Ước tính độ phóng đại của kính hiển vi quang học
Kính hiển vi quang học có thể được phân loại thành kính hiển vi quan sát cơ thể, kính hiển vi trực giao và kính hiển vi đảo ngược, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sinh học, khoa học vật liệu, khoáng sản, an toàn thực phẩm, v.v. Độ phân giải cuối cùng của kính hiển vi quang học được giới hạn ở 2{{ 5}}0nm. Do nguồn sáng và môi trường làm đầy được sử dụng trong kính hiển vi quang học, độ phân giải cuối cùng của kính hiển vi quang học có thể thấp tới 200 nm và các vật thể nhỏ hơn 200 nm cần được quan sát rõ ràng bằng kính hiển vi đồng tiêu laser, kính hiển vi huỳnh quang siêu phân giải, kính hiển vi quét kính hiển vi điện tử và kính hiển vi lực nguyên tử. Hiệu ứng phóng đại của kính hiển vi quang học lên một vật thể không phải là độ phóng đại của toàn bộ diện tích của vật thể mà là độ phóng đại của chiều dài hoặc chiều rộng của vật thể. Thông thường, mắt người có thể phân biệt được vật thể nhỏ nhất trong phạm vi khoảng cách nhìn thấy là 0.1-0.3 mm, vậy trong thực tế sử dụng kính hiển vi quang học để quan sát vật thể, độ phóng đại của vật thể đó bao nhiêu lần mới có thể dùng mắt người để quan sát rõ ràng? Bài viết này đưa ra một ước tính đơn giản về độ phóng đại của kính hiển vi quang học.
Kính hiển vi quang học phóng đại, có hai phương pháp tính toán:
(1) độ phóng đại quang học. Độ phóng đại quang học là dùng thị kính từ kính hiển vi để quan sát tác dụng của vật được phóng đại, kết quả độ phóng đại chúng ta gọi là độ phóng đại quang học. Việc tính toán độ phóng đại quang học tương đối đơn giản, là độ phóng đại của vật kính × độ phóng đại của thị kính. Ví dụ, để tính độ phóng đại của kính hiển vi soi nổi, độ phóng đại liên tục là 0.7 - 4.5, thị kính là 10 lần, thì độ phóng đại của kính hiển vi soi nổi này là 7 - 45 lần. Nếu kính hiển vi có vật kính và thị kính thì độ phóng đại tổng cộng của kính hiển vi có được bằng cách đặt trực tiếp độ phóng đại của vật kính × độ phóng đại của thị kính.
(2) Độ phóng đại kỹ thuật số. Độ phóng đại kỹ thuật số thường đề cập đến độ phóng đại của vật thể sau khi chụp ảnh thiết bị bên ngoài. Hiện nay, trên thị trường có nhiều kính hiển vi ba mắt hơn, thông qua CCD kết nối với máy tính, màn hình LCD và các thiết bị hình ảnh khác để quan sát hình ảnh. Vật thể được phóng to lên bao nhiêu lần sau khi kết nối với thiết bị bên ngoài? Hai phương pháp tính toán được đưa ra.
(a) Nếu có dữ liệu chính xác về kích thước thực tế của vật thể đang quan sát thì có thể tính bằng công thức: độ phóng đại thực tế của vật thể=kích thước phóng đại của vật thể / kích thước thực tế của vật thể sự vật. Nếu kích thước thực tế của vật thể là 2 μm thì sau khi chụp ảnh trên màn hình, bạn có thể lấy thước đo để đo chiều dài của vật thể chụp ảnh. Nếu chiều dài đo được của vật là 2 mm thì vật đó được phóng đại 1000 lần.
(b) Nếu bạn không biết rõ kích thước của vật thì bạn có thể tính nó bằng công thức sau.
Độ phóng đại kỹ thuật số=Độ phóng đại của vật kính × {25,4 × kích thước màn hình (inch) / chiều dài đường chéo CCD} × độ phóng đại của vòng kết nối
Mô tả các tham số trong công thức:
--Độ phóng đại của vật kính đề cập đến độ phóng đại của vật kính của kính hiển vi đang được sử dụng, chẳng hạn như 5x, 10x, 20x, v.v;
{{0}}Độ phóng đại của vòng kết nối đề cập đến độ phóng đại của giao diện ba mắt, thường là 1x, nhưng cũng có thể là 0.35,0,5x;
--25.4 x kích thước màn hình, là kích thước màn hình được quy đổi thành mm, 1 inch=25.4 mm;
-- Độ dài của đường chéo CCD đề cập đến kích thước chip của CCD, thường là 1/3 inch, 1/2 inch hoặc 2/3 inch, tương ứng với chiều dài 6 mm, 8 mm hoặc 11 mm, tương ứng.
Lưu ý: Giá trị tính theo công thức phóng đại số cũng cần xét đến số lượng điểm ảnh trên màn hình khi áp dụng vào thực tế. Nếu số lượng pixel thấp thì cũng khó quan sát được các vật thể có kích thước nhỏ hơn.
Ví dụ tính toán:
(1) Quan sát bằng kính hiển vi kim loại của vật hàn trên bảng mạch
Thông số kính hiển vi: độ phóng đại vật kính là 20 lần, độ phóng đại thị kính là 10 lần, giao diện ba mắt là 1 lần, đường chéo của CCD là 1/3 inch và kích thước màn hình là 19 inch.
Độ phóng đại quang học=độ phóng đại vật kính x độ phóng đại thị kính=20 x 10=200 lần
Độ phóng đại kỹ thuật số=độ phóng đại vật kính × {25,4 × kích thước màn hình (inch) / chiều dài đường chéo CCD } × độ phóng đại của vòng kết nối=20 × {25,4 × 19/6} × {{ 8}},67 lần
