Mối quan hệ giữa độ phóng đại tổng và độ phân giải của kính hiển vi dầu vi sinh
Thường có ba loại vật kính dành cho kính hiển vi được sử dụng trong nghiên cứu vi sinh: vật kính dầu có độ phóng đại thấp (10×), vật kính có độ phóng đại cao (40×) và thấu kính dầu ( 100×). Ngoài ra còn có chữ "OI" (ngâm dầu) cho biết nó có độ phóng đại lớn nhất trong số ba loại. Tùy thuộc vào việc sử dụng thị kính có độ phóng đại khác nhau, vật thể đang được kiểm tra có thể được phóng to 1000-1600 lần. Khi sử dụng, sự khác biệt giữa thấu kính dầu và các thấu kính vật kính khác là không có một lớp không khí giữa vật kính và vật kính mà là một lớp dầu, được gọi là hệ thống ngâm dầu. Dầu tuyết tùng thường được sử dụng làm loại dầu này vì chiết suất của dầu tuyết tùng là n=1,52, giống như thủy tinh. Khi ánh sáng đi qua tấm kính, nó có thể đi vào vật kính trực tiếp qua dầu tuyết tùng mà không bị khúc xạ. Nếu môi trường giữa phiến kính và vật kính là không khí thì gọi là hệ khô. Khi ánh sáng đi qua tấm kính, nó bị khúc xạ và tán xạ, và ánh sáng đi vào thấu kính vật kính rõ ràng sẽ giảm đi, điều này làm giảm độ chiếu sáng của trường nhìn. Việc sử dụng thấu kính dầu không chỉ có thể tăng độ chiếu sáng mà còn tăng khẩu độ số, vì hiệu suất phóng đại của kính hiển vi được xác định bởi khẩu độ số của nó. Cái gọi là khẩu độ số là tích của một nửa sin của góc cực đại mà tại đó ánh sáng chiếu vào thấu kính vật kính (gọi là góc thấu kính) nhân với chiết suất của môi trường giữa tấm kính và thấu kính vật kính. Nó có thể được biểu thị bằng công thức sau: NA=n×sinа trong đó NA{{10}} Khẩu độ số; n=chiết suất của môi trường;=một nửa góc tới tối đa, tức là một nửa góc miệng gương. Do đó, góc ánh sáng chiếu vào vật kính càng lớn thì hiệu quả của kính hiển vi càng lớn. Kích thước của góc này được xác định bởi đường kính và tiêu cự của vật kính. Đồng thời, giới hạn lý thuyết của a là 90. . tội lỗi90. =1, vì vậy khi không khí được sử dụng làm môi trường (n=1), khẩu độ số không thể vượt quá 1. Ví dụ: khi sử dụng dầu tuyết tùng làm môi trường, n tăng và khẩu độ số cũng vậy tăng. Ví dụ: nếu góc tới của ánh sáng là 120o và nửa sin của nó là sin60o=0.87, thì: khi không khí được sử dụng làm môi trường: NA{ {22}}×0.87=0.87 Khi sử dụng nước làm môi trường: NA=1.33×0.87=1.15 Khi sử dụng dầu tuyết tùng làm môi trường : NA =1.52×0.87=1.32 Độ phân giải của kính hiển vi đề cập đến khả năng của kính hiển vi trong việc phân biệt khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm. Nó tỷ lệ thuận với khẩu độ số của vật kính và tỷ lệ nghịch với độ dài bước sóng. Do đó, khẩu độ số của vật kính càng lớn và bước sóng của sóng ánh sáng càng ngắn thì độ phân giải của kính hiển vi càng lớn và có thể phân biệt được cấu trúc tinh tế của vật thể được kiểm tra càng rõ ràng. Do đó, độ phân giải cao có nghĩa là khoảng cách có thể phân giải được nhỏ. Hai yếu tố này có mối quan hệ nghịch đảo. Thông thường một số người nói về độ phân giải là micromet hoặc nanomet. Điều này thực sự gây nhầm lẫn giữa độ phân giải với khoảng cách phân giải tối thiểu. Thưc dậy. Khả năng phân giải của kính hiển vi được thể hiện bằng khoảng cách tối thiểu có thể phân giải được. Khoảng cách tối thiểu có thể phân biệt được giữa hai điểm=λ/2NA trong đó bước sóng λ=của sóng ánh sáng. Độ dài trung bình của sóng ánh sáng mà mắt thường chúng ta có thể cảm nhận được là 0,55 μm. Nếu sử dụng vật kính công suất cao có khẩu độ 0,65, nó có thể phân biệt khoảng cách giữa hai điểm. là 0,42μm. Không thể phân biệt được khoảng cách giữa hai điểm dưới 0,42 μm. Ngay cả khi sử dụng thị kính lớn hơn để tăng độ phóng đại tổng cộng của kính hiển vi, nó vẫn không thể phân biệt được. Giải pháp duy nhất là sử dụng vật kính lớn hơn với khẩu độ số lớn hơn để tăng độ phân giải của nó. Ví dụ: khi sử dụng thấu kính dầu có khẩu độ số là 1,25, khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm có thể phân biệt được là=0,55/(2×1,25)=0,22μm. Do đó, chúng ta có thể thấy rằng nếu sử dụng thấu kính vật kính công suất cao (NA=0.65) có độ phóng đại 40 lần và thị kính có độ phóng đại 24 lần, mặc dù tổng độ phóng đại là 960 lần, thì khoảng cách phân giải tối thiểu chỉ là 0,42 μm. Nếu bạn sử dụng thấu kính dầu có độ phóng đại 90 lần (NA=1.25) và thị kính có độ phóng đại 9 lần, mặc dù tổng độ phóng đại là 810 lần nhưng bạn có thể phân giải khoảng cách 0,22 μm.
