Los cuatro principios ópticos de los microscopios
1, refracción e índice de refracción.
La luz se propaga en línea recta entre dos puntos en un medio isotrópico homogéneo. Al atravesar objetos transparentes de diferentes densidades, se produce refracción debido a las diferentes velocidades de propagación de la luz en diferentes medios. Cuando el aire emite rayos de luz que no son perpendiculares a la superficie de un objeto transparente (como el vidrio), la dirección de los rayos de luz cambia en su interfaz y forma un ángulo de refracción con la normal.
2, rendimiento de las lentes
Las lentes son los componentes ópticos más básicos que forman el sistema óptico de un microscopio. Los componentes del objetivo, el ocular y el condensador están compuestos por una lente única o múltiple. Según sus diferentes formas, se pueden dividir en dos categorías: lentes convexas (lentes positivas) y lentes cóncavas (lentes negativas). Cuando un haz de luz paralelo al eje óptico se cruza en un punto a través de una lente convexa, este punto se llama plano focal, y el plano que pasa por la intersección y es perpendicular al eje óptico se llama plano focal. Hay dos puntos focales, el punto focal en el espacio del objeto se llama "punto focal del objeto" y el plano focal en ese punto se llama "plano focal del objeto"; Por el contrario, el punto focal en el espacio de la imagen se denomina "punto focal de la imagen" y el plano focal en ese punto se denomina "plano focal de la imagen". Después de pasar a través de una lente cóncava, la luz forma una imagen virtual vertical, mientras que una lente convexa forma una imagen real vertical. Las imágenes reales se pueden mostrar en la pantalla, mientras que las imágenes virtuales no.
3, el factor clave que afecta las imágenes: la aberración
Debido a las condiciones objetivas, ningún sistema óptico puede generar imágenes teóricamente ideales y la presencia de diversas aberraciones afecta la calidad de la imagen. A continuación se muestra una breve introducción a diversas aberraciones.
1. La diferencia de color es un defecto grave en la obtención de imágenes con lentes, que ocurre cuando se utilizan varios colores de luz como fuentes de luz y la luz monocromática no produce diferencia de color. La luz blanca se compone de siete tipos: roja, naranja, amarilla, verde, azul, azul y violeta. Las longitudes de onda de cada tipo de luz son diferentes, por lo que el índice de refracción al pasar a través de una lente también es diferente. De esta manera, un punto en el lado del objeto puede formar una mancha de color en el lado de la imagen. La función principal de los sistemas ópticos es eliminar la aberración cromática.
La diferencia de color generalmente incluye la diferencia de color posicional y la diferencia de color de aumento. La diferencia de color posicional hace que la imagen tenga manchas o halos cuando se observa en cualquier posición, lo que hace que la imagen sea borrosa. Y la aberración cromática de aumento hace que la imagen tenga bordes coloreados.
2. La aberración esférica se refiere a la aberración monocromática de puntos en el eje, causada por la superficie esférica de la lente. El resultado de la aberración esférica es que después de obtener imágenes de un punto, ya no es un punto brillante, sino un punto brillante con bordes medios gradualmente borrosos, lo que afecta la calidad de la imagen.
La corrección de la aberración esférica a menudo se logra mediante el uso de combinaciones de lentes. Como la aberración esférica de las lentes convexas y cóncavas es opuesta, se pueden seleccionar y pegar diferentes materiales de lentes convexas y cóncavas para eliminarla. La aberración esférica de la lente objetivo en el microscopio modelo antiguo no se corrigió por completo y debe combinarse con el ocular de compensación correspondiente para lograr el efecto de corrección. La lente del objetivo elimina completamente la aberración esférica de los microscopios nuevos en general.
3. Huixia Huixia pertenece a la aberración monocromática de puntos fuera del eje. Cuando se toma una imagen de un objeto fuera del eje con un haz de gran apertura, el haz emitido pasa a través de la lente y ya no se cruza en ningún punto. La imagen de un punto de luz formará un punto, parecido a un cometa, de ahí el nombre "coma".
4. El astigmatismo también es una aberración monocromática fuera del eje que afecta la claridad. Cuando el campo de visión es grande, los puntos del objeto en el borde están lejos del eje óptico y el haz se inclina demasiado, provocando astigmatismo después de pasar a través de la lente. El astigmatismo hace que el punto del objeto original se convierta en dos líneas cortas separadas y perpendiculares después de la obtención de la imagen, que se combinan en el plano de la imagen ideal para formar un punto elíptico. El astigmatismo se elimina mediante complejas combinaciones de lentes.
5. Curvatura de campo, también conocida como "curvatura de campo de imagen". Cuando hay curvatura de campo en la lente, el punto de intersección de todo el haz no coincide con el punto ideal de la imagen. Aunque se pueden obtener imágenes claras en cada punto específico, todo el plano de la imagen es una superficie curva. Esto dificulta ver claramente toda la superficie de la imagen durante el examen microscópico, lo que dificulta la observación y la fotografía. Por lo tanto, las lentes utilizadas en los microscopios de estudio son generalmente objetivos de campo plano, que ya tienen corregida la curvatura del campo.
6. Las diversas aberraciones mencionadas anteriormente, excepto la distorsión de campo, afectan la claridad de la imagen. La distorsión es otro tipo de aberración en la que la concentricidad del haz no se ve comprometida. Por lo tanto, no afecta la claridad de la imagen, pero causa distorsión en la forma en comparación con el objeto original.
