Các thông số kỹ thuật quang học quan trọng của kính hiển vi
Trong kiểm tra bằng kính hiển vi, mọi người luôn hy vọng có được hình ảnh lý tưởng rõ ràng và tươi sáng, đòi hỏi các thông số kỹ thuật quang học của kính hiển vi phải đáp ứng các tiêu chuẩn nhất định và yêu cầu khi sử dụng phải phối hợp theo mục đích kiểm tra bằng kính hiển vi và tình hình thực tế Mối quan hệ giữa các thông số. Chỉ bằng cách này, chúng tôi mới có thể phát huy đầy đủ hiệu suất phù hợp của kính hiển vi và thu được kết quả kiểm tra bằng kính hiển vi thỏa đáng.
Các thông số kỹ thuật quang học của kính hiển vi bao gồm: khẩu độ số, độ phân giải, độ phóng đại, độ sâu tiêu điểm, độ rộng trường quan sát, độ bao phủ kém, khoảng cách làm việc, v.v. Mặt khác, khi sử dụng, mối quan hệ giữa các tham số nên được phối hợp theo mục đích kiểm tra kính hiển vi và tình hình thực tế, nhưng độ phân giải nên được ưu tiên.
1. Khẩu độ số
Khẩu độ số được viết tắt là NA. Khẩu độ số là thông số kỹ thuật chính của vật kính và thấu kính tụ, và nó là một biểu tượng quan trọng để đánh giá hiệu suất của cả hai (đặc biệt là đối với vật kính). Kích thước của giá trị số của nó được đánh dấu tương ứng trên vỏ của vật kính và thấu kính hội tụ.
Khẩu độ số (NA) là tích của chiết suất (n) của môi trường giữa thấu kính phía trước của vật kính và đối tượng được kiểm tra và sin của một nửa góc khẩu độ (u). Công thức như sau: NA=nsinu/2
Góc khẩu độ, còn được gọi là "góc miệng gương", là góc được tạo bởi điểm đối tượng trên trục quang học của vật kính và đường kính hiệu dụng của thấu kính phía trước của vật kính. Góc khẩu độ càng lớn, thông lượng ánh sáng đi vào vật kính càng lớn, tỷ lệ thuận với đường kính hiệu dụng của vật kính và tỷ lệ nghịch với khoảng cách của tiêu điểm.
Khi quan sát bằng kính hiển vi, muốn tăng giá trị NA thì không thể tăng góc khẩu độ. Cách duy nhất là tăng giá trị chiết suất n của môi trường. Dựa trên nguyên lý này người ta sản xuất ra các vật kính vật kính ngâm nước và vật kính ngâm dầu. Vì giá trị chiết suất n của môi trường lớn hơn 1 nên giá trị NA có thể lớn hơn 1.
Khẩu độ số tối đa là 1.4, đã đạt đến giới hạn cả về mặt lý thuyết lẫn kỹ thuật. Hiện nay, bromonaphthalene có chỉ số khúc xạ cao được sử dụng làm môi trường. Chỉ số khúc xạ của bromonaphthalene là 1,66, vì vậy giá trị NA có thể lớn hơn 1,4.
Ở đây cần phải chỉ ra rằng để phát huy hết vai trò của khẩu độ số của vật kính, giá trị NA của thấu kính hội tụ phải bằng hoặc lớn hơn một chút so với giá trị của vật kính trong quá trình quan sát.
Khẩu độ số có quan hệ mật thiết với các thông số kỹ thuật khác, nó gần như quyết định và chi phối các thông số kỹ thuật khác. Nó tỷ lệ thuận với độ phân giải, tỷ lệ thuận với độ phóng đại và tỷ lệ nghịch với độ sâu tiêu cự. Khi giá trị NA tăng lên, độ rộng của trường nhìn và khoảng cách làm việc sẽ giảm tương ứng.
2. độ phân giải
Độ phân giải của kính hiển vi đề cập đến khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm vật thể mà kính hiển vi có thể phân biệt rõ ràng, còn được gọi là "tỷ lệ phân biệt". Công thức tính của nó là σ=λ/NA
Trong đó σ là khoảng cách phân giải tối thiểu; λ là bước sóng ánh sáng; NA là khẩu độ số của vật kính. Độ phân giải của vật kính nhìn thấy được xác định bởi hai yếu tố: giá trị NA của vật kính và bước sóng của nguồn chiếu sáng. Giá trị NA càng lớn thì bước sóng ánh sáng chiếu vào càng ngắn và giá trị σ càng nhỏ thì độ phân giải càng cao.
Để tăng độ phân giải, tức là giảm giá trị của σ, có thể thực hiện các biện pháp sau
(1) Giảm giá trị λ của bước sóng và sử dụng nguồn sáng có bước sóng ngắn.
(2) Tăng giá trị n trung bình để tăng giá trị NA (NA=nsinu/2).
(3) Tăng giá trị góc khẩu độ u để tăng giá trị NA.
(4) Tăng độ tương phản giữa sáng và tối.
