איך יודעים את ההגדלה של העיניות ועדשות האובייקטיביות של מיקרוסקופ אופטי?
ההגדלה של מיקרוסקופ אופטי היא תוצר של הגדלה של עדשת האובייקטיב וההגדלה של העינית. לדוגמה, אם עדשת המטרה היא 10× והעינית היא 10×, ההגדלה היא 10×10=100.
1. סיווג עדשות אובייקטיביות:
ניתן לחלק עדשות אובייקטיביות למטרות יבשות ולמטרות טבילה נוזלית בהתאם לתנאי שימוש שונים; ניתן לחלק מטרות טבילה בנוזל למטרות טבילה במים ולמטרות טבילה בשמן (ההגדלה הנפוצה היא פי 90-100).
לפי הגדלות שונות, ניתן לחלק אותו לעדשות אובייקטיביות בעלות הספק נמוך (פי פחות מ-10), אובייקטים בעוצמה בינונית (כפי 20), וליעדים בעוצמה גבוהה (פי 40-65).
על פי תיקון הסטייה, היא מחולקת לעדשת אובייקטיבית אכרומטית (בשימוש נפוץ, עדשת אובייקטיבית שיכולה לתקן סטייה כרומטית של שני צבעי אור בספקטרום) ועדשת אובייקטיבית אפוכרומטית (עדשה אובייקטיבית שיכולה לתקן סטייה כרומטית של שלושה צבעים של אור בספקטרום, יקר ונדיר בשימוש).
2. פרמטרים עיקריים של עדשת אובייקטיבית:
הפרמטרים העיקריים של עדשת האובייקטיב כוללים: הגדלה, צמצם מספרי ומרחק עבודה.
① הגדלה מתייחסת ליחס בין גודל התמונה שנראית על ידי העין לגודל הדגימה המתאימה. זה מתייחס ליחס האורכים ולא ליחס השטחים. דוגמה: ההגדלה היא 100×, המתייחסת לדגימה באורך של 1 מיקרומטר. אורך התמונה המוגדלת הוא 100 מיקרומטר. אם מחושב על סמך השטח, ההגדלה היא פי 10,000.
ההגדלה הכוללת של מיקרוסקופ שווה למכפלת ההגדלה של האובייקטיב והעיניות.
②. צמצם מספרי נקרא גם יחס צמצם עדשה, בקיצור NA או A. זהו הפרמטר העיקרי של עדשת האובייקטיב והמעבה והוא פרופורציונלי לרזולוציה של המיקרוסקופ. הצמצם המספרי של מטרות יבשות הוא 0.05-0.95, והצמצם המספרי של מטרות טבילה בשמן (שמן ארז) הוא 1.25.
③. מרחק העבודה מתייחס למרחק מהחלק התחתון של העדשה הקדמית של עדשת האובייקטיב לחלק העליון של זכוכית הכיסוי של הדגימה כאשר הדגימה הנצפה ברורה ביותר. מרחק העבודה של עדשת המטרה קשור לאורך המוקד של עדשת המטרה. ככל שאורך המוקד של עדשת המטרה ארוך יותר, כך ההגדלה נמוכה יותר ומרחק העבודה שלה ארוך יותר. לדוגמה: 10x עדשת אובייקטיבית מסומנת ב-10/0.25 ו-160/0.17, כאשר 10 היא ההגדלה של עדשת האובייקטיב; 0.25 הוא הצמצם המספרי; 160 הוא אורך קנה העדשה (במ"מ); 0.17 הוא העובי הסטנדרטי של זכוכית הכיסוי (במ"מ) ). מרחק העבודה האפקטיבי של עדשת האובייקטיב 10x הוא 6.5 מ"מ, ומרחק העבודה האפקטיבי של עדשת האובייקטיב 40x הוא 0.48 מ"מ.
3. תפקידה של עדשת המטרה היא להגדיל את הדגימה בפעם הראשונה. זה המרכיב החשוב ביותר שקובע את ביצועי המיקרוסקופ – רמת הרזולוציה.
