¿Cómo mejorar la resolución de un microscopio?
Los microscopios son uno de los principales equipos para probar equipos y el indicador importante para evaluar el rendimiento de los microscopios es la resolución. La resolución se refiere a la capacidad de distinguir claramente entre dos puntos pequeños o la distancia más pequeña entre dos líneas. El ojo humano en sí es un microscopio y, en condiciones de iluminación estándar, la resolución del ojo humano a una distancia brillante (reconocida internacionalmente como 25 cm) es de aproximadamente 1/10 mm. Para observar dos líneas rectas, se puede mejorar la resolución del ojo estimulando 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 la distancia entre objetos de menos de 1/10 mm o dos objetos pequeños más cercanos a 1/10 mm. Así pues, se ha producido un cambio de las simples lupas macroscópicas a los microscopios ópticos de observación microscópica, seguidos de los microscopios electrónicos. La definición de resolución de un microscopio se refiere a la menor distancia entre dos puntos pequeños que se pueden distinguir claramente en una muestra.
La fórmula de cálculo es: D=0.61 λ／ NA
En la fórmula, D representa la resolución (um); λ Es la longitud de onda de la fuente de luz (um); NA es la apertura numérica (también conocida como relación de apertura) de la lente del objetivo.
Según la fórmula, la resolución de un microscopio depende de la longitud de onda de la fuente de luz incidente y de la apertura numérica del objetivo correspondiente. De esto se desprende que los métodos para mejorar los microscopios ópticos son:
1. Reducir la longitud de onda de la fuente de luz.
La luz visible tiene una longitud de onda más corta de 390nm. Si se utiliza luz ultravioleta de esta longitud de onda como fuente de luz de iluminación, la resolución del microscopio óptico se puede reducir a 0,2 um. Sin embargo, debido al hecho de que la mayoría de los materiales de vidrio ordinarios absorben una gran cantidad de luz con longitudes de onda inferiores a 340 nm, la luz ultravioleta no puede formar imágenes claras y brillantes después de una atenuación significativa. Por lo tanto, se deben utilizar materiales costosos como el cuarzo (que puede transmitir hasta 200 nm de luz ultravioleta) y la fluorita (que puede transmitir hasta 185 nm de luz ultravioleta). Además, los microscopios ultravioleta no se pueden observar a simple vista e incluso están limitados por las muestras observadas, lo que supone un coste elevado. Por lo tanto, este método para mejorar la resolución del microscopio no se utiliza ampliamente 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, utilizar un ángulo de apertura mayor o aumentar el índice de refracción en el diseño óptico se ha convertido en un método común para mejorar la resolución de los microscopios ópticos. Generalmente, las lentes de bajo aumento por debajo de 10X utilizan aire como medio y tienen un índice de refracción de 1, que es un objetivo de tipo seco; El medio de inmersión en agua es agua destilada, con un índice de refracción de 1,33; El medio objetivo sumergido en aceite es alquitrán u otro aceite transparente, con un índice de refracción generalmente de alrededor de 1,52, que está cerca del índice de refracción de lentes y portaobjetos de vidrio, como las lentes de aceite 100X de Olympus. Las lentes de inmersión en agua y las lentes 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.
