Mối quan hệ giữa độ phóng đại và độ phân giải trong kính hiển vi ngâm dầu
Mục tiêu của kính hiển vi được sử dụng trong nghiên cứu vi sinh thường là ba loại: độ phóng đại thấp (1 {{2 0}} x), độ phóng đại cao (4 0 x) và phóng đại dầu (100x). Ngoài ra còn có từ 'oi' (ngâm dầu) chỉ ra rằng nó có độ phóng đại cao nhất trong số ba người. Tùy thuộc vào độ phóng đại của thị kính được sử dụng, đối tượng được kiểm tra có thể được phóng đại 1000-1600 lần. Khi sử dụng, sự khác biệt giữa ống kính ngâm dầu và các mục tiêu khác là không có một lớp không khí giữa trượt thủy tinh và ống kính khách quan, mà là một lớp dầu gọi là hệ thống ngâm dầu. Loại dầu này thường được chọn làm dầu gỗ tuyết tùng vì chỉ số khúc xạ của nó n =1. 52, giống như thủy tinh. Khi ánh sáng đi qua một phiến kính, nó có thể trực tiếp vào ống kính khách quan thông qua dầu tuyết tùng mà không bị khúc xạ. Nếu môi trường giữa trượt kính và ống kính khách quan là không khí, nó được gọi là hệ thống khô. Khi ánh sáng đi qua đường trượt thủy tinh, nó bị khúc xạ và rải rác, và lượng ánh sáng đi vào ống kính khách quan rõ ràng là giảm, làm giảm sự chiếu sáng của trường nhìn. Việc sử dụng gương dầu không chỉ làm tăng ánh sáng, mà còn chủ yếu làm 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 đề cập đến sản phẩm của một nửa hình sin của góc tối đa mà ánh sáng được chiếu lên ống kính khách quan (được gọi là góc ống kính) nhân với chỉ số khúc xạ của môi trường giữa trượt thủy tinh và ống kính khách quan. Nó có thể được thể hiện bằng công thức sau: na=n × sin а, trong đó na=khẩu độ số; N=Chỉ số khúc xạ của phương tiện; Một=Một nửa góc tới tối đa, tức là một nửa góc của gương. Do đó, góc mà ánh sáng được chiếu lên ống kính khách quan càng lớn, hiệu quả của kính hiển vi càng lớn và kích thước của góc này phụ thuộc vào đường kính và độ dài tiêu cự của ống kính khách quan. Trong khi đó, giới hạn lý thuyết của A là 90 .. sin90. Do đó, khi sử dụng không khí làm môi trường (n =1), khẩu độ số không thể vượt quá 1. Nếu sử dụng nhựa đường làm môi trường, khi N tăng, khẩu độ số cũng tăng. Nếu góc tới của ánh sáng là 120o và một nửa sin của nó là sin60o =0. 87, thì khi sử dụng không khí làm phương tiện: na =1 × 0. Khi sử dụng nước làm phương tiện: na =1. 33 × 0. 87=1. 15; Khi sử dụng Asphalt làm phương tiện: NA =1. 52 × 0. 87=1. 32. Độ phân giải của kính hiển vi đề cập đến khả năng phân biệt khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm. Nó tỷ lệ thuận với khẩu độ số của ống kính khách quan và tỷ lệ nghịch với chiều dài bước sóng. Do đó, khẩu độ số của ống kính khách quan càng lớn, bước sóng của sóng ánh sáng càng ngắn thì độ phân giải của kính hiển vi càng lớn và cấu trúc tốt hơn của vật thể được kiểm tra có thể được phân biệt.
Do đó, khẩu độ số của ống kính khách quan càng lớn, bước sóng của sóng ánh sáng càng ngắn thì độ phân giải của kính hiển vi càng lớn và cấu trúc tốt hơn của vật thể được kiểm tra có thể được phân biệt. Do đó, độ phân giải cao có nghĩa là một khoảng cách nhỏ có thể phân biệt và hai yếu tố này tỷ lệ nghịch. Một số người thường mô tả độ phân giải là có bao nhiêu micromet hoặc nanomet, điều này thực sự gây nhầm lẫn độ phân giải với khoảng cách độ phân giải tối thiểu. Độ phân giải của kính hiển vi được biểu thị bằng khoảng cách tối thiểu có thể được giải quyết. Khoảng cách tối thiểu có thể phân biệt giữa hai điểm là λ/2NA, trong đó=Bước sóng của sóng ánh sáng. Độ dài trung bình của sóng ánh sáng có thể được cảm nhận bởi mắt thường là 0. 55 μ m. Nếu khẩu độ số là 0. 65 cho ống kính mục tiêu công suất cao, nó có thể phân biệt khoảng cách giữa hai điểm là 0. 42 μ m. Tuy nhiên, khoảng cách giữa hai điểm bên dưới 0. 42 μ m không thể được phân biệt, ngay cả khi thị kính phóng đại lớn hơn được sử dụng để tăng độ phóng đại tổng thể của kính hiển vi. Chỉ bằng cách sử dụng một ống kính mục tiêu lớn hơn với khẩu độ số lớn hơn có thể tăng độ phân giải của nó. Ví dụ: khi sử dụng gương dầu có khẩu độ số là 1,25, khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm có thể được phân biệt là 0. 55/(2 × 1.25) =0. 22 μ m. Do đó, chúng ta có thể thấy rằng nếu một ống kính mục tiêu công suất cao với độ phóng đại 4 0 lần (NA =0. 65) và thị kính với độ phóng đại 24 lần được sử dụng, mặc dù tổng độ phóng đại là 96 0 lần, khoảng cách tối thiểu chỉ là 0,42. Nếu một tấm gương dầu có độ phóng đại 90 lần (Na =1. 25) và thị kính có độ phóng đại 9 lần được sử dụng, mặc dù tổng độ phóng đại là 810 lần, khoảng cách 0,22 m có thể được phân biệt.
