Como a resolução de um microscópio pode ser melhorada?
O microscópio é um dos principais equipamentos para teste de equipamentos, e um indicador importante para julgar o desempenho de um microscópio é a resolução. Resolução refere-se à capacidade de distinguir claramente a menor distância entre dois pequenos pontos ou duas linhas. O próprio olho humano é um microscópio. Sob condições de iluminação padrão, a resolução do olho humano na distância fotópica (reconhecida internacionalmente como 25cm) é aproximadamente igual a 1/10mm. Ao observar duas linhas retas, já que as linhas retas podem estimular uma série de células nervosas, a resolução dos olhos pode ser melhorada.
A resolução do olho humano é de apenas 1/10 mm, portanto, o olho humano não consegue distinguir objetos menores que 1/10 mm ou a distância entre dois objetos minúsculos mais próximos que 1/10 mm. Assim, surgiram lupas macroscópicas simples, microscópios ópticos para observação microscópica e depois microscópios eletrônicos. A resolução de um microscópio é definida como a menor distância entre dois pequenos pontos em uma amostra que podem ser claramente distinguidos. A fórmula de cálculo é: D=0.61λ/NA
Na fórmula: D é a resolução (um); λ é o comprimento de onda da fonte de luz (um); NA é a abertura numérica da lente objetiva (também chamada de relação de abertura da lente).
Pode-se obter pela fórmula que a resolução do microscópio é determinada pelo comprimento de onda da fonte de luz incidente e pela abertura numérica da lente objetiva correspondente. Pode-se ver a partir disso que métodos para melhorar a microscopia óptica:
1. Reduza o comprimento de onda da fonte de luz.
O comprimento de onda mais curto da luz visível é 390nm. Se a luz ultravioleta deste comprimento de onda for usada como fonte de iluminação, a resolução do microscópio óptico pode ser reduzida para 0,2um. No entanto, como a maioria dos materiais de vidro comuns absorvem uma grande quantidade de luz com comprimentos de onda abaixo de 340 nm, a luz ultravioleta não pode formar uma imagem clara e brilhante após uma grande atenuação. Portanto, materiais caros como quartzo (que pode transmitir luz ultravioleta tão baixa quanto 200nm) e fluorita (que pode transmitir luz ultravioleta tão baixa quanto 185nm) têm que ser usados, e microscópios de luz ultravioleta não podem ser observados a olho nu, mesmo sob condições climáticas extremas. a observação de amostras. Juntamente com o alto custo, este método de melhorar a resolução do microscópio não é amplamente utilizado devido às suas próprias limitações.
2. Aumente a abertura numérica NA da lente objetiva.
Abertura numérica NA=n*sin(u)
Na fórmula, n é o índice de refração do meio entre a lente objetiva e a amostra; u é metade do ângulo de abertura da lente objetiva. Portanto, adotar adequadamente um ângulo de abertura maior no design óptico ou aumentar o índice de refração tornou-se um método comum para melhorar a resolução de microscópios ópticos. Geralmente, o meio das lentes objetivas de baixa ampliação, como aquelas abaixo de 10X, é o ar, com índice de refração de 1, ou seja, uma lente objetiva de sistema seco; o meio de imersão em água é água destilada, com índice de refração de 1,33; o meio de uma lente objetiva de imersão em óleo é óleo de cedro ou outro óleo transparente, com índice de refração médio. Por volta de 1,52, está próximo do índice de refração de lentes e lâminas de vidro, como as lentes de óleo 100X da Olympus. As objetivas de imersão em água e as objetivas de imersão em óleo não apenas possuem alta ampliação, mas também usam meios de alto índice de refração para melhorar a resolução da lente objetiva.
