โครงสร้างพื้นฐานของกล้องจุลทรรศน์และวิธีการทำงานของเลนส์น้ำมัน
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไปสมัยใหม่ใช้ระบบเลนส์สองตัว ได้แก่ เลนส์ใกล้ตาและเลนส์ใกล้วัตถุ เพื่อขยายภาพ และมักเรียกกันว่ากล้องจุลทรรศน์แบบผสม ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: อุปกรณ์ทางกลและระบบออพติคอล ในระบบออพติคัลของกล้องจุลทรรศน์ ประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้วัตถุเป็นสิ่งสำคัญที่สุด ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ ในบรรดาเลนส์ใกล้วัตถุหลายประเภทที่ใช้กันทั่วไปในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป เลนส์น้ำมันมีกำลังขยายสูงสุดและมีความสำคัญที่สุดสำหรับการวิจัยทางจุลชีววิทยา เมื่อเทียบกับเลนส์ใกล้วัตถุอื่นๆ การใช้เลนส์ออยล์มีความพิเศษกว่า คุณต้องเพิ่มน้ำมันกระจกลงระหว่างสไลด์กับเลนส์ ซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากสองด้านต่อไปนี้:
1. เพิ่มความสว่างของการส่องสว่างของกระจกน้ำมัน กำลังขยายสูงถึง 100 Χ กำลังขยายของเลนส์ขนาดใหญ่เช่นนี้ ทางยาวโฟกัสสั้นมาก เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก แต่ความเข้มของแสงที่ต้องการนั้นใหญ่ที่สุด จากการพกพาตัวอย่างของสไลด์ผ่านแสง เนื่องจากความหนาแน่นของตัวกลางที่แตกต่างกัน (จากสไลด์ไปในอากาศ แล้วเข้าไปในเลนส์) แสงบางส่วนจะเกิดจากการหักเหหรือการสะท้อนแสงทั้งหมด ไม่สามารถเข้าไปในเลนส์ได้ ส่งผลให้ ในการใช้กระจกน้ำมันจะเกิดจากแสงน้อย ภาพของวัตถุจึงไม่ชัดเจน ดังนั้นเพื่อไม่ให้แสงลอดผ่านการสูญเสียในการใช้กระจกน้ำมันจะต้องเพิ่มระหว่างกระจกน้ำมันกับสไลด์ด้วยดัชนีการหักเหของกระจก (n=1.55) คล้ายกับกระจกน้ำมัน (โดยปกติจะใช้น้ำมันซีดาร์ ซึ่งมีดัชนีการหักเหของแสง n=1.52)
2. เพิ่มความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ ความละเอียดหรือกำลังการแยกส่วนของกล้องจุลทรรศน์คือความสามารถของกล้องจุลทรรศน์ในการจดจำระยะห่างต่ำสุดระหว่างจุดสองจุด จากมุมมองทางกายภาพ ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงถูกจำกัดด้วยปรากฏการณ์การรบกวนและประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้ กำลังการแยกส่วน D สามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้: D=แลมบ์/2N.A โดยที่ แลมบ์=ความยาวคลื่นของคลื่นแสง; NA=ค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ใกล้วัตถุ แหล่งกำเนิดแสงของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงไม่สามารถทำได้เกินช่วงความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ (0.4 - 0.7 μ m) ในขณะที่ค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขจะขึ้นอยู่กับเลนส์ใกล้วัตถุของมุมปากกระจกและการหักเหของแสง ดัชนีของตัวกลางระหว่างสไลด์กับเลนส์ ซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้: NA=n × sin ซึ่งก็คือครึ่งหนึ่งของมุมตกกระทบสูงสุดของแสง ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ โดยทั่วไปแล้ว ในทางปฏิบัติ ค่าสูงสุดจะอยู่ที่ 120 O และ n สำหรับดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง เนื่องจากดัชนีการหักเหของน้ำมันซีดาร์ (1.52) มากกว่าดัชนีการหักเหของอากาศและน้ำ (ตามลำดับ 1.0 และ 1.33) จะสูงกว่า ดังนั้นน้ำมันซีดาร์จึงเป็นเลนส์ในสไลด์ระหว่างตัวกลางของ กระจกน้ำมันสามารถบรรลุค่ารูรับแสงเป็นตัวเลข (NA โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1.2-1.4) ให้สูงกว่าเลนส์กำลังขยายต่ำ เลนส์กำลังขยายสูง เช่น กระจกแห้ง (NA ต่ำกว่า 1 0) หากความยาวคลื่นเฉลี่ยของแสงที่มองเห็นคือ 0.55 μm เลนส์กำลังขยายสูงที่มีรูรับแสงเป็นตัวเลข 0.65 จะสามารถแยกแยะวัตถุที่ระยะห่างไม่น้อยกว่า 0 เท่านั้น 4 μm ในขณะที่ความละเอียดของกระจกน้ำมันสามารถอยู่ที่ประมาณ 0.2 μm
