Bagaimana mendefinisikan dan menghitung efisiensi mikroskop optik
1. Bukaan Numerik
Bukaan numerik disingkat NA. Bukaan numerik adalah parameter teknis utama lensa objektif dan lensa kondensor, dan merupakan indikator penting untuk menilai kinerja keduanya (terutama untuk lensa objektif). Ukuran nilai numeriknya masing-masing ditandai pada cangkang lensa objektif dan lensa kondensor.
Apertur numerik (NA) adalah produk dari indeks bias (n) medium antara lensa depan lensa objektif dan objek yang akan diperiksa dan sinus dari setengah sudut apertur (u). Rumusnya dinyatakan sebagai berikut: NA=nsinu/2
Sudut bukaan, juga dikenal sebagai "sudut cermin", adalah sudut yang dibentuk oleh titik objek pada sumbu optik lensa objektif dan diameter efektif lensa depan lensa objektif. Semakin besar sudut apertur, semakin terang cahaya yang memasuki lensa objektif, yang sebanding dengan diameter efektif lensa objektif dan berbanding terbalik dengan jarak dari titik fokus.
Dalam pengamatan mikroskop, jika Anda ingin meningkatkan nilai NA, sudut bukaan tidak dapat ditingkatkan, dan satu-satunya cara adalah dengan meningkatkan nilai n indeks bias medium. Berdasarkan prinsip ini, dihasilkan lensa objektif celup air dan lensa objektif celup minyak. Karena indeks bias n media lebih besar dari 1, nilai NA bisa lebih besar dari 1.
Bukaan numerik maksimum adalah 1,4, yang secara teoritis dan teknis merupakan batasnya. Saat ini, bronaphthalene dengan indeks bias tinggi digunakan sebagai medianya. Indeks bias bronaphthalene adalah 1,66, sehingga nilai NA bisa lebih besar dari 1,4.
Harus ditunjukkan di sini bahwa untuk memberikan permainan penuh pada efek bukaan numerik lensa objektif, nilai NA kondensor harus sama dengan atau sedikit lebih besar dari nilai NA lensa objektif selama pengamatan.
Bukaan numerik memiliki hubungan yang erat dengan parameter teknis lainnya, dan hampir menentukan dan memengaruhi parameter teknis lainnya. Ini sebanding dengan resolusi, sebanding dengan perbesaran, dan berbanding terbalik dengan kedalaman fokus. Saat nilai NA meningkat, lebar bidang pandang dan jarak kerja akan berkurang.
2. Resolusi
Resolusi mikroskop mengacu pada jarak minimum antara dua titik objek yang dapat dibedakan dengan jelas oleh mikroskop, juga dikenal sebagai "tingkat diskriminasi". Rumus perhitungannya adalah σ=λ/NA
di mana σ adalah jarak resolusi minimum; λ adalah panjang gelombang cahaya; NA adalah bukaan numerik lensa objektif. Resolusi lensa objektif tampak ditentukan oleh nilai NA lensa objektif dan panjang gelombang sumber cahaya iluminasi. Semakin besar nilai NA, semakin pendek panjang gelombang cahaya iluminasi, semakin kecil nilai σ, dan semakin tinggi resolusinya.
Untuk meningkatkan resolusi, yaitu mengurangi nilai σ, langkah-langkah berikut dapat diambil:
1. Kurangi nilai panjang gelombang λ dan gunakan sumber cahaya dengan panjang gelombang pendek.
2. Naikkan nilai n media untuk menaikkan nilai NA (NA=nsinu/2).
3. Tingkatkan nilai sudut bukaan u untuk meningkatkan nilai NA.
4. Tingkatkan kontras antara terang dan gelap.
3. Pembesaran dan pembesaran efektif
Karena dua perbesaran lensa objektif dan lensa okuler, perbesaran total Γ mikroskop harus merupakan perkalian dari perbesaran lensa objektif dan perbesaran lensa okuler Γ1:
Γ= Γ1
Jelas, mikroskop dapat memiliki perbesaran yang jauh lebih tinggi daripada kaca pembesar, dan perbesaran mikroskop dapat dengan mudah diubah dengan menukar lensa objektif dan lensa okuler dengan perbesaran yang berbeda.
