באילו סקטורים נעשה הכי הרבה שימוש במיקרוסקופים אופטיים?
בתי חולים הם מקומות היישום הגדולים ביותר למיקרוסקופים, המשמשים בעיקר לבדיקת מידע כגון שינויים בנוזלי הגוף של המטופל, חיידקים הפולשים לגוף האדם, שינויים במבנה רקמת התא וכו', ומספקים לרופאים שיטות התייחסות ואימות לגיבוש הטיפול תוכניות. בניתוח, המיקרוסקופ הוא הכלי החשוב ביותר לרופאים; בחקלאות, גידול, הדברה ועבודה אחרת לא יכולים להסתדר ללא עזרת המיקרוסקופ; בייצור תעשייתי, בדיקת עיבוד והתאמת ההרכבה של חלקים עדינים, וחקר תכונות החומר מיומנויות; חוקרים פליליים מסתמכים לרוב על מיקרוסקופים כדי לנתח פשעים מיקרוסקופיים שונים, כאמצעי חשוב לקביעת הרוצח האמיתי; גם מחלקות להגנת הסביבה זקוקות למיקרוסקופים בעת גילוי מזהמים מוצקים שונים; מהנדסי גיאולוגיה וכרייה ושרידים תרבותיים וארכיאולוגים משתמשים במיקרוסקופים. הרמזים שנמצאו יכולים לשפוט את מרבצי המינרלים העמוקים מתחת לאדמה או להסיק את האמת ההיסטורית המאובקת; אפילו חיי היומיום של אנשים לא יכולים להסתדר בלי מיקרוסקופים, כמו תעשיית היופי והמספרה, שיכולה להשתמש במיקרוסקופים כדי לזהות את איכות העור והשיער. לתוצאות הטובות ביותר. ניתן לראות עד כמה המיקרוסקופ משולב עם הייצור והחיים של אנשים.
על פי מטרות יישום שונות, ניתן לסווג מיקרוסקופים באופן גס לארבע קטגוריות: מיקרוסקופים ביולוגיים, מיקרוסקופים מטאלוגרפיים, מיקרוסקופים סטריאו ומיקרוסקופים מקטבים. כפי שהשם מרמז, מיקרוסקופים ביולוגיים משמשים בעיקר בביו-רפואה, וחפצי התצפית הם לרוב גופי מיקרו שקופים או שקופים; מיקרוסקופים מטאלוגרפיים משמשים בעיקר כדי להתבונן על פני השטח של עצמים אטומים, כגון המבנה המטאלוגרפי ופגמים פני השטח של חומרים; בעוד שהאובייקט מוגדל ומצטלם, גם האוריינטציה של האובייקט והתמונה ביחס לעין האנושית עקבית, וישנה תחושת עומק, העולה בקנה אחד עם הרגלי הראייה המקובלים של אנשים; מיקרוסקופים מקטבים משתמשים במאפייני ההעברה או ההשתקפות של חומרים שונים לאור מקוטב כדי להבחין ברכיבי מיקרו עצמים שונים. בנוסף, ניתן גם לחלק כמה סוגים מיוחדים, כמו מיקרוסקופ ביולוגי הפוך או מיקרוסקופ תרבית, המשמש בעיקר לצפייה בתרבית דרך תחתית כלי התרבית; מיקרוסקופ פלואורסצנטי משתמש בחומרים מסוימים כדי לספוג אור ספציפי באורך גל קצר יותר. המאפיינים של פליטת אור ספציפי באורך גל ארוך יותר כדי לגלות את קיומם של חומרים אלה ולשפוט את תוכנם; מיקרוסקופ ההשוואה יכול ליצור תמונות צמודות או מרותקות של שני עצמים באותו שדה ראייה, כדי להשוות את הדמיון וההבדלים של שני העצמים.
מיקרוסקופים אופטיים מסורתיים מורכבים בעיקר ממערכות אופטיות ומהמבנים המכניים התומכים שלהן. המערכות האופטיות כוללות עדשות אובייקטיביות, עיניות ועדשות מעבה, כולן משקפי הגדלה מסובכים העשויים משקפיים אופטיות שונות. עדשת האובייקטיבית מגדילה את תמונת הדגימה, וההגדלה שלה M אובייקט נקבעת על ידי הנוסחה הבאה: M אובייקט=Δ∕f' אובייקט , כאשר אובייקט f' הוא אורך המוקד של עדשת האובייקטיב, ו-Δ ניתן להבין את המרחק בין עדשת האובייקטיב לעינית. העינית מגדילה שוב את התמונה שנוצרת על ידי עדשת האובייקטיב, ויוצרת תמונה וירטואלית ב-250 מ"מ מול העין האנושית לצורך התבוננות. זוהי עמדת התצפית הנוחה ביותר עבור רוב האנשים. ההגדלה של העינית M eye=250/f' eye, f' eye היא אורך המוקד של העינית. ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ היא המכפלה של עדשת האובייקטיב והעינית, כלומר M=M אובייקט*M eye=Δ*250/f' eye *f; לְהִתְנַגֵד. ניתן לראות שהקטנת אורך המוקד של עדשת האובייקט והעינית תגדיל את ההגדלה הכוללת, שהיא המפתח לראיית חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים עם מיקרוסקופ, וזה גם ההבדל בינה לבין משקפי מגדלת רגילים.
