Cách xác định thị kính và độ phóng đại của vật kính của kính hiển vi quang học
Độ phóng đại của kính hiển vi quang học là tích số của độ phóng đại của vật kính và độ phóng đại của thị kính. Ví dụ: nếu vật kính là 10× và thị kính là 10× thì độ phóng đại là 10×10=100.
Một vật kính:
1. Phân loại vật kính:
Vật kính có thể được chia thành vật kính khô và vật kính ngâm chất lỏng tùy theo các điều kiện sử dụng khác nhau; Trong số đó, vật kính ngâm chất lỏng có thể được chia thành vật kính ngâm nước và vật kính ngâm dầu (độ phóng đại thường được sử dụng là 90-100 lần).
Theo độ phóng đại khác nhau, nó có thể được chia thành vật kính có độ phóng đại thấp (dưới 10 lần), vật kính có độ phóng đại trung bình (khoảng 20 lần) và vật kính có độ phóng đại cao (40-65 lần).
Theo tình huống hiệu chỉnh quang sai, nó được chia thành thấu kính vật kính tiêu sắc (thường được sử dụng, thấu kính vật kính có thể điều chỉnh quang sai màu của hai loại ánh sáng màu trong quang phổ) và thấu kính mục tiêu tiêu sắc (thấu kính vật kính có thể điều chỉnh quang sai màu quang sai của ba loại ánh sáng màu trong quang phổ, đắt tiền và hiếm khi được sử dụng).
2. Các thông số chính của vật kính:
Các thông số chính của vật kính bao gồm: độ phóng đại, khẩu độ số và khoảng cách làm việc.
① Độ phóng đại là tỷ lệ giữa kích thước của hình ảnh mà mắt nhìn thấy với kích thước của mẫu vật tương ứng. Nó đề cập đến tỷ lệ chiều dài hơn là tỷ lệ diện tích. Ví dụ: Hệ số phóng đại là 100×, dùng để chỉ mẫu vật có chiều dài 1 μm. Chiều dài của hình ảnh phóng to là 100 μm. Nếu tính theo diện tích thì nó được phóng to lên 10,000 lần.
Độ phóng đại tổng cộng của kính hiển vi bằng tích của độ phóng đại của vật kính và thị kính.
②. Khẩu độ số còn được gọi là tỷ lệ khẩu độ, viết tắt là NA hoặc A. Nó là thông số chính của vật kính và tụ quang, tỷ lệ thuận với độ phân giải của kính hiển vi. Vật kính khô có khẩu độ số là 0.05-0.95 và vật kính ngâm trong dầu (dầu tuyết tùng) có khẩu độ số là 1,25.
③. Khoảng cách làm việc là khoảng cách từ đáy thấu kính phía trước của vật kính đến đỉnh kính che của mẫu vật khi mẫu quan sát được rõ ràng nhất. Khoảng cách làm việc của vật kính có liên quan đến tiêu cự của vật kính. Tiêu cự của vật kính càng dài thì độ phóng đại càng thấp và khoảng cách làm việc của nó càng dài. Ví dụ: Vật kính 10x được đánh dấu bằng 10/0.25 và 160/0.17, trong đó 10 là độ phóng đại của vật kính; 0,25 là khẩu độ số; 160 là chiều dài của ống kính (tính bằng mm); 0,17 là độ dày tiêu chuẩn của kính phủ (mm). Khoảng cách làm việc hiệu quả của vật kính 10x là 6,5mm và khoảng cách làm việc hiệu quả của vật kính 40x là 0,48mm.
3. Chức năng của vật kính là phóng đại mẫu vật lần đầu tiên. Đây là phần quan trọng nhất quyết định hiệu suất của kính hiển vi——độ phân giải.
