המבנה הבסיסי של מיקרוסקופ וכיצד פועלת עדשת שמן
מיקרוסקופים אופטיים כלליים מודרניים משתמשים במערכת של שתי עדשות, עינית ועדשה אובייקטיבית, כדי להגדיל את התמונה, ולעתים קרובות מכונים מיקרוסקופים מורכבים. הם מורכבים משני חלקים עיקריים: המכשיר המכני והמערכת האופטית. במערכת האופטית של המיקרוסקופ, הביצועים של עדשת האובייקטיב הם הקריטיים ביותר, מה שמשפיע ישירות על הרזולוציה של המיקרוסקופ. מבין מספר סוגי העדשות האובייקטיביות הנפוצות במיקרוסקופים אופטיים כלליים, לעדשת השמן יש את ההגדלה הגדולה ביותר והיא החשובה ביותר למחקר מיקרוביולוגי. בהשוואה לעדשות אובייקטיביות אחרות, השימוש בעדשות שמן מיוחד יותר, צריך להוסיף טיפה שמן מראה בין השקף לעדשה, וזה נובע בעיקר משני ההיבטים הבאים:
1. להגדיל את בהירות התאורה של מראת השמן הגדלה של עד 100 Χ, הגדלה של עדשה כה גדולה, אורך המוקד קצר מאוד, הקוטר קטן מאוד, אך עוצמת האור הנדרשת היא הגדולה ביותר. מנשיאת דגימות של השקופית דרך האור, עקב צפיפות מדיה שונה (מהשקופית לאוויר, ולאחר מכן לתוך העדשה), חלק מהאור יהיה בגלל שבירה או השתקפות מוחלטת, לא יכול להיכנס לעדשה, וכתוצאה מכך. בשימוש במראה השמן יהיה בגלל פחות אור, תמונת האובייקט לא נראית ברורה. אז כדי לא לעשות את האור דרך ההפסד, בשימוש במראה שמן יש להוסיף בין מראת השמן למגלשה עם מקדם השבירה של הזכוכית (n=1.55) בדומה למראה השמן (בדרך כלל עם שמן ארז, מקדם השבירה שלו n=1.52).
2. הגדל את הרזולוציה של המיקרוסקופ הרזולוציה או כוח הרזולוציה של מיקרוסקופ היא היכולת של המיקרוסקופ לזהות את המרחק המינימלי בין שתי נקודות. מנקודת מבט פיזיקלית, הרזולוציה של מיקרוסקופ אופטי מוגבלת על ידי תופעת ההפרעות וביצועי עדשת האובייקטיב בשימוש. ניתן לבטא את כוח הפתרון D באופן הבא: D=λ/2N.A, כאשר אורך הגל λ=של גל האור; NA=ערך צמצם מספרי של עדשת האובייקטיב. מקור אור של מיקרוסקופ אופטי אינו אפשרי מעבר לטווח אורכי הגל של האור הנראה (0.4 - 0.7 מיקרומטר), בעוד שערך הצמצם המספרי תלוי בעדשת האובייקט של זווית פי המראה ובשבירה אינדקס של המדיום בין השקופית לעדשה, שניתן לבטא כך: NA=n × sin שבו היא מחצית זווית כניסת האור המקסימלית. זה תלוי בקוטר ובאורך המוקד של עדשת המטרה, באופן כללי, בפועל, המקסימום יכול להגיע רק ל-120 O, ו-n עבור מקדם השבירה של המדיום. מכיוון שמקדם השבירה של שמן ארז (1.52) מאשר מקדם השבירה של אוויר ומים (בהתאמה, 1.0 ו-1.33) להיות גבוה יותר, אז שמן הארז כעדשה בשקופית בין המדיום של מראת שמן יכולה להשיג את ערך הצמצם המספרי (NA הוא בדרך כלל ב-1.2-1.4) להיות גבוה יותר מהעדשה בהגדלה נמוכה, בהגדלה גבוהה, כגון מראה יבשה (NA נמוך מ-1. 0). אם אורך הגל הממוצע של האור הנראה הוא 0.55 מיקרומטר, עדשת הגדלה גבוהה עם צמצם מספרי של 0.65 יכולה להבחין רק בין עצמים במרחק של לא פחות מ-0. 4 מיקרומטר, בעוד שהרזולוציה של מראת שמן יכולה להיות בערך 0.2 מיקרומטר.
