Nguyên lý quang học và hoạt động của kính hiển vi
Kính hiển vi quang học truyền thống bao gồm một hệ thống quang học và cấu trúc cơ học để hỗ trợ chúng. Hệ thống quang học bao gồm vật kính, thị kính và thấu kính hội tụ, tất cả đều là những thấu kính phóng đại phức tạp được làm từ nhiều loại kính quang học. Thấu kính vật kính sẽ phóng to ảnh mẫu vật, độ phóng đại vật M của nó theo công thức sau: M vật=Δ ∕ f' vật, trong đó f' vật là tiêu cự của vật kính, Δ có thể hiểu là khoảng cách giữa vật kính và thị kính. Thị kính sẽ là ảnh của vật kính lại được phóng to thành ảnh ảo trước mặt người 250mm để con người quan sát, điều này được đa số mọi người cảm nhận **** vị trí quan sát, thị kính có độ phóng đại của mắt M { {2}}/f'eye, f'eye là thị kính có tiêu cự. Tổng độ phóng đại của kính hiển vi là tích của vật kính và thị kính, tức là M=vật M * M thị kính=Δ * 250∕f'eye * f;vật. Có thể thấy, việc giảm tiêu cự của vật kính và thị kính sẽ tạo ra độ phóng đại tổng thể, tức là kính hiển vi có thể nhìn thấy ** và các vi sinh vật khác của chìa khóa, nhưng cũng có sự khác biệt giữa nó và kính lúp thông thường.
Vì vậy, liệu có thể giảm không giới hạn thị kính f'vật kính để tăng độ phóng đại để chúng ta có thể nhìn thấy các vật thể tinh tế hơn không? Câu trả lời là không! Điều này là do bản chất của ánh sáng dùng để chụp ảnh là một loại sóng điện từ nên trong quá trình truyền lan chắc chắn sẽ sinh ra hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa, giống như những gợn sóng nhìn thấy hàng ngày trên mặt nước khi gặp chướng ngại vật có thể được làm tròn, hai cột sóng nước có thể gặp nhau mạnh lên hay yếu đi như nhau. Khi sóng ánh sáng từ một vật phát sáng hình điểm hướng vào thấu kính vật kính, thấu kính vật kính của vành sẽ cản trở sự truyền ánh sáng, nhiễu xạ và giao thoa, sau khi thấu kính vật kính không còn có thể tập trung vào một điểm nữa, nhưng sự hình thành của một điểm có kích thước nhất định, còn có một chuỗi cường độ ở ngoại vi của quầng sáng yếu và giảm dần, chúng ta gọi là tâm của điểm sáng cho điểm Avery, hai điểm phát sáng gần nhau một khoảng nhất định khi đó hai điểm sẽ chồng lên nhau cho đến khi không thể xác nhận được hai điểm đó. Riley đề xuất một tiêu chí, đó là khi khoảng cách tâm của hai điểm bằng bán kính của điểm Airy thì có thể phân biệt được hai điểm đó, tính ra khoảng cách giữa hai điểm phát sáng e=0.61 vào ∕n.sinA=0.61 vào ∕NA, nơi có bước sóng của sóng ánh sáng, mắt người có thể tiếp nhận được bước sóng của sóng ánh sáng khoảng 0.4-0 .7 um, n dành cho điểm phát sáng của chiết suất trung bình, trong đó điểm phát sáng nằm trong chiết suất của điểm phát sáng. Chiết suất của môi trường trong đó điểm phát sáng, chẳng hạn như trong không khí, n ≈ 1, trong nước, n ≈ 1,33 và A đối với điểm phát sáng của góc bezel vật kính của một nửa, NA được gọi là khẩu độ số của thấu kính vật kính. Từ công thức trên, vật kính có thể phân biệt khoảng cách giữa hai điểm bằng bước sóng ánh sáng và khẩu độ số trong giới hạn của mắt người, do thị giác của mắt người * bước sóng sắc nét khoảng 0. 5 um và góc A không quá 90 độ, sinA luôn nhỏ hơn 1, đối với môi trường truyền ánh sáng sẵn có * chiết suất khoảng 1,5, do đó giá trị điện tử luôn lớn hơn 0.2 ừm, đây là kính hiển vi quang học có thể phân biệt *giới hạn nhỏ nhất của khoảng cách. Thông qua hình ảnh phóng đại của kính hiển vi, nếu bạn muốn có một số giá trị NA của độ phân giải vật kính của khoảng cách điểm đối tượng e được phóng to đến đủ để mắt người có thể phân biệt được thì cần phải Me Lớn hơn hoặc bằng { {31}}.15mm, trong đó 0.15mm đối với mắt người thực nghiệm có thể phân biệt giữa hai vật thể vi mô đặt trước mắt ở khoảng cách 250mm giữa * nhỏ, do đó M Lớn hơn hoặc bằng (0,15 ∕ 0,61 vào) NA ≈ 500N.A, để quan sát Để việc quan sát không quá tốn công, M nhân đôi là đủ, tức là 500N.A Nhỏ hơn hoặc bằng M Nhỏ hơn hoặc bằng 1000N.A, là lựa chọn hợp lý về tổng độ phóng đại của phạm vi kính hiển vi, và khi đó tổng độ phóng đại là vô nghĩa, bởi vì khẩu độ số của vật kính đã bị giới hạn ở mức * có thể phân giải nhỏ khoảng cách để tăng độ phóng đại đã không thể phân biệt được các chi tiết của vật thể nhỏ hơn.
