ปัจจัยที่ส่งผลต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์มีอะไรบ้าง?

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์มีอะไรบ้าง?

1. ความแตกต่างของสี
ความคลาดเคลื่อนสีเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงในการถ่ายภาพด้วยเลนส์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแสงโพลีโครมาติกเป็นแหล่งกำเนิดแสง และแสงสีเอกรงค์ไม่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนสี แสงสีขาวประกอบด้วยสีแดง สีส้ม สีเหลือง สีเขียว สีฟ้า สีน้ำเงิน และสีม่วงเจ็ดชนิด ความยาวคลื่นของแสงต่างๆ จะแตกต่างกัน ดังนั้น ดัชนีการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์จึงแตกต่างกันด้วย ด้วยวิธีนี้ จุดบนด้านวัตถุอาจก่อให้เกิดจุดสีที่ด้านภาพ

โดยทั่วไปความคลาดเคลื่อนสีจะรวมถึงความคลาดเคลื่อนสีตามตำแหน่งและความคลาดเคลื่อนสีแบบขยาย ความคลาดเคลื่อนสีตามตำแหน่งทำให้ภาพดูเบลอและเบลอในทุกตำแหน่ง ความคลาดสีของการขยายทำให้ภาพมีขอบสี

2. ความคลาดเคลื่อนของลูกบอล
ความคลาดเคลื่อนทรงกลมคือความแตกต่างในระยะเอกรงค์ของจุดบนแกนเนื่องจากพื้นผิวทรงกลมของเลนส์ ผลลัพธ์ของความคลาดเคลื่อนทรงกลมคือ หลังจากถ่ายภาพจุดหนึ่ง จุดนั้นจะไม่ใช่จุดสว่างอีกต่อไป แต่เป็นจุดสว่างที่มีจุดศูนย์กลางสว่างและค่อยๆ เบลอขอบ จึงส่งผลต่อคุณภาพของภาพ

การแก้ไขความคลาดทรงกลมมักจะถูกกำจัดโดยการใช้เลนส์ร่วมกัน เนื่องจากความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์นูนและเลนส์เว้าอยู่ตรงข้าม เลนส์นูนและเลนส์เว้าของวัสดุที่แตกต่างกันจึงสามารถติดกาวเข้าด้วยกันเพื่อกำจัดเลนส์เหล่านั้นได้ ในกล้องจุลทรรศน์รุ่นเก่า ความคลาดเคลื่อนทรงกลมของเลนส์ใกล้วัตถุยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ และควรจับคู่กับช่องมองภาพชดเชยที่สอดคล้องกันเพื่อให้ได้ผลการแก้ไข โดยทั่วไป ความคลาดทรงกลมของกล้องจุลทรรศน์ชนิดใหม่จะถูกกำจัดโดยเลนส์ใกล้วัตถุ

3. โคม่า

อาการโคม่าคือความคลาดเคลื่อนสีเดียวที่จุดนอกแกน เมื่อจุดวัตถุนอกแกนถูกถ่ายภาพด้วยลำแสงที่มีรูรับแสงกว้าง ลำแสงที่ปล่อยออกมาจะผ่านเลนส์และไม่ตัดกันที่จุดใดจุดหนึ่ง จากนั้นภาพของจุดแสงจะมีรูปร่างเป็นลูกน้ำซึ่งมีรูปทรง เหมือนดาวหางจึงเรียกว่า "อาการโคม่าคลาดเคลื่อน"

4. สายตาเอียง
สายตาเอียงยังเป็นจุดต่างเฟสเอกรงค์นอกแกนที่ส่งผลต่อความคมชัด เมื่อขอบเขตการมองเห็นมีขนาดใหญ่ จุดของวัตถุบนขอบจะอยู่ห่างจากแกนแสง และลำแสงจะเอียงอย่างมาก ทำให้เกิดอาการสายตาเอียงหลังจากผ่านเลนส์ สายตาเอียงทำให้จุดวัตถุดั้งเดิมกลายเป็นเส้นสั้นสองเส้นที่แยกจากกันและตั้งฉากกันหลังจากการถ่ายภาพ และหลังจากการสังเคราะห์บนระนาบภาพในอุดมคติ จุดรูปไข่ก็จะเกิดขึ้น อาการสายตาเอียงจะถูกกำจัดออกไปด้วยการผสมผสานเลนส์ที่ซับซ้อน

