Kính hiển vi quang học - Giải thích thuộc tính thấu kính quang học và nhiễu xạ ánh sáng khả kiến
Kể từ khi có kính hiển vi, con người đã nhìn thấy những sinh vật và tế bào nhỏ bé chưa từng thấy trước đây. Kính lúp đã phát triển từ thấu kính đơn cơ bản nhất đến kính hiển vi ghép với cấu trúc phức tạp. Sau hơn 100 năm liên tục nghiên cứu và cải tiến, cấu trúc của kính hiển vi quang học hiện tại đã tương đối hoàn chỉnh và độ phân giải về cơ bản gần với giá trị lý thuyết. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong y học, sinh học, các lĩnh vực nghiên cứu khoa học, giảng dạy và sản xuất khác nhau như vật liệu.
1. Đặc điểm của ống kính quang học
1. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng Trong môi trường đẳng hướng đồng tính, ánh sáng truyền theo đường thẳng giữa hai điểm. Khi đi qua các vật trong suốt có khối lượng riêng khác nhau thì xảy ra hiện tượng khúc xạ. Điều này là do ánh sáng truyền đi với tốc độ khác nhau trong các môi trường khác nhau. Khi các tia sáng không vuông góc với bề mặt của một vật thể trong suốt (chẳng hạn như từ không khí) đi vào một vật thể trong suốt (chẳng hạn như thủy tinh), ánh sáng sẽ đổi hướng tại giao diện của nó và tạo thành một góc khúc xạ với pháp tuyến.
2. Tính năng hoạt động của thấu kính Thấu kính là bộ phận quang học cơ bản nhất và quan trọng nhất của hệ thống quang học của kính hiển vi. Vật kính, thị kính và tụ quang đều bao gồm một hoặc nhiều thấu kính. Theo hình dạng của chúng, chúng có thể được chia thành ba loại: thấu kính lồi, gương phẳng và thấu kính lõm. Các kết hợp được sử dụng phổ biến nhất là thấu kính lồi và thấu kính lõm. Khi một chùm tia sáng phẳng đi qua một thấu kính hội tụ, nó sẽ hội tụ và cắt nhau tại một điểm, điểm đó được gọi là "tiêu điểm". Mặt phẳng đi qua tiêu điểm và vuông góc với trục chính gọi là "tiêu diện". Có hai tiêu điểm, tiêu điểm trong không gian đối tượng được gọi là "tiêu điểm đối tượng", và tiêu điểm ở đó được gọi là "tiêu diện đối tượng"; ngược lại, tiêu điểm trong không gian ảnh gọi là "tiêu điểm ảnh". Tiêu diện tại được gọi là "tiêu diện hình vuông". Khi ánh sáng đi qua một thấu kính lõm, nó tạo thành một ảnh ảo thẳng đứng; khi qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật ngược chiều. Trên màn hứng được ảnh thật, ảnh ảo không hứng được.
3. Yếu tố chính ảnh hưởng đến hình ảnh - quang sai Do điều kiện khách quan, bất kỳ hệ thống quang học nào cũng có thể tạo thành hình ảnh lý tưởng về mặt lý thuyết, nhưng sự tồn tại của các sai lệch pha khác nhau ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
2. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng nhìn thấy
Một khẩu độ nhỏ trong dụng cụ quang học tương đương với một lỗ tròn nhỏ mà ánh sáng đi qua. Do cường độ của vòng sáng ngoại vi tương đối thấp nên nhìn chung rất khó phân biệt và xác định bằng mắt thường, chỉ có thể nhìn thấy điểm sáng trung tâm. Điều quan trọng là giảm bước sóng của nguồn chiếu sáng. Do đó, đối với hai điểm đối tượng nhỏ rất gần nhau, hai điểm Airy tương ứng sẽ chồng lên nhau và thậm chí không thể phân biệt được hình ảnh của hai điểm đối tượng. Có thể thấy rằng độ phân giải của các dụng cụ quang học bị hạn chế do nhiễu xạ ánh sáng.