Độ phân giải còn được gọi là độ phân giải hoặc sức mạnh phân giải. Kích thước của độ phân giải được biểu thị bằng giá trị khoảng cách phân giải (khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm đối tượng có thể phân giải được). Ở khoảng cách quang học (25cm), mắt người bình thường có thể nhìn rõ hai điểm vật cách nhau 0.073mm. Giá trị 0,073mm là khoảng cách phân giải của mắt người bình thường. Khoảng cách phân giải của kính hiển vi càng nhỏ thì độ phân giải của nó càng cao và hiệu suất của nó càng tốt.
Kích thước độ phân giải của kính hiển vi được xác định bởi độ phân giải của thấu kính vật kính và độ phân giải của thấu kính vật kính được xác định bởi khẩu độ số của nó và bước sóng của ánh sáng chiếu sáng.
Khi sử dụng phương pháp chiếu sáng trung tâm thông thường (phương pháp chiếu sáng quang học cho phép ánh sáng đi qua mẫu vật một cách đồng đều), khoảng cách phân giải của kính hiển vi là d=0.61λ/NA
Trong công thức, d——khoảng cách phân giải của thấu kính vật kính, tính bằng nm.
λ—bước sóng của ánh sáng chiếu sáng, đơn vị nm.
NA - khẩu độ số của thấu kính vật kính
Ví dụ: khẩu độ số của thấu kính vật kính ngâm trong dầu là 1,25 và phạm vi bước sóng của ánh sáng khả kiến là 400-700nm. Nếu bước sóng trung bình là 550 nm thì d=270 nm, bằng khoảng một nửa bước sóng của ánh sáng chiếu sáng. Nói chung, giới hạn độ phân giải của kính hiển vi được chiếu sáng bằng ánh sáng khả kiến là 0,2 μm.
(2), thị kính
Vì nó ở gần mắt người quan sát nên còn gọi là thị kính. Được lắp ở đầu trên của ống kính.
1. Cấu tạo của thị kính
Thông thường thị kính bao gồm các bộ thấu kính trên và dưới, thấu kính phía trên được gọi là thấu kính mắt và thấu kính phía dưới được gọi là thấu kính hội tụ hoặc thấu kính trường. Một màng chắn (kích thước của nó xác định kích thước của trường nhìn) được lắp giữa thấu kính trên và thấu kính dưới hoặc dưới thấu kính trường. Bởi vì mẫu vật được chụp ảnh trên bề mặt màng chắn, nên một mảnh tóc nhỏ có thể được dán trên màng chắn này như một con trỏ để chỉ ra một mục tiêu nhất định. Một micromet thị kính cũng có thể được đặt trên đó để đo kích thước của mẫu vật được quan sát.
Thị kính có chiều dài càng ngắn thì độ phóng đại càng lớn (vì độ phóng đại của thị kính tỉ lệ nghịch với tiêu cự của thị kính).
2. Vai trò của thị kính
Đó là phóng đại hơn nữa hình ảnh thật có độ phân giải rõ ràng đã được thấu kính vật kính phóng đại đến mức mắt người có thể dễ dàng phân biệt rõ ràng. Độ phóng đại của thị kính thường dùng là 5-16 lần.
3. Mối liên hệ giữa thị kính và vật kính
Cấu trúc tinh tế đã được vật kính phân giải rõ ràng, nếu không được thị kính phóng đại lại và không đạt tới kích thước mà mắt người có thể phân biệt được thì sẽ không nhìn thấy rõ; nhưng cấu trúc tinh tế không thể phân giải được bằng vật kính vẫn có thể nhìn thấy rõ ràng ngay cả khi nó được phóng đại lại bằng thị kính công suất cao, vì vậy thị kính chỉ có thể được sử dụng để phóng đại và sẽ không cải thiện độ phân giải của kính hiển vi . Đôi khi thấu kính có thể phân biệt được hai điểm vật rất gần nhưng vẫn không thể nhìn rõ vì khoảng cách giữa ảnh của hai điểm vật này nhỏ hơn khoảng cách phân giải của mắt. Vì vậy, thị kính và vật kính không chỉ có quan hệ với nhau mà còn hạn chế lẫn nhau.
