הסבר מפורט על שבעת הפרמטרים של המיקרוסקופ האופטי
במהלך בדיקה מיקרוסקופית, אנשים תמיד מקווים לקבל תמונה אידיאלית ברורה ובהירה, המחייבת את הפרמטרים הטכניים האופטיים של המיקרוסקופ לעמוד בסטנדרטים מסוימים, ודורשת כי בעת השימוש, יש לתאם אותו בהתאם למטרת הבדיקה המיקרוסקופית והמציאות בפועל. יחסי מצב בין פרמטרים. רק כך נוכל לתת משחק מלא לביצוע התקין של המיקרוסקופ ולקבל תוצאות בדיקה מיקרוסקופיות משביעות רצון.
הפרמטרים הטכניים האופטיים של המיקרוסקופ כוללים: צמצם מספרי, רזולוציה, הגדלה, עומק מיקוד, רוחב שדה הראייה, כיסוי לקוי, מרחק עבודה וכו'. לא תמיד פרמטרים אלו הם גבוהים יותר טוב יותר. הם מגבילים הדדית. בעת השימוש יש לתאם את היחס בין הפרמטרים לפי מטרת המיקרוסקופיה והמצב בפועל, אך יש להבטיח את הרזולוציה.
1. צמצם מספרי
צמצם מספרי מקוצר כ-NA. צמצם מספרי הוא הפרמטר הטכני העיקרי של עדשת אובייקטיבית ועדשת מעבה, והוא אינדיקטור חשוב לשפוט את הביצועים של שניהם (במיוחד עבור עדשת אובייקטיבית). גודל הערך המספרי שלו מסומן על המעטפת של עדשת המטרה ועדשת הקבל בהתאמה.
הצמצם המספרי (NA) הוא מכפלה של מקדם השבירה (n) של המדיום בין העדשה הקדמית של עדשת האובייקט לאובייקט שייבדק והסינוס של חצי זווית הצמצם (u). הנוסחה באה לידי ביטוי באופן הבא: NA=nsinu/2
זווית צמצם, המכונה גם "זווית מראה", היא הזווית שנוצרת על ידי נקודת האובייקט על הציר האופטי של עדשת האובייקט והקוטר האפקטיבי של העדשה הקדמית של עדשת האובייקט. ככל שזווית הצמצם גדולה יותר, כך האור הנכנס לאובייקטיבי בהיר יותר, שהוא פרופורציונלי לקוטר האפקטיבי של האובייקט וביחס הפוך למרחק מנקודת המוקד.
במהלך תצפית במיקרוסקופ, אם רוצים להגדיל את ערך ה-NA, לא ניתן להגדיל את זווית הצמצם. הדרך היחידה היא להגדיל את ערך השבירה n של המדיום. בהתבסס על עיקרון זה, מיוצרות עדשת אובייקטיבי טבילה במים ועדשת אובייקטיבי טבילת שמן. מכיוון שמקדם השבירה n של המדיום גדול מ-1, ערך NA יכול להיות גדול מ-1.
ערך הצמצם המספרי המקסימלי הוא 1.4, שהגיע לגבול הן מבחינה תיאורטית והן מבחינה טכנית. כיום, ברונפטלין עם מקדם שבירה גבוה משמש כמדיום. מקדם השבירה של ברונפטלין הוא 1.66, כך שערך ה-NA יכול להיות גדול מ-1.4.
יש לציין כאן שכדי לתת משחק מלא להשפעת הצמצם המספרי של עדשת האובייקטיב, ערך ה-NA של המעבה צריך להיות שווה או מעט גדול מערך ה-NA של עדשת האובייקטיב במהלך התצפית.
לצמצם מספרי יש קשר הדוק עם פרמטרים טכניים אחרים, והוא כמעט קובע ומשפיע על פרמטרים טכניים אחרים. הוא פרופורציונלי לרזולוציה, פרופורציונלי להגדלה, ויחס הפוך לעומק המיקוד. ככל שערך ה-NA עולה, רוחב שדה הראייה ומרחק העבודה יקטן בהתאם.
2. רזולוציה
הרזולוציה של המיקרוסקופ מתייחסת למרחק הקטן ביותר בין שתי נקודות אובייקט שניתן להבחין בבירור על ידי המיקרוסקופ, המכונה גם "שיעור ההבחנה". נוסחת החישוב שלו היא σ=λ/NA
כאשר σ הוא מרחק הרזולוציה המינימלי; λ הוא אורך הגל של האור; NA הוא הצמצם המספרי של עדשת האובייקטיב. הרזולוציה של עדשת האובייקט הנראית לעין נקבעת על ידי ערך ה-NA של עדשת האובייקט ואורך הגל של מקור האור ההארה. ככל שערך ה-NA גדול יותר, אורך הגל של אור ההארה קצר יותר, ערך σ קטן יותר, והרזולוציה גבוהה יותר.
כדי לשפר את הרזולוציה, כלומר להפחית את ערך σ, ניתן לנקוט באמצעים הבאים
(1) הקטינו את אורך הגל λ והשתמשו במקור אור באורך גל קצר.
(2) הגדל את ערך n של המדיום כדי להגדיל את ערך NA (NA=nsinu/2).
(3) הגדל את ערך זווית הצמצם u כדי להגדיל את ערך NA.
(4) הגדל את הניגודיות בין אור לחושך.
3. הגדלה והגדלה יעילה
בשל שתי ההגדלות של עדשת האובייקט והעינית, ההגדלה הכוללת Γ של המיקרוסקופ צריכה להיות תוצר של הגדלה של עדשת האובייקט וההגדלה של העינית Γ1:
Γ= Γ1
ברור שלמיקרוסקופ יכולה להיות הגדלה הרבה יותר גבוהה מזו של זכוכית המגדלת, וניתן לשנות בקלות את הגדלה של המיקרוסקופ על ידי החלפת עדשות אובייקטיביות ועיניות בהגדלות שונות.
