Como determinar a ampliação da ocular e da lente objetiva do microscópio óptico
A ampliação de um microscópio óptico é o produto da ampliação da lente objetiva e da ampliação da ocular. Por exemplo, se a lente objetiva for 10× e a ocular for 10×, a ampliação será 10×10=100.
Uma lente objetiva:
1. Classificação das lentes objetivas:
A lente objetiva pode ser dividida em lente objetiva seca e lente objetiva de imersão líquida de acordo com as diferentes condições de uso; entre elas, as lentes objetivas de imersão em líquido podem ser divididas em lentes objetivas de imersão em água e lentes objetivas de imersão em óleo (a ampliação comumente usada é 90-100 vezes).
De acordo com as diferentes ampliações, ela pode ser dividida em lentes objetivas de baixa ampliação (menos de 10 vezes), lentes objetivas de ampliação média (cerca de 20 vezes) e lentes objetivas de alta ampliação (40-65 vezes).
De acordo com a situação de correção de aberração, ela é dividida em lente objetiva acromática (comumente usada, a lente objetiva que pode corrigir a aberração cromática de dois tipos de luz colorida no espectro) e lente objetiva apocromática (a lente objetiva que pode corrigir o cromático aberração de três tipos de luz colorida no espectro, que é cara e raramente usada).
2. Os principais parâmetros da lente objetiva:
Os principais parâmetros da lente objetiva incluem: ampliação, abertura numérica e distância de trabalho.
① A ampliação refere-se à proporção entre o tamanho da imagem vista pelos olhos e o tamanho da amostra correspondente. Refere-se à proporção de comprimentos e não à proporção de áreas. Exemplo: O fator de ampliação é 100×, que se refere a uma amostra com comprimento de 1 μm. O comprimento da imagem ampliada é de 100 μm. Se for calculado por área, é ampliado 10,000 vezes.
A ampliação total do microscópio é igual ao produto das ampliações da objetiva e da ocular.
②. A abertura numérica também é chamada de taxa de abertura, abreviada como NA ou A. É o principal parâmetro da lente objetiva e do condensador e é diretamente proporcional à resolução do microscópio. As objetivas secas têm uma abertura numérica de 0.05-0,95 e as objetivas de imersão em óleo (óleo de cedro) têm uma abertura numérica de 1,25.
③. A distância de trabalho refere-se à distância da parte inferior da lente frontal da lente objetiva até o topo da lamela da amostra quando a amostra observada é a mais nítida. A distância de trabalho da lente objetiva está relacionada à distância focal da lente objetiva. Quanto maior for a distância focal da lente objetiva, menor será a ampliação e maior será a distância de trabalho. Exemplo: a lente objetiva 10x é marcada com 10/0,25 e 160/0,17, onde 10 é a ampliação de a lente objetiva; 0,25 é a abertura numérica; 160 é o comprimento do corpo da lente (em mm); 0,17 é a espessura padrão da lamela de vidro (em mm). A distância efetiva de trabalho da lente objetiva 10x é de 6,5 mm e a distância efetiva de trabalho da lente objetiva 40x é de 0,48 mm.
3. A função da lente objetiva é ampliar a amostra pela primeira vez. É a parte mais importante que determina o desempenho do microscópio —— a resolução.
A resolução também é chamada de resolução ou poder de resolução. O tamanho da resolução é expresso pelo valor da distância de resolução (a distância mínima entre dois pontos do objeto que podem ser resolvidos). À distância fotópica (25 cm), os olhos humanos normais podem ver claramente dois pontos do objeto que estão separados por 0.073 mm. O valor de 0,073 mm é a distância de resolução dos olhos humanos normais. Quanto menor for a distância de resolução do microscópio, maior será a sua resolução e melhor será o seu desempenho.
O tamanho da resolução do microscópio é determinado pela resolução da lente objetiva, e a resolução da lente objetiva é determinada pela sua abertura numérica e pelo comprimento de onda da luz de iluminação.
Ao usar o método de iluminação central comum (o método de iluminação fotópica que permite que a luz passe uniformemente através da amostra), a distância de resolução do microscópio é d=0.61λ/NA
Na fórmula, d —— a distância de resolução da lente objetiva, em nm.
λ—comprimento de onda da luz de iluminação, unidade nm.
NA - a abertura numérica da lente objetiva
Por exemplo, a abertura numérica da lente objetiva de imersão em óleo é 1,25 e a faixa de comprimento de onda da luz visível é 400-700nm. Se o comprimento de onda médio for 550 nm, então d=270 nm, que é cerca de metade do comprimento de onda da luz de iluminação. Em geral, o limite de resolução dos microscópios iluminados com luz visível é de 0,2 μm.
(2), ocular
Por estar próximo aos olhos do observador, também é chamada de ocular. Instalado na extremidade superior do cilindro da lente.
1. Estrutura da ocular
Normalmente, a ocular é composta por conjuntos de lentes superior e inferior, a lente superior é chamada de lente ocular e a lente inferior é chamada de lente convergente ou lente de campo. Um diafragma (seu tamanho determina o tamanho do campo de visão) é instalado entre as lentes superior e inferior ou sob a lente de campo. Como a amostra é fotografada na superfície do diafragma, um pequeno pedaço de cabelo pode ser colado neste diafragma como um ponteiro para indicar um determinado alvo. Um micrômetro ocular também pode ser colocado nele para medir o tamanho da amostra observada.
Quanto menor o comprimento da ocular, maior será a ampliação (porque a ampliação da ocular é inversamente proporcional à distância focal da ocular).
2. O papel da ocular
É para ampliar ainda mais a imagem real claramente resolvida que foi ampliada pela lente objetiva, na medida em que o olho humano possa distingui-la facilmente. A ampliação das oculares comumente usadas é de 5-16 vezes.
3. Relação entre ocular e lente objetiva
A estrutura fina que foi claramente resolvida pela lente objetiva, se não for ampliada novamente pela ocular e não puder atingir o tamanho que o olho humano pode distinguir, então não será vista com clareza; mas a estrutura fina que não pode ser resolvida pela lente objetiva ainda pode ser vista claramente, mesmo que seja ampliada novamente por uma ocular de alta potência, de modo que a ocular só pode ser usada para ampliação e não melhorará a resolução do microscópio . Às vezes, embora a lente objetiva possa distinguir dois pontos de objetos muito próximos, ainda é impossível ver claramente porque a distância entre as imagens desses dois pontos de objetos é menor que a distância de resolução dos olhos. Portanto, a ocular e a lente objetiva não estão apenas relacionadas entre si, mas também se restringem.
