¿Cómo mejorar 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 mismo es un microscopio. En condiciones de iluminación estándar, la resolución del ojo humano a la 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 solo 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 diminutos de menos de 1/10 mm. Así aparecieron desde una simple lupa macroscópica hasta un microscopio óptico para la 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).
Se puede obtener de la fórmula que la resolución del microscopio depende de la longitud de onda de la fuente de luz incidente y la apertura numérica de la lente del objetivo correspondiente. Se puede ver que el método de mejora del microscopio óptico:
1. Reduzca 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 puede reducirse 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 cantidad de atenuación. Por lo tanto, se deben usar materiales costosos como el cuarzo (que puede atravesar la luz ultravioleta de hasta 200 nm) y la fluorita (que puede atravesar la luz ultravioleta de hasta 185 nm), y el microscopio de luz ultravioleta no se puede observar a simple vista. , e incluso la muestra observada. Debido a las limitaciones del microscopio, junto con el alto costo, este método de mejora de la resolución del microscopio no es muy utilizado 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 la mitad del ángulo de apertura de la lente del objetivo. Por lo tanto, desde la perspectiva del diseño óptico, la adopción adecuada de un ángulo de apertura mayor o el aumento del índice de refracción se ha convertido en un método común para mejorar la resolución de un microscopio óptico. En general, el medio de la lente objetivo de bajo aumento, como por debajo de 10X, es aire, y su índice de refracción es 1, es decir, lente objetivo seca; 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 otro aceite transparente, su índice de refracción es general alrededor de 1,52, cerca del índice de refracción de la lente y el portaobjetos de vidrio, como la lente de aceite 100X de Olympus. La lente del objetivo de inmersión en agua y la lente del objetivo de inmersión en aceite no solo tienen un gran aumento, sino que también mejoran la resolución de la lente del objetivo debido al uso de medios de alto índice de refracción.
