Hiệu suất của kính hiển vi bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố
Yếu tố chính quyết định hiệu suất của kính hiển vi Nikon là độ phân giải của chúng hay còn gọi là độ phân giải hay độ phân giải. Tuy nhiên, các đại lượng vật lý như độ phóng đại và độ rõ nét có liên quan mật thiết đến độ phân giải của kính hiển vi Nikon
Chúng ta biết rằng kính hiển vi là hệ thống quang học đồng trục phức tạp. Hệ thống này bao gồm các yếu tố hình ảnh chính như nguồn sáng, thanh ánh sáng khẩu độ, đèn chiếu và thấu kính vật kính. Thị kính chỉ là một bộ phận quang học có tác dụng phóng to và chiếu trực tiếp vật thể lên màn hình (bao gồm cả võng mạc của con người). Nguồn sáng có thể là các nguồn không kết hợp như ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng hoặc các nguồn kết hợp như ánh sáng điểm.
Vào những năm 1870, học giả người Đức E. Abbe đã đặt nền móng cho lý thuyết chụp ảnh vi mô. Quang học vật lý hiện đại sử dụng các thí nghiệm cập nhật để làm sáng tỏ hơn nữa bản chất của nguyên lý biến đổi quang phổ trong lý thuyết hình ảnh Abbe (Quang học biến đổi phổ Fourier).
Thành phần hình ảnh quan trọng trong đường quang hình ảnh của kính hiển vi là vật kính. Có vô số mặt phẳng giữa nguồn sáng và thấu kính phía trước của thấu kính vật kính, với các mặt phẳng liên hợp tương ứng phía sau thấu kính vật kính. Tuy nhiên, theo lý thuyết của Abbe, mặt phẳng vật O trong kính hiển vi tương ứng với mặt phẳng liên hợp O là mặt phẳng ảnh O và mặt phẳng liên hợp I tương ứng với nguồn sáng I. Đây là hai cặp mặt phẳng quan trọng trong hệ thống hình ảnh. Để hiểu quá trình tạo ảnh của kính hiển vi Nikon, chúng ta phải nghiên cứu các quá trình quang học xảy ra trên hai mặt phẳng liên hợp tương ứng này.
Trong phạm vi góc của chùm tia tới được giới hạn bởi thanh ánh sáng khẩu độ trong kính hiển vi, nó được biến đổi trực tiếp thành nguồn sáng chiếu sáng để chiếu sáng mẫu vật qua tụ điện. Ánh sáng trên mặt phẳng chùm tia khẩu độ tạo thành ảnh trên hoặc gần mặt phẳng tiêu phía sau thấu kính vật kính. Abbe gọi hình ảnh này là hình ảnh đầu tiên trong đường dẫn hình ảnh vi mô. Chúng ta không thể bỏ qua tầm quan trọng của chất lượng hình ảnh đầu tiên. Thứ nhất, thanh ánh sáng khẩu độ giới hạn góc tới cần thiết để chụp ảnh chùm ánh sáng. Điều này có nghĩa là độ sáng phù hợp hơn để quan sát vật thể dưới kính hiển vi được xác định bởi điều này. Thứ hai, ánh sáng hình ảnh trên các mặt phẳng khác nhau từ cấu trúc ba chiều của mẫu vật cũng được xác định bởi điều này. Nói tóm lại, độ tương phản vừa phải của hình ảnh vật thể và độ rõ nét của đường viền hình ảnh vật thể trong kính hiển vi Nikon được xác định bởi điều này.
Nếu chúng ta đưa mẫu vật vào đường dẫn ảnh của kính hiển vi Nikon thì hệ thống chụp ảnh đầu tiên sẽ bị hỏng. Hình ảnh thanh đèn khẩu độ không còn nhìn thấy được trong ống gương. Tại thời điểm này, các chi tiết của mẫu vật được chiếu sáng và ghi ảnh trên võng mạc hoặc màn hình phía sau thị kính. Abbe gọi đây là hình ảnh thứ hai của kính hiển vi. Quá trình hình ảnh của các chi tiết mẫu vật không thể được giải thích bằng quang học hình học. Bởi vì ánh sáng tạo ảnh bị khúc xạ, lưỡng chiết, nhiễu xạ và tán xạ trên mặt phẳng này và sự phân bố cường độ của ánh sáng bị thay đổi bởi các chi tiết của mẫu vật. Thông tin ánh sáng trên mặt phẳng phổ Fourier được chuyển đổi và chiếu lên màn hình. Trong các kính hiển vi quang học khác nhau, dựa trên nguyên tắc này, các thành phần giao thoa khác nhau được sử dụng để ánh xạ các chi tiết của mẫu vật thành các vật thể có ánh sáng và bóng tối tương phản hoặc bóng tối và ánh sáng tương phản. Đây là nguyên lý tạo ảnh của các loại kính hiển vi khác nhau mà chúng ta sẽ thảo luận chi tiết trong tương lai.
