ฉันจะปรับปรุงความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ได้อย่างไร
กล้องจุลทรรศน์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์หลักสำหรับอุปกรณ์ทดสอบ และดัชนีสำคัญในการตัดสินประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์คือความละเอียด ความละเอียดหมายถึงความสามารถในการแยกแยะระหว่างจุดเล็กๆ สองจุดหรือระยะห่างระหว่างเส้นสองเส้นได้อย่างชัดเจน ดวงตาของมนุษย์นั้นเป็นกล้องจุลทรรศน์ในสภาพแสงมาตรฐาน ดวงตาของมนุษย์อยู่ในระยะการมองเห็น (ซึ่งเป็นที่ยอมรับในระดับสากลว่า 25 ซม.) ด้วยความละเอียดประมาณ 1/10 มม. สำหรับการสังเกตเส้นตรงสองเส้น เนื่องจากเส้นตรงหลายเส้นสามารถกระตุ้นชุดเซลล์ประสาทได้ ความละเอียดของดวงตาจึงเพิ่มขึ้นเล็กน้อย
ความละเอียดของดวงตามนุษย์คือเพียง 1/10 มม. ดังนั้นดวงตามนุษย์จึงไม่สามารถแยกแยะวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่า 1/10 มม. หรือระยะห่างระหว่างวัตถุขนาดเล็กสองชิ้นที่อยู่ใกล้กว่า 1/10 มม. ดังนั้นตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์ธรรมดาไปจนถึงการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ตามด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ถูกกำหนดให้เป็นระยะห่างที่น้อยกว่าระหว่างจุดเล็กๆ สองจุด ซึ่งสามารถแยกแยะความแตกต่างได้อย่างชัดเจนบนชิ้นงานทดสอบ สูตรการคำนวณคือ: D=0.61แล / NA
โดยที่: D สำหรับความละเอียด (um); γ สำหรับความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง (um) NA สำหรับความสามารถเชิงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ (หรือที่เรียกว่าอัตราปากกระจก)
จากสูตรที่ได้ ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์จะถูกกำหนดโดยความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงที่ตกกระทบและรูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุที่ตรงกัน จะเห็นได้ว่าวิธีการปรับปรุงกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง:
1 ลดความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง
แสงที่มองเห็นมีความยาวคลื่นสั้นกว่า 390 นาโนเมตร หากความยาวคลื่นของแสงอัลตราไวโอเลตเป็นแหล่งกำเนิดแสง ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจะลดลงเหลือ 0.2 ไมโครเมตร แต่เนื่องจากวัสดุทั่วไปส่วนใหญ่ กระจกจะมีการดูดซับความยาวคลื่น 340 นาโนเมตรหรือน้อยกว่าเป็นจำนวนมาก แสงอัลตราไวโอเลตหลังจากการลดทอนจำนวนมากจะไม่สามารถเกิดขึ้นได้หลังจากภาพที่สว่างสดใส ดังนั้นเราจึงต้องใช้ควอตซ์ (ส่งแสงอัลตราไวโอเลตต่ำถึง 200 นาโนเมตร) หินเรืองแสง (ส่งแสงอัลตราไวโอเลตต่ำถึง 185 นาโนเมตร) และวัสดุราคาแพงอื่นๆ และกล้องจุลทรรศน์อัลตราไวโอเลตไม่สามารถสังเกตได้ด้วยตาเปล่า และแม้แต่อยู่ภายใต้ ข้อจำกัดของตัวอย่างที่สังเกตประกอบกับราคาที่แพง ดังนั้น วิธีปรับปรุงความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ด้วยวิธีนี้เนื่องจากข้อจำกัดของตัวเองและไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย
2 เลนส์ใกล้วัตถุใช้เพื่อเพิ่มค่ารูรับแสงตัวเลข NA
รูรับแสงตัวเลข NA=n*sin(u)
โดยที่ n คือดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุและชิ้นงานทดสอบ u คือมุมรูรับแสงครึ่งหนึ่งของเลนส์ใกล้วัตถุ ดังนั้นจากการออกแบบแสงของการใช้ที่เหมาะสมของมุมรูรับแสงที่ใหญ่ขึ้นหรือเพิ่มดัชนีการหักเหของแสงจึงกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นในการปรับปรุงความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง วัตถุประสงค์ทั่วไปที่มีกำลังขยายต่ำ เช่น ต่ำกว่าตัวกลางที่ใช้อากาศ 10 เท่า ดัชนีการหักเหของแสง 1 นั่นคือวัตถุประสงค์ของระบบแห้ง สื่อแช่น้ำเป็นน้ำกลั่น ดัชนีการหักเหของแสง 1.33; สื่อวัตถุประสงค์ที่แช่น้ำมันคือน้ำมันซีดาร์หรือน้ำมันโปร่งใสอื่น ๆ ดัชนีการหักเหของแสงโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1.52 ใกล้กับดัชนีการหักเหของเลนส์และสไลด์เช่นเลนส์น้ำมัน 100X ของ Olympus เป้าหมายการแช่น้ำและวัตถุประสงค์การแช่น้ำมันไม่เพียงแต่มีกำลังขยายสูงเท่านั้น แต่ยังเนื่องมาจากการใช้ดัชนีการหักเหของแสงสูงของตัวกลาง จึงช่วยปรับปรุงความละเอียดของวัตถุประสงค์
