Làm thế nào để biết độ phóng đại của thị kính và 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.
1. Phân loại vật kính:
Thấu 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; vật kính ngâm chất lỏng có thể được chia thành vật kính ngâm trong nước và vật kính ngâm trong dầu (độ phóng đại thường được sử dụng là 90-100 lần).
Theo các độ phóng đại khác nhau, nó có thể được chia thành các mục tiêu có công suất thấp (dưới 10 lần), các mục tiêu có công suất trung bình (khoảng 20 lần) và các mục tiêu có công suất cao (40-65 lần).
Theo hiệu chỉnh quang sai, nó được chia thành thấu kính vật kính tiêu sắc (thấu kính vật kính thường được sử dụng có thể điều chỉnh quang sai màu của hai màu ánh sáng trong quang phổ) và thấu kính mục tiêu tiêu sắc (thấu kính vật kính có thể điều chỉnh quang sai màu của ba màu ánh sáng 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: Độ 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 độ phóng đại là 10,000 lần.
Độ phóng đại tổng cộng của kính hiển vi bằng tích độ phóng đại của vật kính và thị kính.
②. Khẩu độ số còn được gọi là tỷ lệ khẩu độ thấu kính, viết tắt là NA hoặc A. Nó là thông số chính của vật kính và tụ điện và tỷ lệ thuận với độ phân giải của kính hiển vi. Độ mở số của vật kính khô là 0.05-0.95 và độ mở số của vật kính ngâm trong dầu (dầu tuyết tùng) là 1,25.
③. Khoảng cách làm việc đề cập đến khoảng cách từ đáy thấu kính phía trước của vật kính đến đỉnh kính che của mẫu vật khi mẫu vật được quan sát 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 che (tính bằng 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 thành phần quan trọng nhất quyết định hiệu suất của kính hiển vi - mức độ phân giải.
Độ phân giải còn được gọi là độ phân giải hoặc khả năng phân giải. Kích thước của độ phân giải được biểu thị bằng trị số của 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 0.0cách nhau 73mm. Giá trị 0,073mm này 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, nghĩa là hiệu suất của nó càng tốt.
Độ phân giải của kính hiển vi được xác định bởi độ phân giải của thấu kính vật kính, do đó được xác định bởi khẩu độ số của nó và bước sóng của ánh sáng chiếu sáng.
Khi sử dụng nguồn sáng trung tâm thông thường (chiếu sáng quang học cho phép ánh sáng truyền 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 giải quyết của thấu kính vật kính, đơn vị nm.
λ——Bước sóng của ánh sáng chiếu sáng, đơn vị nm.
NA—Khẩu độ số của vật kính
Ví dụ: khẩu độ số của thấu kính vật kính ngâm trong dầu là 1,25, phạm vi bước sóng ánh sáng khả kiến là 400-700nm và bước sóng trung bình là 550 nm, sau đó là d=270 nm, xấp xỉ một nửa bước sóng của ánh sáng chiếu sáng. Thông thường, 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 trúc thị kính
Thông thường thị kính bao gồm hai bộ thấu kính trên và dưới. Thấu kính phía trên gọi là thấu kính mắt, thấu kính phía dưới gọi là thấu kính hội tụ hay thấu kính trường. Có một khẩu độ giữa thấu kính trên và thấu kính dưới hoặc dưới thấu kính trường (kích thước của nó quyết định kích thước của trường nhìn). Bởi vì mẫu vật được chụp ảnh chính xác trên bề mặt khẩu độ, nên một mảnh tóc nhỏ có thể được dán vào khẩu độ như một con trỏ để chỉ ra mục tiêu của một đặc điểm 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. Chức năng của thị kính
Đó là phóng đại hơn nữa hình ảnh thật rõ ràng đã được thấu 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
Các cấu trúc tinh tế đã được thấu kính phân giải rõ ràng sẽ không thể nhìn thấy rõ nếu chúng không được thị kính phóng đại lại và không thể đạt tới kích thước mà mắt người có thể phân giải được. Tuy nhiên, các cấu trúc nhỏ không thể phân giải được bằng thấu kính vật kính sẽ không nhìn thấy được mặc dù được phóng đại lại bằng thị kính công suất cao. Nó vẫn chưa rõ ràng nên thị kính chỉ có thể hoạt động như một kính lúp và sẽ không cải thiện độ phân giải của kính hiển vi. Đôi khi, mặc dù thấu kính vật kính có thể phân giải được hai điểm vật rất gần nhau nhưng vẫn không thể nhìn rõ vì khoảng cách giữa ảnh của hai điểm vật nhỏ hơn khoảng cách phân giải của mắt. Vì vậy, thị kính và vật kính đều có quan hệ với nhau và hạn chế lẫn nhau.