5.เพลงภาคสนาม

ความโค้งของสนามเรียกอีกอย่างว่า "ความโค้งของสนาม" เมื่อเลนส์มีความโค้งของสนาม จุดตัดของลำแสงทั้งหมดจะไม่ตรงกับจุดภาพในอุดมคติ แม้ว่าแต่ละจุดจะได้จุดภาพที่ชัดเจน แต่ระนาบภาพทั้งหมดก็เป็นพื้นผิวโค้ง ด้วยวิธีนี้ จึงไม่สามารถมองเห็นพื้นผิวทั้งเฟสได้อย่างชัดเจนในระหว่างการตรวจสอบกระจก ซึ่งทำให้สังเกตและถ่ายภาพได้ยาก ดังนั้นวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์วิจัยโดยทั่วไปจึงเป็นวัตถุประสงค์ของแผนซึ่งได้รับการแก้ไขความโค้งของสนามแล้ว

6. การบิดเบือน
นอกจากความโค้งของสนามแล้ว ความแตกต่างของเฟสต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้นยังส่งผลต่อความคมชัดของภาพด้วย การบิดเบี้ยวเป็นอีกเฟสหนึ่งที่แตกต่างกันในธรรมชาติ ความร่วมศูนย์ของลำแสงจะไม่ถูกทำลาย ดังนั้นความคมชัดของภาพจึงไม่ได้รับผลกระทบ แต่เปรียบเทียบภาพกับวัตถุต้นฉบับ ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวของรูปร่าง

(1) เมื่อวัตถุตั้งอยู่เกินความยาวโฟกัสสองเท่าของด้านวัตถุของเลนส์ ภาพจริงกลับด้านที่ลดลงจะเกิดขึ้นภายในความยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพและอยู่นอกจุดโฟกัส

(2) เมื่อวัตถุตั้งอยู่บนทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านวัตถุของเลนส์ ภาพจริงกลับด้านที่มีขนาดเท่ากันจะเกิดขึ้นบนทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพ

(3) เมื่อวัตถุอยู่ภายในสองเท่าของทางยาวโฟกัสของด้านวัตถุเลนส์และอยู่นอกจุดโฟกัส ภาพจริงที่กลับหัวที่ขยายจะถูกสร้างขึ้นนอกทางยาวโฟกัสสองเท่าของด้านภาพ

(4) เมื่อวัตถุอยู่ที่จุดโฟกัสของวัตถุเลนส์ จะไม่สามารถถ่ายภาพได้

(5) เมื่อวัตถุอยู่ภายในจุดโฟกัสของด้านวัตถุเลนส์ จะไม่เกิดภาพขึ้นที่ด้านภาพ และภาพเสมือนจริงที่ขยายแนวตั้งจะเกิดขึ้นที่ด้านเดียวกันของด้านวัตถุเลนส์เมื่ออยู่ห่างจากวัตถุ .

ความละเอียด ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์หมายถึงระยะห่างขั้นต่ำระหว่างจุดวัตถุสองจุด ซึ่งกล้องจุลทรรศน์สามารถแยกแยะได้อย่างชัดเจน หรือที่เรียกว่า "อัตราการแยกแยะ" สูตรการคำนวณคือ σ=γ/NA โดยที่ σ คือระยะทางความละเอียดขั้นต่ำ แลมบ์คือความยาวคลื่นของแสง NA คือรูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ ความละเอียดของเลนส์ใกล้วัตถุที่มองเห็นถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ: ค่า NA ของเลนส์ใกล้วัตถุและความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง ยิ่งค่า NA มาก ความยาวคลื่นของแสงส่องสว่างก็จะสั้นลง และค่า σ ยิ่งน้อย ความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้น ในการเพิ่มความละเอียด เช่น ลดค่าของ σ สามารถใช้มาตรการต่อไปนี้:

(1) ลดค่าความยาวคลื่น แล และใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้น

(2) เพิ่มค่ากลาง n เพื่อเพิ่มค่า NA (NA=nsinu/2)

(3) เพิ่มค่ามุมรูรับแสง u เพื่อเพิ่มค่า NA

(4) เพิ่มความแตกต่างระหว่างแสงและความมืด