הקשר בין הגדלה מוחלטת לרזולוציה של מיקרוסקופי שמן מיקרוביולוגיים
בדרך כלל ישנם שלושה סוגים של עדשות אובייקטיביות למיקרוסקופים המשמשים במחקר מיקרוביולוגי: עדשת אובייקטיבית בהגדלה נמוכה של שמן (10×), עדשת אובייקטיבית בהגדלה גבוהה (40×), ועדשת שמן ( 100×). ישנה גם המילה "OI" (טבילת שמן) המציינת שיש לה את ההגדלה הגדולה ביותר מבין השלושה. בהתאם לשימוש בעיניות עם הגדלות שונות, ניתן להגדיל את האובייקט הנבדק 1000-1600 פעמים. בשימוש, ההבדל בין עדשות שמן לעדשות אובייקטיביות אחרות הוא שאין שכבת אוויר בין השקף לעדשת האובייקטיב, אלא שכבת שמן, הנקראת מערכת טבילת שמן. שמן ארז משמש לעתים קרובות כשמן זה מכיוון שמקדם השבירה של שמן ארז הוא n=1.52, שזהה לזכוכית. כאשר האור עובר דרך שקף הזכוכית, הוא יכול להיכנס לעדשת האובייקטיב ישירות דרך שמן הארז ללא שבירה. אם המדיום בין שקף הזכוכית לעדשת המטרה הוא אוויר, זה נקרא מערכת יבשה. כאשר האור עובר דרך שקף הזכוכית, הוא נשבר ומתפזר, והאור הנכנס לעדשת האובייקט מופחת כמובן, מה שמפחית את הארת שדה הראייה. השימוש בעדשות שמן יכול לא רק להגביר את ההארה, אלא גם להגדיל את הצמצם המספרי, מכיוון שיעילות ההגדלה של המיקרוסקופ נקבעת על ידי הצמצם המספרי שלו. מה שנקרא צמצם מספרי הוא מכפלה של מחצית הסינוס של הזווית המרבית שבה מוקרן האור על עדשת האובייקט (המכונה זווית העדשה) כפול מקדם השבירה של המדיום שבין לוח הזכוכית לעדשת האובייקט. ניתן לבטא אותו בנוסחה הבאה: NA=n×sinа שבו NA{{10}} צמצם מספרי; n=מקדם השבירה של המדיום; a=מחצית מזווית הפגיעה המקסימלית, כלומר מחצית מזווית הפה של המראה. לכן, ככל שהזווית שבה האור פוגע באובייקט גדולה יותר, כך יעילות המיקרוסקופ גדולה יותר. גודל זווית זו נקבע על פי הקוטר ואורך המוקד של המטרה. במקביל, הגבול התיאורטי של a הוא 90. . sin90. =1, כך שכאשר נעשה שימוש באוויר כמדיום (n=1), הצמצם המספרי אינו יכול לעלות על 1. לדוגמה, כאשר נעשה שימוש בשמן ארז כמדיום, n גדל, והצמצם המספרי גם עולה. לדוגמה, אם זווית הפגיעה של האור היא 120o, וחצי הסינוס שלו הוא sin60o=0.87, אזי: כאשר האוויר משמש כאמצעי: NA{ {22}}×0.87=0.87 כאשר משתמשים במים כתווך: NA=1.33×0.87=1.15 כאשר משתמשים בשמן ארז כאמצעי : NA =1.52×0.87=1.32 הרזולוציה של מיקרוסקופ מתייחסת ליכולתו של המיקרוסקופ להבחין בין המרחק המינימלי בין שתי נקודות. הוא פרופורציונלי ישיר לצמצם המספרי של עדשת האובייקט ובפרופורציונלי הפוך לאורך אורך הגל. לכן, ככל שהצמצם המספרי של עדשת האובייקטיבי גדול יותר ואורך הגל של גל האור קצר יותר, כך רזולוציית המיקרוסקופ גדולה יותר וניתן להבחין בצורה ברורה יותר במבנה העדין של האובייקט הנבדק. לכן, רזולוציה גבוהה פירושה מרחק קטן שניתן לפתרון. שני גורמים אלו קשורים ביחס הפוך. בדרך כלל יש אנשים שמדברים על הרזולוציה כמיקרומטרים או ננומטרים. זה למעשה מבלבל את הרזולוציה עם מרחק הרזולוציה המינימלי. התעורר. כוח הרזולוציה של מיקרוסקופ מתבטא במרחק המינימלי שניתן לפתור. המרחק המינימלי שניתן להבחין בין שתי נקודות=λ/2NA שבהן אורך הגל λ=של גל האור. האורך הממוצע של גלי האור שהעיניים שלנו חשופות הוא 0.55 מיקרומטר. אם משתמשים בעדשת אובייקטיבית בעוצמה גבוהה עם צמצם מספרי של 0.65, היא יכולה להבחין בין שתי נקודות. הוא 0.42 מיקרומטר. לא ניתן להבחין בין שתי נקודות מתחת ל-0.42 מיקרומטר. גם אם משתמשים בעינית גדולה יותר כדי להגדיל את ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ, עדיין לא ניתן להבחין בה. הפתרון היחיד הוא להשתמש בעדשת אובייקטיבית גדולה יותר עם צמצם מספרי גדול יותר כדי להגביר את הרזולוציה שלה. לדוגמה, בעת שימוש בעדשת שמן עם צמצם מספרי של 1.25, המרחק המינימלי בין שתי נקודות שניתן להבחין בהן=0.55/(2×1.25)=0.22μm. לכן, אנו יכולים לראות שאם משתמשים בעדשת אובייקטיבית בעלת הספק גבוה (NA=0.65) בהגדלה של פי 40 ועינית בהגדלה של פי 24, למרות שההגדלה הכוללת היא פי 960, מרחק הרזולוציה המינימלי הוא 0.42 מיקרומטר בלבד. אם אתה משתמש בעדשת שמן בהגדלה של פי 90 (NA=1.25) ובעינית בהגדלה של פי 9, למרות שההגדלה הכוללת היא פי 810, תוכל לפתור מרחק של 0.22 מיקרומטר.