הגדלה היא גם פרמטר חשוב של המיקרוסקופ, אך איננו יכולים להאמין באופן עיוור שככל שההגדלה גבוהה יותר, כך ייטב. הגבול של הגדלה במיקרוסקופ הוא ההגדלה האפקטיבית.
רזולוציה והגדלה הם שני מושגים שונים אך סותרים זה את זה. יש נוסחה יחסית: 500NA<><>
כאשר הצמצם המספרי של עדשת האובייקט הנבחרת אינו גדול מספיק, כלומר הרזולוציה אינה גבוהה מספיק, המיקרוסקופ אינו יכול להבחין במבנה העדין של האובייקט. בשלב זה, גם אם הגדלה מוגזמת, ניתן לקבל רק תמונה עם קו מתאר גדול אך פרטים לא ברורים. , הנקרא ההגדלה הלא יעילה. מצד שני, אם הרזולוציה עמדה בדרישות וההגדלה אינה מספקת, למיקרוסקופ יש יכולת פתרון, אך התמונה קטנה מכדי להיראות בבירור בעין האנושית. לכן, על מנת לתת משחק מלא לכוח הרזולוציה של המיקרוסקופ, יש להתאים את הצמצם המספרי בצורה סבירה להגדלה הכוללת של המיקרוסקופ.
4. עומק מיקוד
עומק המיקוד הוא קיצור של עומק המיקוד, כלומר, כאשר משתמשים במיקרוסקופ, כאשר המיקוד הוא על עצם, לא רק את הנקודות במישור הנקודה ניתן לראות בבירור, אלא גם בעובי מסוים. מעל ומתחת למטוס. ברור שהעובי של החלק הברור הזה הוא עומק המיקוד. כאשר עומק המיקוד גדול, ניתן לראות את כל השכבה של האובייקט המיועד לבדיקה, בעוד כאשר עומק המיקוד קטן, ניתן לראות רק שכבה דקה של האובייקט המיועד לבדיקה. לעומק המיקוד יש את הקשר הבא עם פרמטרים טכניים אחרים:
(1) עומק המיקוד עומד ביחס הפוך להגדלה הכוללת ולצמצם המספרי של עדשת האובייקטיב.
(2) עומק המיקוד גדול והרזולוציה מצטמצמת.
בשל עומק השדה הגדול של עדשת האובייקטיב בהגדלה נמוכה, קשה לצלם עם עדשת האובייקטיבית בהגדלה נמוכה. פרטים יתוארו בצילומי המיקרו.
5. שדה ראייה (FieldOfView)
כאשר מתבוננים במיקרוסקופ, האזור העגול הבהיר הנראה נקרא שדה הראייה, וגודלו נקבע על ידי דיאפרגמת השדה בעינית.
קוטר שדה הראייה נקרא גם רוחב שדה הראייה, המתייחס לטווח הממשי של האובייקט הנבדק שניתן להכיל בשדה הראייה המעגלי הנראה במיקרוסקופ. ככל שקוטר שדה הראייה גדול יותר, כך קל יותר לצפייה.
יש את הנוסחה F=FN/
בנוסחה, F: קוטר שדה הראייה, FN: מספר שדה הראייה (FieldNumber, בקיצור FN, מסומן בצד החיצוני של קנה העדשה של העינית), : הגדלה של עדשת האובייקטיב. .
ניתן לראות זאת מהנוסחה:
(1) קוטר שדה הראייה הוא פרופורציונלי למספר שדות הראייה.
(2) הגדלת הכפולה של עדשת המטרה מפחיתה את קוטר שדה הראייה. לכן, אם אתה יכול לראות את כל התמונה של האובייקט הנבדק מתחת לעדשה בעוצמה נמוכה, ולהחליף אותה בעדשת אובייקטיבית בעוצמה גבוהה, אתה יכול לראות רק חלק קטן מהאובייקט הנבדק.
6. כיסוי גרוע
המערכת האופטית של המיקרוסקופ כוללת גם את זכוכית הכיסוי. עקב העובי הלא תקני של זכוכית הכיסוי, נתיב האור לאחר שהאור נכנס לאוויר מזכוכית הכיסוי ונשבר משתנה, וכתוצאה מכך הפרש פאזה, שהוא כיסוי גרוע. כיסוי לקוי משפיע על איכות הצליל של המיקרוסקופ.
בעולם, העובי הסטנדרטי של זכוכית הכיסוי הוא {{0}}.17 מ"מ, והטווח המותר הוא 0.16-0.18 מ"מ. בייצור עדשת האובייקטיב חושבה הסטייה בטווח עובי זה. ה-0.17 המסומן על בית עדשת האובייקטיב מציין את העובי הנדרש של זכוכית הכיסוי עבור עדשת האובייקט.
7. מרחק עבודה WD
מרחק העבודה נקרא גם מרחק האובייקט, המתייחס למרחק בין פני השטח של העדשה הקדמית של עדשת האובייקט לבין האובייקט המיועד לבדיקה. במהלך בדיקת מיקרוסקופ, האובייקט שייבדק צריך להיות בין פי אחד לשניים מאורך המוקד של עדשת האובייקט. לכן, זה ואורך המוקד הם שני מושגים. מה שאנו מכנים בדרך כלל מיקוד הוא למעשה התאמת מרחק העבודה.
כאשר הצמצם המספרי של עדשת המטרה קבוע, מרחק העבודה קצר וזווית הצמצם גדולה.
לעדשת האובייקטיב החזקה עם צמצם מספרי גדול יש מרחק עבודה קטן.
