Làm thế nào có thể tăng độ phân giải của kính hiển vi?
Kính hiển vi là một trong những thiết bị chính của thiết bị kiểm tra và chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất của kính hiển vi là độ phân giải. Độ phân giải đề cập đến khả năng phân biệt rõ ràng khoảng cách nhỏ giữa hai điểm nhỏ hoặc hai đường. Bản thân mắt người là một kính hiển vi. Trong điều kiện ánh sáng tiêu chuẩn, độ phân giải của mắt người ở khoảng cách nhìn xa (được quốc tế công nhận là 25cm) là khoảng 1/10mm. Đối với việc quan sát hai đường thẳng, độ phân giải của mắt có thể được cải thiện vì các đường thẳng có thể kích thích hàng loạt tế bào thần kinh.
Độ phân giải của mắt người chỉ là 1/10mm nên mắt người không thể phân biệt được các vật thể nhỏ hơn 1/10mm hoặc khoảng cách giữa hai vật thể nhỏ gần hơn 1/10mm. Vì vậy, đã xuất hiện từ kính lúp vĩ mô đơn giản đến kính hiển vi quang học để quan sát vi mô, và sau đó là kính hiển vi điện tử. Độ phân giải của kính hiển vi được định nghĩa là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm nhỏ có thể phân giải rõ ràng trên mẫu vật. Công thức tính của nó là: D=0.61λ/NA
Trong công thức: D là độ phân giải (ô); λ là bước sóng của nguồn sáng (um); NA là khẩu độ số của vật kính (còn gọi là tỷ lệ khẩu độ).
Có thể thu được từ công thức rằng độ phân giải của kính hiển vi phụ thuộc vào bước sóng của nguồn sáng tới và khẩu độ số của vật kính phù hợp. Có thể thấy phương pháp cải tiến kính hiển vi quang học:
1. Giảm bước sóng của nguồn sáng.
Bước sóng ngắn hơn của ánh sáng khả kiến là 390nm. Nếu ánh sáng cực tím có bước sóng này được sử dụng làm nguồn chiếu sáng, độ phân giải của kính hiển vi quang học có thể giảm xuống 0,2um. Tuy nhiên, do thủy tinh của hầu hết các vật liệu phổ biến hấp thụ một lượng lớn ánh sáng có bước sóng dưới 340nm, nên tia cực tím không thể tạo thành hình ảnh rõ và sáng sau một lượng suy giảm lớn. Do đó, phải sử dụng các vật liệu đắt tiền như thạch anh (có thể đi qua ánh sáng cực tím thấp tới 200nm) và fluorit (có thể đi qua ánh sáng cực tím thấp tới 185nm) và không thể quan sát bằng kính hiển vi ánh sáng cực tím bằng mắt thường. , và thậm chí cả mẫu được quan sát Do những hạn chế của kính hiển vi, cùng với giá thành cao, phương pháp cải thiện độ phân giải của kính hiển vi này không được sử dụng rộng rãi do những hạn chế của chính nó.
2. Tăng khẩu độ số NA của vật kính.
Khẩu độ số NA=n*sin(u)
Trong công thức, n là chiết suất của môi trường giữa vật kính và mẫu vật; u là nửa góc khẩu độ của vật kính. Do đó, từ góc độ thiết kế quang học, việc áp dụng một cách thích hợp góc khẩu độ lớn hơn hoặc tăng chỉ số khúc xạ đã trở thành một phương pháp phổ biến để cải thiện độ phân giải của kính hiển vi quang học. Nói chung, môi trường của vật kính có độ phóng đại thấp chẳng hạn như dưới 10X là không khí và chiết suất của nó là 1, tức là vật kính khô; môi trường ngâm nước là nước cất, chiết suất là 1,33; môi trường của vật kính ngâm dầu là dầu tuyết tùng hoặc dầu trong suốt khác, chiết suất của nó trung bình Khoảng 1,52, gần bằng chiết suất của thấu kính và phiến kính, chẳng hạn như thấu kính dầu 100X của Olympus. Vật kính ngâm nước và vật kính ngâm dầu không chỉ có độ phóng đại cao mà còn nâng cao độ phân giải của vật kính do sử dụng môi trường chiết suất cao.
