Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải của kính hiển vi là gì?
1. Sự khác biệt về màu sắc
Quang sai màu là một khiếm khuyết nghiêm trọng trong chụp ảnh ống kính. Nó xảy ra khi ánh sáng đa sắc được sử dụng làm nguồn sáng. Ánh sáng đơn sắc không tạo ra quang sai màu. Ánh sáng trắng gồm có bảy loại: đỏ, cam, vàng, lục, lục lam, chàm và tím. Bước sóng của mỗi ánh sáng là khác nhau nên chiết suất khi đi qua thấu kính cũng khác nhau. Bằng cách này, một điểm ở phía đối tượng có thể tạo thành một điểm màu ở phía ảnh.
Quang sai màu thường bao gồm quang sai màu vị trí và quang sai màu phóng đại. Quang sai vị trí khiến hình ảnh có các đốm màu hoặc quầng sáng khi nhìn ở bất kỳ vị trí nào, khiến hình ảnh bị mờ. Và hiện tượng quang sai màu khi phóng đại khiến hình ảnh có các viền màu.
2. Quang sai hình cầu
Quang sai hình cầu là sự lệch pha đơn sắc tại một điểm trên trục do bề mặt hình cầu của thấu kính. Kết quả của quang sai cầu là sau khi một điểm được chụp ảnh, nó không còn là một điểm sáng nữa mà là một điểm sáng có tâm sáng và các cạnh mờ dần. Từ đó ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
Việc hiệu chỉnh quang sai hình cầu thường được loại bỏ bằng cách kết hợp thấu kính. Vì quang sai hình cầu của thấu kính lồi và thấu kính lõm là đối nhau nên thấu kính lồi và lõm của các vật liệu khác nhau có thể được chọn và dán lại với nhau để loại bỏ nó. Trong kính hiển vi kiểu cũ, quang sai hình cầu của vật kính không được hiệu chỉnh hoàn toàn và nó phải được kết hợp với thị kính bù tương ứng để đạt được hiệu quả hiệu chỉnh. Nói chung, quang sai cầu của kính hiển vi mới được loại bỏ hoàn toàn nhờ vật kính.
3. Hôn mê
Hôn mê là sự lệch pha đơn sắc tại các điểm ngoài trục. Khi một điểm vật lệch trục được chụp ảnh bằng một chùm sáng có khẩu độ lớn, sau khi các chùm tia phát ra đi qua thấu kính và không còn giao nhau tại một điểm thì ảnh của một điểm sáng sẽ có dạng dấu phẩy, có hình dạng như một sao chổi nên được gọi là "hôn mê".
4. Loạn thị
Loạn thị cũng là hiện tượng lệch pha đơn sắc điểm ngoài trục ảnh hưởng đến độ rõ nét. Khi trường nhìn lớn, điểm vật ở rìa cách xa trục quang và chùm tia nghiêng rất nhiều, gây loạn thị sau khi đi qua thấu kính. Loạn thị làm cho điểm vật thể ban đầu trở thành hai đường ngắn tách biệt và vuông góc với nhau sau khi chụp ảnh. Sau khi được tích hợp trên mặt phẳng ảnh lý tưởng, một điểm hình elip sẽ được hình thành. Loạn thị được loại bỏ thông qua sự kết hợp ống kính phức tạp.
5. Nhạc đồng quê
Độ cong của trường còn được gọi là "độ cong của trường". Khi thấu kính có độ cong trường, giao điểm của toàn bộ chùm sáng không trùng với điểm ảnh lý tưởng. Mặc dù có thể thu được một điểm ảnh rõ ràng tại mỗi điểm cụ thể nhưng toàn bộ mặt phẳng ảnh là một bề mặt cong. Bằng cách này, không thể nhìn rõ toàn bộ khuôn mặt khi kiểm tra bằng kính hiển vi, điều này gây khó khăn cho việc quan sát và chụp ảnh. Do đó, vật kính của kính hiển vi nghiên cứu nói chung là vật kính trường phẳng, đã được hiệu chỉnh theo độ cong trường.
6. Biến dạng
Các độ lệch pha khác nhau được đề cập ở trên, ngoại trừ độ cong trường, đều ảnh hưởng đến độ rõ của hình ảnh. Biến dạng là một loại lệch pha khác trong đó độ đồng tâm của chùm tia không bị phá hủy. Do đó, độ rõ nét của ảnh không bị ảnh hưởng nhưng hình dạng của ảnh bị biến dạng so với vật thể ban đầu.
(1) Khi vật nằm ở tiêu cự lớn hơn hai lần về phía vật của thấu kính, thì ảnh thật ngược chiều được tạo thành trong khoảng tiêu cự gấp đôi về phía vật và nằm ngoài tiêu điểm;
(2) Khi vật đặt ở tiêu cự gấp đôi phía vật của thấu kính thì cho ảnh thật ngược chiều cùng kích thước, có tiêu cự gấp đôi phía ảnh;
(3) Khi vật nằm trong phạm vi 2 lần tiêu cự của vật của thấu kính nhưng nằm ngoài tiêu điểm thì sẽ tạo ra ảnh thật ngược chiều lớn hơn 2 lần tiêu cự của cạnh ảnh;
(4) Khi vật nằm ở tiêu điểm phía vật của thấu kính thì không thể chụp được phía ảnh;
(5) Khi vật nằm trong tiêu điểm của phía vật của thấu kính, không có ảnh nào được tạo thành ở phía ảnh và một ảnh ảo thẳng đứng phóng to được tạo thành ở cùng phía với phía vật của thấu kính ở một vị trí xa hơn hơn đối tượng.
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 đối xử". Công thức tính toán 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. Có thể thấy, độ phân giải của vật kính được quyết 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 của ánh sáng chiếu sáng càng ngắn, giá trị σ càng nhỏ và độ phân giải càng cao. Để cải thiện độ phân giải, nghĩa là giảm giá trị σ, có thể thực hiện các biện pháp sau:
(1) Giảm giá trị bước sóng λ 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 u góc khẩu độ để tăng giá trị NA.
(4) Tăng độ tương phản giữa sáng và tối.