רזולוציה נקראת גם רזולוציה או יכולת רזולוציה. גודל הרזולוציה מתבטא בערך המספרי של מרחק הרזולוציה (המרחק המינימלי בין שתי נקודות אובייקט שניתן לפתור). במרחק הצילום (25 ס"מ), עיניים אנושיות רגילות יכולות לראות בבירור שתי נקודות אובייקט 0.073 מ"מ זה מזה. ערך זה של 0.073 מ"מ הוא מרחק הרזולוציה של עיניים אנושיות רגילות. ככל שמרחק הרזולוציה של מיקרוסקופ קטן יותר, כך הרזולוציה שלו גבוהה יותר, כלומר הביצועים שלו טובים יותר.
הרזולוציה של מיקרוסקופ נקבעת על פי הרזולוציה של עדשת האובייקטיב, אשר בתורה נקבעת על ידי הצמצם המספרי שלה ואורך הגל של האור המאיר.
בעת שימוש בתאורה מרכזית רגילה (תאורה פוטופית המאפשרת לאור לעבור דרך הדגימה באופן שווה), מרחק הרזולוציה של המיקרוסקופ הוא d=0.61λ/NA
בנוסחה, d——מרחק פתרון של עדשת המטרה, יחידת ננומטר.
λ——אורך גל של אור תאורה, יחידת ננומטר.
NA ——צמצם מספרי של עדשת האובייקטיב
לדוגמה, הצמצם המספרי של עדשת אובייקטיבי טבילה בשמן הוא 1.25, טווח אורך הגל של האור הנראה הוא 400-700 ננומטר, ואורך הגל הממוצע הוא 550 ננומטר, ואז d=270 ננומטר, שהוא כמחצית מאורך הגל של אור ההארה. בדרך כלל, מגבלת הרזולוציה של מיקרוסקופ מואר באור נראה היא 0.2 מיקרומטר.
(2) עינית
מכיוון שהיא קרובה לעיני המתבונן, היא נקראת גם עינית. מותקן בקצה העליון של קנה העדשה.
1. מבנה עינית
בדרך כלל העינית מורכבת משני סטים של עדשות עליונות ותחתונות. העדשה העליונה נקראת עדשת העין, והעדשה התחתונה נקראת העדשה המתכנסת או עדשת השדה. קיים צמצם בין העדשה העליונה והתחתונה או מתחת לעדשת השדה (גודלו קובע את גודל שדה הראייה). מכיוון שהדגימה מצולמת בדיוק על משטח הצמצם, ניתן להדביק חתיכת שיער קטנה על הצמצם כמצביע כדי לציין מטרה של מאפיין מסוים. ניתן להניח עליו גם מיקרומטר עינית כדי למדוד את גודל הדגימה הנצפה.
ככל שאורך העינית קצר יותר, כך ההגדלה גדולה יותר (מכיוון שההגדלה של העינית עומדת ביחס הפוך לאורך המוקד של העינית).
2. תפקיד העינית
זה להגדיל עוד יותר את התמונה האמיתית הברורה שהוגדלה על ידי עדשת האובייקטיב עד כדי כך שהעין האנושית תוכל להבחין בה בקלות. ההגדלה של עיניות נפוצות היא פי 5-16.
3. הקשר בין עיניות לעדשות אובייקטיביות
המבנים העדינים שנפתרו בבירור על ידי עדשת האובייקטיבית לא ייראו בבירור אם הם לא מוגדלים מחדש על ידי העינית ולא יכולים להגיע לגודל שהעין האנושית יכולה לפתור. עם זאת, המבנים העדינים שאינם ניתנים לפתרון באמצעות עדשת האובייקטיבית לא יהיו גלויים למרות הגדלה מחדש על ידי העינית בעלת העוצמה הגבוהה. זה עדיין לא ברור, אז העינית יכולה לפעול רק כמגדילה ולא תשפר את הרזולוציה של המיקרוסקופ. לפעמים, למרות שעדשת האובייקט יכולה לפתור שתי נקודות אובייקט קרובות מאוד, עדיין אי אפשר לראות בבירור מכיוון שהמרחק בין התמונות של שתי נקודות האובייקט קטן ממרחק הרזולוציה של העין. לכן, העינית ועדשת האובייקטיבית קשורות זו לזו ומגבילות זו את זו.
