Làm thế nào để cải thiện 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 hai điểm nhỏ hoặc khoảng cách nhỏ giữa hai dòng. 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 quang ảnh (25 cm được quốc tế công nhận) xấp xỉ bằng 1/10 mm. Đối với việc nhìn hai đường thẳng, độ phân giải của mắt cũng có thể được cải thiện vì đường thẳng kích thích một loạt tế bào thần kinh.
Độ phân giải của mắt người chỉ là 1/10mm nên mắt người không thể phân biệt được khoảng cách giữa một vật thể nhỏ hơn 1/10mm hoặc hai vật thể cực nhỏ gần nhau 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, rồi kính hiển vi điện tử. Định nghĩa về độ phân giải của kính hiển vi là khoảng cách nhỏ giữa hai điểm nhỏ có thể được 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 (còn gọi là độ mở ống kính) của vật kính.
Có thể rút ra từ công thức rằng độ phân giải của kính hiển vi được xác định bởi 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 của bước sóng này được sử dụng làm nguồn sáng chiếu sáng, độ phân giải của kính hiển vi quang học có thể giảm xuống 0,2um. Tuy nhiên, do hầu hết các vật liệu thủy tinh phổ biến hấp thụ một lượng lớn ánh sáng có bước sóng dưới 340 nm, nên tia cực tím không thể tạo thành hình ảnh rõ và sáng sau khi bị suy giảm nhiều. Do đó, phải sử dụng các vật liệu đắt tiền như thạch anh (có thể truyền ánh sáng cực tím thấp tới 200nm) và fluorite (có thể truyền ánh sáng cực tím thấp tới 185nm), và không thể quan sát bằng kính hiển vi ánh sáng cực tím bằng mắt thường. ngay cả các mẫu được quan sát Hạn chế của , cùng với giá thành cao nên cách 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 sử 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, vật kính có độ phóng đại thấp, chẳng hạn như dưới 10X, sử dụng không khí làm môi trường, có chiết suất bằng 1, tức là vật kính khô; môi trường ngâm nước là nước cất, chiết suất của nó là 1,33; vật kính ngâm dầu là dầu tuyết tùng hoặc dầu trong suốt khác, và chiết suất của nó thường vào 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 cải thiện độ phân giải của vật kính do sử dụng phương tiện chiết suất cao
