พารามิเตอร์ทางเทคนิคทั่วไปและข้อกำหนดเฉพาะของกล้องจุลทรรศน์

รูรับแสงตัวเลข NA

ตัวเลขรูรับแสง NA หมายถึงดัชนีการหักเหของแสง (η) ของตัวกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุและตัวอย่างคูณด้วยครึ่งหนึ่งของมุมรูรับแสง (u) และความสัมพันธ์คือ NA=η·sinu /2. เป็นพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของเลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์คอนเดนเซอร์ ตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับการตัดสินประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้วัตถุจะแสดงอยู่ที่ตัวเรือนเลนส์ใกล้วัตถุ

ยิ่งรูรับแสงตัวเลขมากเท่าใด คุณภาพของภาพก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น เมื่อสังเกตเลนส์ใกล้วัตถุ จะไม่สามารถเปลี่ยนมุมรูรับแสงได้ และการเปลี่ยนแปลงของดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางต่างๆ สามารถเปลี่ยนค่า NA ได้ ดังนั้นจึงได้เลนส์ใกล้วัตถุแช่น้ำและเลนส์ใกล้วัตถุแช่น้ำน้ำมัน น้ำ η{{0}}.333, NA ของวัตถุประสงค์ในการแช่น้ำสามารถเป็น 0.1~1.25; น้ำมันซีดาร์ η=1.515, NA ของวัตถุประสงค์การจุ่มน้ำมันสามารถเป็น 0.80~1.45; Bronaphthalene วงแหวนใหม่ η=1.66 วัตถุประสงค์ NA มากกว่าหรือเท่ากับ 1.40

ตัวเลขรูรับแสงเป็นสัดส่วนกับความละเอียด กำลังขยาย ความสว่างของภาพ และแปรผกผันกับความลึกของโฟกัส เมื่อ NA เพิ่มขึ้น ความกว้างของขอบเขตการมองเห็นและระยะการทำงานจะลดลงตามไปด้วย

ปณิธาน

ความละเอียดหมายถึงระยะความละเอียดขั้นต่ำที่จุดแสงแสดงความแตกต่างในกระบวนการสร้างภาพ ซึ่งแสดงเป็น d{{0}}λ/NA โดยที่ d คือระยะความละเอียดขั้นต่ำ λ คือความยาวคลื่นของแสง ไฟเบอร์ และ NA คือตัวเลขรูรับแสงของเลนส์ใกล้วัตถุ จะเห็นได้ว่ายิ่ง NA มาก λ ยิ่งสั้น d ยิ่งเล็ก และความละเอียดสูงขึ้น แหล่งกำเนิดแสงที่มองเห็นสามารถแยกจุดวัตถุได้เพียงสองจุดที่ระยะห่างขั้นต่ำ 0.4 μm

การปรับปรุงความละเอียดขึ้นอยู่กับปัจจัยที่เกี่ยวข้อง 4 ประการ: 1. เมื่อใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า λ จะลดลง; 2. เมื่อใช้ตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงกว่า η จะเพิ่มขึ้นและ NA จะเพิ่มขึ้น 3. ออกแบบและผลิตมุมรับแสงที่ใหญ่ขึ้นของเลนส์ใกล้วัตถุ 4. เพิ่มความคมชัดของแสงและความมืดในภาพและปรับปรุงความคมชัดของภาพ

ได้รับ

ระยะชัดลึก

หมายถึงระยะชัดลึก นั่นคือ ช่วงของการสังเกตการณ์เดียวกัน ระยะชัดเจน ด้านบนและด้านล่างระนาบโฟกัสของตัวอย่าง ยิ่งระยะชัดลึกมากเท่าใด เลเยอร์ที่ตัวอย่างจะยิ่งคมชัดมากขึ้นเท่านั้น

① ความลึกของโฟกัสจะแปรผกผันกับกำลังขยายทั้งหมด รูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ และความละเอียดของภาพ ยิ่งกำลังขยายสูง ค่า NA ยิ่งมาก ความลึกของโฟกัสยิ่งน้อย และความละเอียดก็จะยิ่งสูงขึ้น

②ดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางที่อยู่รอบๆ เช่น สารยึดติดที่เตรียมโดยตัวอย่างจะเพิ่มขึ้น และความลึกของโฟกัสจะมากขึ้น

ความกว้างของมุมมอง

หมายถึงช่วงที่แท้จริงของตัวอย่างที่อยู่ในขอบเขตการมองเห็นแบบวงกลมของกล้องจุลทรรศน์ หรือที่เรียกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางขอบเขตการมองเห็น ยิ่งมีขนาดใหญ่ จำนวนข้อมูลตัวอย่างก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

