หลักการทางแสงและประสิทธิภาพของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบดั้งเดิมประกอบด้วยระบบการมองเห็นและโครงสร้างทางกลเพื่อรองรับกล้องจุลทรรศน์ ระบบการมองเห็นประกอบด้วยเลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์ใกล้ตา และเลนส์คอนเดนเซอร์ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นเลนส์ขยายที่ซับซ้อนซึ่งทำจากแก้วแสงชนิดต่างๆ เลนส์ใกล้วัตถุจะขยายภาพตัวอย่าง กำลังขยายของสิ่งนั้น M thing ด้วยสูตรต่อไปนี้: M thing=Δ ∕ f 'thing โดยที่ f ' คือทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ Δ สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นระยะทาง ระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับเลนส์ใกล้ตา ช่องมองภาพจะเป็นภาพของเลนส์ใกล้วัตถุที่ถูกขยายอีกครั้งเป็นภาพในจินตนาการต่อหน้าบุคคล 250 มม. สำหรับการสังเกตของมนุษย์ ซึ่งคนส่วนใหญ่รู้สึก **** ตำแหน่งการสังเกต ช่องมองภาพที่กำลังขยายของ M eye { {2}}/f'eye, f'eye คือเลนส์ใกล้ตาของทางยาวโฟกัส กำลังขยายรวมของกล้องจุลทรรศน์เป็นผลคูณของวัตถุประสงค์และเลนส์ตา เช่น M=M object * M eyepiece=Δ * 250∕f'eye * f;object สามารถมองเห็นได้ ลดความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ และช่องมองภาพจะทำให้กำลังขยายรวมซึ่งก็คือกล้องจุลทรรศน์สามารถมองเห็นได้** และจุลินทรีย์อื่นๆ ของคีย์ แต่ยังมีความแตกต่างระหว่างแว่นขยายกับแว่นขยายธรรมดาด้วย
เป็นไปได้หรือไม่ที่จะลดช่องมองภาพตามวัตถุประสงค์โดยไม่มีขีดจำกัดเพื่อเพิ่มกำลังขยายเพื่อให้เรามองเห็นวัตถุที่ละเอียดยิ่งขึ้นได้ คำตอบคือไม่! เนื่องจากธรรมชาติของแสงที่ใช้ในภาพนั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง ดังนั้นในกระบวนการแพร่กระจายจึงทำให้เกิดปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนและการรบกวนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เช่นเดียวกับระลอกคลื่นที่เห็นในแต่ละวันบนผิวน้ำเมื่อเผชิญกับสิ่งกีดขวางสามารถปัดเศษได้ คลื่นน้ำทั้งสองเสาสามารถมาบรรจบกันเพื่อเสริมหรืออ่อนแรงได้เหมือนกัน เมื่อคลื่นแสงจากวัตถุเปล่งแสงรูปทรงจุดชี้ไปที่เลนส์ใกล้วัตถุ เลนส์ใกล้วัตถุของขอบจะขัดขวางการแพร่กระจายของแสง การเลี้ยวเบน และการรบกวน หลังจากที่เลนส์ใกล้วัตถุไม่สามารถรวบรวมในจุดหนึ่งได้อีกต่อไป แต่ การก่อตัวของจุดขนาดหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีความเข้มของขอบของรัศมีที่อ่อนแอและค่อยๆลดลงเราเรียกจุดศูนย์กลางของจุดสว่างสำหรับจุดเอเวอรี่ซึ่งเป็นจุดเปล่งแสงสองจุดใกล้กับระยะหนึ่ง เมื่อทั้งสองจุดจะทับซ้อนกันจนไม่สามารถยืนยันได้สำหรับทั้งสองจุด Riley เสนอเกณฑ์ว่า เมื่อระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางจุดสองจุดเท่ากับรัศมีของจุด Airy จุดทั้งสองนั้นสามารถแยกแยะได้ โดยคำนวณว่าระยะห่างระหว่างจุดเปล่งแสงสองจุด e=0.61 เข้าสู่ ∕n.sinA=0.61 เข้าไปใน ∕NA โดยที่ความยาวคลื่นของคลื่นแสงจะสามารถรับสายตามนุษย์ได้ด้วยความยาวคลื่นของคลื่นแสงประมาณ 0.4-0 .7 um, n สำหรับจุดเปล่งแสงของดัชนีการหักเหของแสงปานกลาง โดยที่จุดเปล่งแสงอยู่ในดัชนีการหักเหของแสงของจุดเปล่งแสง ดัชนีการหักเหของตัวกลางซึ่งมีจุดเปล่งแสง เช่น ในอากาศ n data 1 ในน้ำ n data 1.33 และ A สำหรับจุดเปล่งแสงของมุมกรอบเลนส์ใกล้วัตถุของครึ่งหนึ่ง NA เรียกว่ารูรับแสงตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ จากสูตรข้างต้น เลนส์ใกล้วัตถุสามารถแยกแยะระยะห่างระหว่างจุดสองจุดด้วยความยาวคลื่นของแสงและค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขของขีดจำกัดของดวงตามนุษย์ เนื่องจากความยาวคลื่นที่มองเห็นด้วยตามนุษย์ * ความยาวคลื่นที่คมชัดประมาณ 0 5 um และมุม A ไม่เกิน 90 องศา sinA จะน้อยกว่า 1 เสมอ สำหรับตัวกลางส่งผ่านแสงที่มีอยู่ * ดัชนีการหักเหของแสงประมาณ 1.5 ดังนั้นค่า e-value จึงมากกว่าเสมอ 0.2 อืม นี่คือกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่สามารถแยกแยะ * ขีดจำกัดที่เล็กที่สุดของระยะห่างได้ ด้วยการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ หากคุณต้องการให้ค่า NA ของความละเอียดเลนส์ใกล้วัตถุของระยะห่างจุดวัตถุ e ขยายจนเพียงพอที่จะแยกแยะได้ด้วยตามนุษย์ ฉันจำเป็นต้องมากกว่าหรือเท่ากับ { {31}}.15 มม. โดยที่ 0.15 มม. สำหรับดวงตามนุษย์ทดลองสามารถแยกแยะระหว่างวัตถุขนาดเล็ก 2 ชิ้นที่วางอยู่ข้างหน้าดวงตาที่ 250 มม. ในระยะห่างระหว่าง * เล็ก ดังนั้น M มากกว่าหรือเท่ากับ (0.15 ∕ 0.61 เข้าไปใน) NA γ 500N.A เพื่อทำการสังเกต เพื่อให้การสังเกตไม่ลำบากเกินไป M เพิ่มสองเท่าก็เพียงพอแล้ว นั่นคือ 500N.A น้อยกว่า หรือเท่ากับ M น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,000N.A เป็นการเลือกกำลังขยายรวมของช่วงกล้องจุลทรรศน์อย่างสมเหตุสมผล แล้วกำลังขยายทั้งหมดก็ไม่มีความหมาย เนื่องจากค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุถูกจำกัดอยู่ที่ * ความละเอียดเล็กน้อยที่แก้ไขได้ ระยะห่างในการเพิ่มกำลังขยายไม่สามารถแยกแยะรายละเอียดของวัตถุขนาดเล็กได้
