Những kỹ thuật nào có thể được sử dụng để tăng độ phân giải của kính hiển vi?
Một trong những công cụ kiểm tra chính là kính hiển vi và độ phân giải là thước đo quan trọng để đánh giá hiệu suất của công cụ. Độ phân giải là khả năng phân biệt rõ ràng giữa hai đường hoặc điểm nhỏ ở cự ly gần. Bản thân con mắt có chức năng như một chiếc kính hiển vi. Độ phân giải của mắt người ở khoảng cách nhìn, được mọi người chấp nhận là 25 cm, là khoảng 1/10 mm trong điều kiện ánh sáng bình thường. Do các đường thẳng có thể kích thích một số tế bào thần kinh nên có thể tăng độ phân giải của mắt khi quan sát hai đường thẳng.
Vì độ phân giải của mắt người chỉ là 1/10 mm nên mắt người không thể phân biệt giữa hai vật thể cực nhỏ cách nhau gần hơn 1/10 mm. Vì vậy, sự phát triển của kính hiển vi quang học để kiểm tra bằng kính hiển vi xuất hiện đầu tiên, sau đó là sự phát triển của kính hiển vi điện tử. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm nhỏ có thể phân biệt rõ ràng trên mẫu vật được gọi là độ phân giải của kính hiển vi. D=0.61/NA là công thức tính toán của nó.
Trong công thức: D là độ phân giải (ô); λ là bước sóng của nguồn sáng (um); NA là khẩu độ số của vật kính (còn gọi là tỷ lệ khẩu độ).
Có thể thu được từ công thức rằng độ phân giải của kính hiển vi phụ thuộc vào bước sóng của nguồn sáng tới và khẩu độ số của vật kính phù hợp. Có thể thấy phương pháp cải tiến kính hiển vi quang học:
1. Giảm bước sóng của nguồn sáng.
Bước sóng ngắn hơn của ánh sáng khả kiến là 390nm. Nếu ánh sáng cực tím có bước sóng này được sử dụng làm nguồn chiếu sáng, độ phân giải của kính hiển vi quang học có thể giảm xuống 0,2um. Tuy nhiên, do thủy tinh của hầu hết các vật liệu phổ biến hấp thụ một lượng lớn ánh sáng có bước sóng dưới 340nm, nên tia cực tím không thể tạo thành hình ảnh rõ và sáng sau một lượng suy giảm lớn. Do đó, phải sử dụng các vật liệu đắt tiền như thạch anh (có thể đi qua ánh sáng cực tím thấp tới 200nm) và fluorit (có thể đi qua ánh sáng cực tím thấp tới 185nm) và không thể quan sát bằng kính hiển vi ánh sáng cực tím bằng mắt thường. , và thậm chí cả mẫu được quan sát Do những hạn chế của kính hiển vi, cùng với giá thành cao, phương pháp cải thiện độ phân giải của kính hiển vi này không được sử dụng rộng rãi do những hạn chế của chính nó.
2. Tăng khẩu độ số NA của vật kính.
Khẩu độ số NA=n*sin(u)
Trong công thức, n là chiết suất của môi trường giữa vật kính và mẫu vật; u là nửa góc khẩu độ của vật kính. Do đó, từ góc độ thiết kế quang học, việc áp dụng một cách thích hợp góc khẩu độ lớn hơn hoặc tăng chỉ số khúc xạ đã trở thành một phương pháp phổ biến để cải thiện độ phân giải của kính hiển vi quang học. Nói chung, môi trường của vật kính có độ phóng đại thấp chẳng hạn như dưới 10X là không khí và chiết suất của nó là 1, tức là vật kính khô; môi trường ngâm nước là nước cất, chiết suất là 1,33; môi trường của vật kính ngâm dầu là dầu tuyết tùng hoặc dầu trong suốt khác, chiết suất của nó trung bình Khoảng 1,52, gần bằng chiết suất của thấu kính và phiến kính, chẳng hạn như thấu kính dầu 100X của Olympus. Vật kính ngâm nước và vật kính ngâm dầu không chỉ có độ phóng đại cao mà còn cải thiện độ phân giải của vật kính do sử dụng phương tiện có chỉ số khúc xạ cao.