① ความกว้างของขอบเขตการมองเห็นเป็นสัดส่วนกับจำนวนขอบเขตการมองเห็นของเลนส์ใกล้ตา หากกำลังขยายของช่องมองภาพไม่เปลี่ยนแปลง ยิ่งจำนวนช่องมองมากเท่าใด ความกว้างของช่องมองก็จะยิ่งมากขึ้น ซึ่งสะดวกต่อการสังเกต (หมายเหตุ: จำนวนช่องมองหมายถึงความกว้างของช่องมองภาพ มุมมองของเลนส์ใกล้ตา ซึ่งแทนด้วย FN และทำเครื่องหมายไว้บนเปลือกยางรองตา) ②กำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุเพิ่มขึ้น และความกว้างของขอบเขตการมองเห็นจะเล็กลง นั่นคือ มองเห็นภาพรวมทั้งหมดภายใต้เลนส์กำลังต่ำ และบางส่วนมองเห็นได้ภายใต้เลนส์กำลังสูง

ความคุ้มครองไม่ดี

มาตรฐานสากลสำหรับความหนาของกระจกครอบตัวอย่างคือ 0.17 มม. และเลนส์ใกล้วัตถุได้แก้ไขความคลาดเคลื่อนนี้แล้วและทำเครื่องหมายไว้บนตัวเรือน เมื่อแสงเข้าสู่อากาศผ่านกระจกครอบที่มีความหนาไม่ได้มาตรฐาน แสงจะหักเห และความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นเรียกว่าการครอบคลุมที่ไม่ดี

การครอบคลุมที่ไม่ดีส่งผลต่อคุณภาพของการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ เมื่อสังเกตตัวอย่าง คุณต้องเข้าใจจุดสามจุดต่อไปนี้:

(1) ยิ่งกำลังขยายสูง ค่า NA ยิ่งมาก และความแตกต่างของการครอบคลุมก็ยิ่งชัดเจนมากขึ้น เมื่อความหนาของใบปิดเพิ่มขึ้น การครอบคลุมที่ไม่ดีจะเพิ่มขึ้นและการโฟกัสจะยากขึ้น

(2) วัตถุประสงค์ในการจุ่มน้ำมันไม่มีปัญหาเรื่องการครอบคลุมที่ไม่ดี เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงของน้ำมันและกระจกครอบมีค่าเท่ากับ 1.52 ซึ่งก่อให้เกิดระบบแสงที่สม่ำเสมอ

(3) ยิ่งค่า NA ของเลนส์ใกล้วัตถุมากเท่าใด ค่าความผิดพลาดที่อนุญาตของความหนาของกระจกครอบก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับความหนาของกระจกครอบก็จะยิ่งเข้มงวดมากขึ้นเท่านั้น

ระยะทำการ

หมายถึงระยะห่างระหว่างพื้นผิวหน้าเลนส์ของเลนส์ใกล้วัตถุกับตัวอย่าง หรือที่เรียกว่าระยะวัตถุ ตัวอย่างควรอยู่ที่ 1 ถึง 2 ของทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุในระหว่างการสังเกต มันและความยาวโฟกัสเป็นสองแนวคิด การโฟกัสของกล้องจุลทรรศน์คือการปรับระยะการทำงาน

เมื่อตัวเลขรูรับแสง (NA) ของเลนส์ใกล้วัตถุไม่เปลี่ยนแปลง หากระยะการทำงานสั้นลง มุมรูรับแสงจะต้องเพิ่มขึ้น ยิ่งค่า NA ของวัตถุประสงค์กำลังสูงสูงเท่าใด ระยะการทำงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

ความสว่างของกระจกเทียบกับความสว่างของฟิลด์

(1) ความสว่างของภาพสะท้อนในกระจก คือ ความสว่างของภาพ ซึ่งแสดงถึงความสว่างของภาพที่สังเกตได้ด้วยตา ต้องไม่มืดมัว ไม่พร่ามัว และไม่อ่อนล้า

(2) ความสว่างของขอบเขตการมองเห็นคือความสว่างของขอบเขตการมองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ซึ่งได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น เลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์ใกล้ตา และความเข้มของแหล่งกำเนิดแสง

ความสัมพันธ์ระหว่างความสว่างของภาพสะท้อนในกระจกกับพารามิเตอร์ทางเทคนิคอื่นๆ ของกล้องจุลทรรศน์มีสองประเด็นหลัก

