¿Cómo se puede aumentar la resolución del microscopio?
El microscopio es uno de los principales equipos de prueba y el índice importante para juzgar el rendimiento del microscopio es la resolución. La resolución se refiere a la capacidad de distinguir claramente la pequeña distancia entre dos puntos pequeños o dos líneas. El ojo humano en sí es un microscopio. En condiciones de iluminación estándar, la resolución del ojo humano a una distancia de visión (reconocida internacionalmente como 25 cm) es de aproximadamente 1/10 mm. Al observar dos líneas rectas, se puede mejorar la resolución de los ojos porque las líneas rectas pueden estimular una serie de células nerviosas.
La resolución del ojo humano es de sólo 1/10 mm, por lo que el ojo humano no puede distinguir objetos de menos de 1/10 mm o la distancia entre dos objetos pequeños a menos de 1/10 mm. Así surgió desde una simple lupa macroscópica hasta un microscopio óptico para observación microscópica y luego un microscopio electrónico. La resolución del microscopio se define como la distancia más pequeña entre dos puntos pequeños que se pueden resolver claramente en una muestra. Su fórmula de cálculo es: D=0.61λ/NA
En la fórmula: D es la resolución (um); λ es la longitud de onda de la fuente de luz (um); NA es la apertura numérica de la lente del objetivo (también llamada relación de apertura).
A partir de la fórmula se puede obtener que la resolución del microscopio depende de la longitud de onda de la fuente de luz incidente y de la apertura numérica de la lente del objetivo correspondiente. Se puede observar que el método para mejorar el microscopio óptico:
1. Reducir la longitud de onda de la fuente de luz.
La longitud de onda más corta de la luz visible es 390nm. Si se utiliza luz ultravioleta de esta longitud de onda como fuente de iluminación, la resolución del microscopio óptico se puede reducir a 0,2 um. Sin embargo, dado que el vidrio de los materiales más comunes absorbe una gran cantidad de luz con una longitud de onda inferior a 340 nm, la luz ultravioleta no puede formar una imagen clara y brillante después de una gran atenuación. Por lo tanto, se deben utilizar materiales costosos como el cuarzo (que puede atravesar luz ultravioleta de hasta 200 nm) y la fluorita (que puede atravesar luz ultravioleta de hasta 185 nm), y el microscopio de luz ultravioleta no se puede observar a simple vista. , e incluso limitado por la muestra de observación. Además del alto costo, este método para mejorar la resolución del microscopio no se usa mucho debido a sus propias limitaciones.
2. Aumente la apertura numérica NA de la lente del objetivo.
Apertura numérica NA=n*sin(u)
En la fórmula, n es el índice de refracción del medio entre la lente del objetivo y la muestra; u es el ángulo medio de apertura de la lente del objetivo. Por lo tanto, adoptar apropiadamente un ángulo de apertura mayor en términos de diseño óptico o aumentar el índice de refracción se ha convertido en un método común para mejorar la resolución de un microscopio óptico. Generalmente, el medio de los objetivos de bajo aumento, como por debajo de 10X, es aire y el índice de refracción es 1, es decir, el objetivo seco; el medio de inmersión en agua es agua destilada y su índice de refracción es 1,33; el medio de la lente del objetivo de inmersión en aceite es aceite de cedro u otros aceites transparentes, y su índice de refracción es generalmente de alrededor de 1,52, que está cerca del índice de refracción de la lente y el portaobjetos de vidrio, como la lente de aceite Olympus 100X. El objetivo de inmersión en agua y el objetivo de inmersión en aceite no solo tienen un gran aumento sino que también mejoran la resolución del objetivo debido al uso de medios de alto índice de refracción.