אז האם ניתן להעלות על הדעת לצמצם את רשת f' object f' ללא הגבלה, כדי להגדיל את ההגדלה, כדי שנוכל לראות עצמים עדינים יותר? התשובה היא לא! הסיבה לכך היא שהאור המשמש להדמיה הוא בעצם סוג של גל אלקטרומגנטי, ולכן תופעות של עקיפה והפרעות יתרחשו בהכרח במהלך תהליך ההתפשטות, בדיוק כמו שהגלים על פני המים שניתן לראות בחיי היומיום יכולים להסתובב כאשר נתקלים במכשולים. , ושני עמודים של גלי מים יכולים לחזק זה את זה כאשר הם נפגשים או להחליש אותו הדבר. כאשר גל האור הנפלט מעצם זוהר בצורת נקודה נכנס לעדשת האובייקטיב, המסגרת של עדשת האובייקט מעכבת את התפשטות האור, וכתוצאה מכך יש עקיפה והפרעות. ישנה סדרה של טבעות אור בעוצמה חלשה ונחלשת בהדרגה. אנו קוראים לנקודת האור המרכזית כמו הדיסק האוורירי. כאשר שתי נקודות פולטות אור קרובות למרחק מסוים, שני כתמי האור יהיו חופפים עד שלא ניתן לאשרם כשני כתמי אור. ריילי הציע תקן שיפוט, מתוך מחשבה שכאשר המרחק בין המרכזים של שני כתמי האור שווה לרדיוס של הדיסק האוורירי, ניתן להבחין בין שני כתמי האור. לאחר החישוב, המרחק בין שתי נקודות פולטות האור בזמן זה הוא e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, כאשר I הוא אורך הגל של האור, אורך הגל של אור שיכול להתקבל על ידי העין האנושית הוא בערך 0.4-0.7um, ו-n הוא מקדם השבירה של המדיום שבו נמצאת נקודת פולטת האור, כגון באוויר, n ≈1, במים, n≈1.33, ו-A הוא מחצית מזווית הפתיחה של נקודת פולטת האור למסגרת של עדשת האובייקט, ו-NA נקרא הצמצם המספרי של עדשת האובייקט. ניתן לראות מהנוסחה לעיל שהמרחק בין שתי נקודות שניתן להבחין בהן על ידי עדשת האובייקטיב מוגבל על ידי אורך הגל של האור והצמצם המספרי. מכיוון שאורך הגל של הראייה החריפה ביותר של העין האנושית הוא בערך 0.5um, והזווית A אינה יכולה לעלות על 90 מעלות, sinA תמיד קטן מ-1. מקדם השבירה המרבי של הזמינות המדיום המעביר אור הוא בערך 1.5, כך שהערך e תמיד גדול מ-0.2um, שהוא המרחק הגבול המינימלי שהמיקרוסקופ האופטי יכול להבחין בו. הגדל את התמונה דרך מיקרוסקופ, אם אתה רוצה להגדיל את מרחק נקודת האובייקט e שניתן להסדיר על ידי עדשת האובייקט עם ערך NA מסוים מספיק כדי להיפתר על ידי העין האנושית, אתה צריך Me Greater מ או שווה ל-{{26 }}.15 מ"מ, כאשר {{30}}.15 מ"מ הוא הערך הניסיוני של העין האנושית המרחק המינימלי בין שני מיקרו-אובייקטים שניתן להבחין ב-250 מ"מ מול העיניים, כך ש- M גדול מ או שווה ל-(0.15∕0.61 אינץ') NA≈500N.A, כדי שהצפייה לא תהיה עמלנית מדי, מספיק להכפיל את ה-M, כלומר 500N. A פחות או שווה ל-M פחות או שווה ל-1000N.A הוא טווח בחירה סביר של ההגדלה הכוללת של המיקרוסקופ. לא משנה כמה גדולה ההגדלה הכוללת, היא חסרת משמעות, מכיוון שהצמצם המספרי של עדשת האובייקט הגביל את המרחק המינימלי שניתן לפתור, ואי אפשר להבחין יותר על ידי הגדלת ההגדלה. חפצים קטנים מפורטים.