(1) ความสว่างของภาพในกระจกสะท้อนเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของตัวเลขรูรับแสง (NA) ภายใต้สภาวะเดียวกัน ความสว่างของเลนส์ใกล้วัตถุที่มีค่า NA มากจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

(2) ความสว่างของภาพในกระจกจะแปรผกผันกับกำลังสองของกำลังขยายทั้งหมด ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน กำลังขยายของช่องมองภาพจะเพิ่มขึ้น และความสว่างของภาพสะท้อนในกระจกจะลดลง

เลนส์ใกล้วัตถุ

เลนส์ใกล้วัตถุเป็นส่วนประกอบออปติคัลสำหรับถ่ายภาพชิ้นแรกของกล้องจุลทรรศน์ และประกอบด้วยเลนส์หลายกลุ่มที่ประสานเข้าด้วยกัน ความยาวโฟกัสคือความยาวโฟกัสทั้งหมดของกลุ่มเลนส์

ขึ้นอยู่กับระดับของการแก้ไขความคลาดสี ความคลาด ความโค้งของสนาม ฯลฯ ตลอดจนลักษณะที่เป็นกรรมสิทธิ์ มีวัตถุประสงค์หลายประเภท: (แผน) วัตถุประสงค์ที่ไม่มีสี (แผน) วัตถุประสงค์ที่ไม่มีสี แผนพิเศษและวัตถุประสงค์พิเศษ เป็นต้น

ช่องมองภาพ

เลนส์ใกล้ตาจะขยายภาพจริงของเลนส์ใกล้วัตถุซึ่งเป็นกำลังขยายของภาพระยะกลางซึ่งเป็นกำลังขยายที่สอง โครงสร้างช่องมองภาพค่อนข้างเรียบง่าย ประกอบด้วยเลนส์หลายตัวในหลายกลุ่ม จุดที่ลำแสงผ่านเลนส์ใกล้ตาตัดกันที่ด้านบนเรียกว่าจุดสายตา ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับการสังเกตภาพ

เลนส์ใกล้ตามีการกำหนดค่าการขยายที่หลากหลาย 10X เป็นที่นิยมใช้มากที่สุด 5X มีความสามารถในการทำซ้ำของภาพที่สูงขึ้น แต่กำลังขยายมีขนาดเล็ก เลนส์ใกล้ตา 20X มีกำลังขยายสูงสุด แต่ความคมชัดของภาพจะลดลง เลือกตามความต้องการที่แท้จริง

คอนเดนเซอร์

เลนส์คอนเดนเซอร์ใช้เพื่อชดเชยปริมาณแสงที่ขาดไป เปลี่ยนคุณสมบัติแสงของแหล่งกำเนิดแสงให้เหมาะสม โฟกัสตัวอย่าง และปรับปรุงการส่องสว่าง ซึ่งอยู่ใต้ระยะงานและต้องจับคู่เมื่อใช้วัตถุประสงค์ NA มากกว่าหรือเท่ากับ 0.40 มีโครงสร้างที่หลากหลาย และข้อกำหนดสำหรับคอนเดนเซอร์ก็แตกต่างกันไปสำหรับรูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ

1. Abbe condenser: Abbe condenser ประกอบด้วยเลนส์ 2 ชิ้นซึ่งมีความสามารถในการรวบรวมแสงได้ดีกว่า เมื่อเลนส์ใกล้วัตถุของกล้องจุลทรรศน์ธรรมดามีค่า NA มากกว่าหรือเท่ากับ 0.60 การแก้ไขความคลาดเคลื่อนสีและความคลาดเคลื่อนทรงกลมจะไม่สมบูรณ์และจำเป็นต้องใช้ร่วมกัน

2. Achromatic aplanatic condenser: Achromatic condenser ประกอบด้วยเลนส์หลายชุด ซึ่งสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนของสีและความคลาดเคลื่อนทรงกลม และได้ภาพที่น่าพอใจ เป็นกล้องที่ดีที่สุดในการสังเกตการณ์ในที่สว่าง มาพร้อมกับกล้องจุลทรรศน์ขั้นสูงและเลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ ไม่สามารถใช้ได้

3. คอนเดนเซอร์อื่น ๆ หมายถึงคอนเดนเซอร์ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นนอกเหนือจากสนามสว่างข้างต้น เช่น คอนเดนเซอร์สนามมืด คอนเดนเซอร์คอนทราสต์เฟส คอนเดนเซอร์โพลาไรซ์ คอนเดนเซอร์สัญญาณรบกวนที่แตกต่างกัน เป็นต้น