¿Qué sectores son los que más utilizan los microscopios ópticos?
Los hospitales son los lugares de aplicación más importantes para los microscopios, que se utilizan principalmente para verificar información como cambios en los fluidos corporales del paciente, gérmenes que invaden el cuerpo humano, cambios en la estructura del tejido celular, etc., y brindan a los médicos métodos de referencia y verificación para formular tratamientos. planes En cirugía, el microscopio es la herramienta más importante para los médicos; en la agricultura, la cría, el control de plagas y otros trabajos no pueden prescindir de la ayuda del microscopio; en la producción industrial, la inspección de procesamiento y el ajuste de montaje de piezas finas, y la investigación de las propiedades de los materiales Habilidades; Los investigadores criminales a menudo se basan en microscopios para analizar varios delitos microscópicos, como un medio importante para determinar el verdadero asesino; Los departamentos de protección ambiental también necesitan microscopios cuando detectan varios contaminantes sólidos; Los ingenieros geólogos y mineros y las reliquias culturales y los arqueólogos usan microscopios Las pistas encontradas pueden juzgar los depósitos minerales subterráneos profundos o inferir la polvorienta verdad histórica; Incluso la vida diaria de las personas no puede prescindir de los microscopios, como la industria de la belleza y la peluquería, que puede usar microscopios para detectar la calidad de la piel y el cabello. Para mejores resultados. Se puede ver cuán estrechamente integrado está el microscopio con la producción y la vida de las personas.
De acuerdo con los diferentes propósitos de aplicación, los microscopios se pueden clasificar aproximadamente en cuatro categorías: microscopios biológicos, microscopios metalográficos, microscopios estereoscópicos y microscopios polarizadores. Como su nombre lo indica, los microscopios biológicos se utilizan principalmente en biomedicina, y los objetos de observación son en su mayoría microcuerpos transparentes o translúcidos; los microscopios metalográficos se utilizan principalmente para observar la superficie de objetos opacos, como la estructura metalográfica y los defectos superficiales de los materiales; Si bien el objeto se magnifica y se visualiza, la orientación del objeto y la imagen en relación con el ojo humano también es consistente y hay una sensación de profundidad, que está en línea con los hábitos visuales convencionales de las personas; Los microscopios de polarización utilizan las características de transmisión o reflexión de diferentes materiales para que la luz polarizada distinga diferentes microobjetos Componente. Además, también se pueden subdividir algunos tipos especiales, como el microscopio biológico invertido o el microscopio de cultivo, que se utiliza principalmente para observar el cultivo a través del fondo del recipiente de cultivo; un microscopio de fluorescencia usa ciertas sustancias para absorber luz específica de longitud de onda más corta Las características de emitir luz específica de longitud de onda más larga para descubrir la existencia de estas sustancias y juzgar su contenido; el microscopio de comparación puede formar imágenes yuxtapuestas o superpuestas de dos objetos en el mismo campo de visión, para comparar las similitudes y diferencias de los dos objetos.
Los microscopios ópticos tradicionales se componen principalmente de sistemas ópticos y sus estructuras mecánicas de soporte. Los sistemas ópticos incluyen lentes de objetivo, oculares y lentes de condensador, todos los cuales son lupas complicadas hechas de varios vidrios ópticos. La lente del objetivo amplía la imagen de la muestra y su aumento M objeto se determina mediante la siguiente fórmula: M objeto=Δ∕f' objeto , donde f' objeto es la distancia focal de la lente del objetivo y Δ puede entenderse como la distancia entre la lente del objetivo y el ocular. El ocular vuelve a ampliar la imagen formada por la lente del objetivo y forma una imagen virtual a 250 mm frente al ojo humano para su observación. Esta es la posición de observación más cómoda para la mayoría de las personas. El aumento del ocular M eye=250/f' eye, f' eye es la distancia focal del ocular. El aumento total del microscopio es el producto de la lente del objetivo y el ocular, es decir, M=M objeto*M ojo=Δ*250/f' ojo *f; objeto. Se puede ver que reducir la distancia focal de la lente del objetivo y del ocular aumentará el aumento total, que es la clave para ver bacterias y otros microorganismos con un microscopio, y también es la diferencia entre este y las lupas ordinarias.
Entonces, ¿es concebible reducir la malla f' objeto f' sin límite, para aumentar la ampliación, de modo que podamos ver objetos más sutiles? ¡La respuesta es no! Esto se debe a que la luz que se utiliza para obtener imágenes es esencialmente un tipo de onda electromagnética, por lo que inevitablemente se producirán fenómenos de difracción e interferencia durante el proceso de propagación, al igual que las ondas en la superficie del agua que se pueden ver en la vida diaria cuando se encuentran con obstáculos. , y dos columnas de ondas de agua pueden fortalecerse mutuamente cuando se encuentran O debilitarse a la misma. Cuando la onda de luz emitida por un objeto luminoso en forma de punto ingresa a la lente del objetivo, el marco de la lente del objetivo dificulta la propagación de la luz, lo que produce difracción e interferencia. Hay una serie de anillos de luz con intensidad débil y debilitándose gradualmente. Llamamos al punto brillante central como el disco de Airy. Cuando dos puntos emisores de luz están cerca de cierta distancia, los dos puntos de luz se superpondrán hasta que no se puedan confirmar como dos puntos de luz. Rayleigh propuso un estándar de juicio, pensando que cuando la distancia entre los centros de los dos puntos de luz es igual al radio del disco de Airy, los dos puntos de luz se pueden distinguir. Después del cálculo, la distancia entre los dos puntos emisores de luz en este momento es e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, donde I es la longitud de onda de la luz, la longitud de onda de luz que puede recibir el ojo humano es de 0.4-0.7um, y n es el índice de refracción del medio donde se encuentra el punto emisor de luz, como en el aire, n ≈1, en agua, n≈1.33, y A es la mitad del ángulo de apertura del punto emisor de luz al marco de la lente del objetivo, y NA se denomina apertura numérica de la lente del objetivo. De la fórmula anterior se puede ver que la distancia entre dos puntos que se pueden distinguir por la lente del objetivo está limitada por la longitud de onda de la luz y la apertura numérica. Dado que la longitud de onda de la visión más aguda del ojo humano es de aproximadamente 0.5um, y el ángulo A no puede exceder los 90 grados, sinA siempre es menor que 1. El índice de refracción máximo de los disponibles medio transmisor de luz es de aproximadamente 1,5, por lo que el valor de e siempre es mayor que 0,2um, que es la distancia límite mínima que el microscopio óptico puede distinguir. Amplíe la imagen a través de un microscopio, si desea ampliar la distancia del punto del objeto e que puede ser resuelta por la lente del objetivo con un cierto valor de NA suficiente para ser resuelta por el ojo humano, necesita Me Mayor que o igual a {{26 }}.15 mm, donde {{30}}.15 mm es el valor experimental del ojo humano La distancia mínima entre dos microobjetos que se pueden distinguir a 250 mm frente a los ojos, por lo que M Mayor que o igual a (0.15∕0.61 in) NA≈500N.A, para que la observación no sea demasiado laboriosa, basta con duplicar la M, es decir, 500N. A Menor o igual a M Menor o igual a 1000N.A es un rango de selección razonable del aumento total del microscopio. No importa cuán grande sea el aumento total, no tiene sentido, porque la apertura numérica de la lente del objetivo ha limitado la distancia mínima de resolución y es imposible distinguir más al aumentar el aumento. Se detallan los objetos pequeños.
