כיצד אוכל לשפר את הרזולוציה של המיקרוסקופ שלי?
מיקרוסקופ כאחד הציוד העיקרי לבדיקת ציוד, והמדד החשוב לשפוט את ביצועי המיקרוסקופ הוא הרזולוציה. רזולוציה מתייחסת ליכולת להבחין בבירור בין שתי נקודות קטנות או למרחק הקטן יותר בין שני קווים. העין האנושית עצמה היא מיקרוסקופ, בתנאי תאורה סטנדרטיים, העין האנושית במרחק הראייה (מוכר בינלאומי כ-25 ס"מ) ברזולוציה של כ-1/10 מ"מ. לצפייה בשני קווים ישרים, בשל סדרה של קווים ישרים יכולים לעורר סדרה של תאי עצב, ניתן להגדיל מעט את הרזולוציה של העין.
הרזולוציה של העין האנושית היא רק 1/10 מ"מ, כך שהעין האנושית לא יכולה להבחין בין עצמים קטנים מ-1/10 מ"מ או במרחק בין שני עצמים זעירים קרובים מ-1/10 מ"מ. לכן, מזכוכית המגדלת המקרוסקופית הפשוטה ועד התצפית המיקרוסקופית של המיקרוסקופ האופטי, ואחריה מיקרוסקופ האלקטרונים. הרזולוציה של מיקרוסקופ מוגדרת כמרחק הקטן יותר בין שתי נקודות קטנות שניתן להבחין בבירור על הדגימה. נוסחת החישוב שלו היא: D=0.61λ / NA
איפה: D עבור ההחלטה (אום); λ עבור אורך הגל של מקור האור (אום); NA עבור הקליבר המספרי של עדשת האובייקטיב (הידוע גם כקצב הפה במראה).
מהנוסחה ניתן לקבל, הרזולוציה של המיקרוסקופ נקבעת על פי אורך הגל של מקור האור הנכנס והצמצם המספרי של עדשת האובייקטיבית התואמת. ניתן לראות כי השיטה לשיפור המיקרוסקופ האופטי:
1, להפחית את אורך הגל של מקור האור.
אור נראה קצר יותר באורך גל של 390nm, אם אורך הגל של האור האולטרה סגול כמקור הארה, ניתן להפחית את הרזולוציה של המיקרוסקופ האופטי ל-0.2 אום. אבל בשל רוב החומרים הנפוצים, זכוכית תהיה מספר רב של בליעה של אורכי גל של 340nm או פחות, האור האולטרה סגול לאחר מספר רב של הנחתה לא יכול להיווצר לאחר תמונה ברורה ובהירה. לכן, עלינו להשתמש בקוורץ (מעביר אור אולטרה סגול נמוך עד 200 ננומטר), אבן ניאון (מעביר אור אולטרה סגול נמוך עד 185 ננומטר) וחומרים יקרים אחרים, ולא ניתן לצפות במיקרוסקופיה אולטרה סגולה בעין בלתי מזוינת, ואפילו בכפוף ל מגבלות הדגימות הנצפות, יחד עם העלות היקרה, כך שדרך זו לשיפור הרזולוציה של המיקרוסקופ בשל מגבלותיו ואינה נמצאת בשימוש נרחב.
2 עדשת האובייקטיבית משמשת להגדלת הצמצם המספרי NA.
צמצם מספרי NA=n*sin(u)
כאשר n הוא מקדם השבירה של המדיום בין עדשת המטרה לדגימה; u היא חצי זווית הצמצם של עדשת האובייקטיב. לכן, מעיצוב אופטי של שימוש מתאים בזווית צמצם גדולה יותר, או הגדלת מקדם השבירה הפך נפוץ יותר לשיפור הרזולוציה של המיקרוסקופ האופטי. מטרה כללית בהגדלה נמוכה כגון 10X מתחת לאמצעי השימוש באוויר, מקדם שבירה של 1, כלומר, מטרת המערכת היבשה; מדיום טבילה במים הוא מים מזוקקים, מקדם השבירה שלו הוא 1.33; מדיום אובייקטיבי טבול בשמן הוא שמן ארז או שמן שקוף אחר, מקדם השבירה שלו הוא בדרך כלל בסביבה של 1.52, קרוב למקדם השבירה של העדשה והשקופית, כמו עדשת השמן 100X של אולימפוס. מטרת טבילה במים ומטרת טבילת שמן היא לא רק הגדלה גבוהה אלא גם בשל השימוש במקדם השבירה הגבוה של המדיום, ובכך משפר את הרזולוציה של המטרה.
