากระยะภาพของวัตถุทั้งสองนี้เล็กกว่าระยะความละเอียดของดวงตา ดังนั้นช่องมองภาพและเลนส์ใกล้วัตถุจึงมีความสัมพันธ์กันและถูกจำกัดร่วมกัน