Pembesaran juga merupakan parameter penting mikroskop, tetapi Anda tidak dapat begitu saja percaya bahwa semakin tinggi pembesaran, semakin baik. Batas perbesaran mikroskop adalah perbesaran efektif.
Resolusi dan pembesaran adalah dua konsep yang berbeda tetapi terkait. Ada rumus relasional: 500NA<><>
Ketika bukaan numerik lensa objektif yang dipilih tidak cukup besar, yaitu resolusinya tidak cukup tinggi, mikroskop tidak dapat membedakan struktur objek yang halus. Pada saat ini, meskipun perbesarannya ditingkatkan secara berlebihan, hanya gambar dengan garis luar yang besar tetapi detail yang tidak jelas dapat diperoleh. , disebut perbesaran tidak efektif. Di sisi lain, jika resolusi telah memenuhi persyaratan dan perbesaran tidak mencukupi, mikroskop memiliki kemampuan untuk menyelesaikan, tetapi bayangannya terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan jelas oleh mata manusia. Oleh karena itu, untuk memberikan permainan penuh pada kekuatan resolusi mikroskop, bukaan numerik harus disesuaikan secara wajar dengan perbesaran total mikroskop.
4. Kedalaman fokus
Depth of Focus adalah singkatan dari Depth of Focus, yaitu pada saat menggunakan mikroskop, pada saat fokus pada suatu objek, tidak hanya titik-titik pada bidang titik tersebut yang dapat terlihat dengan jelas, tetapi juga dalam ketebalan tertentu. di atas dan di bawah pesawat. Jelas, ketebalan bagian bening ini adalah kedalaman fokus. Saat kedalaman fokus besar, seluruh lapisan objek yang akan diperiksa dapat terlihat, sedangkan saat kedalaman fokus kecil, hanya lapisan tipis dari objek yang akan diperiksa yang dapat terlihat. Kedalaman fokus memiliki hubungan berikut dengan parameter teknis lainnya:
1. Kedalaman fokus berbanding terbalik dengan perbesaran total dan apertur numerik lensa objektif.
2. Kedalaman fokus besar dan resolusi berkurang.
Karena kedalaman bidang yang besar dari lensa objektif pembesaran rendah, sulit untuk mengambil gambar dengan lensa objektif pembesaran rendah. Detail akan dijelaskan dalam fotomikrograf.
Lima, diameter bidang pandang (FieldOfView)
Saat melihat mikroskop, area lingkaran terang yang terlihat disebut bidang pandang, dan ukurannya ditentukan oleh diafragma lapangan di lensa mata.
Diameter bidang pandang juga disebut lebar bidang pandang, yang mengacu pada jarak sebenarnya dari objek yang diperiksa yang dapat diakomodasi dalam bidang pandang melingkar yang terlihat di bawah mikroskop. Semakin besar diameter bidang pandang, semakin mudah untuk diamati.
Ada rumus:
F=FN/
di mana F adalah diameter bidang pandang;
Nomor bidang FN (Nomor Bidang, disingkat FN, ditandai di bagian luar laras lensa lensa mata);
- pembesaran lensa objektif.
Bisa dilihat dari rumus :
1. Diameter bidang pandang sebanding dengan jumlah bidang pandang.
2. Menambah kelipatan lensa objektif mengurangi diameter bidang pandang. Oleh karena itu, jika Anda dapat melihat keseluruhan gambar objek yang diperiksa di bawah lensa berdaya rendah, dan menggantinya dengan lensa objektif berdaya tinggi, Anda hanya dapat melihat sebagian kecil dari objek yang diperiksa.
6. Cakupan yang buruk
Sistem optik mikroskop juga termasuk kaca penutup. Karena ketebalan kaca penutup yang tidak standar, jalur cahaya setelah cahaya memasuki udara dari kaca penutup dan dibiaskan berubah, menghasilkan perbedaan fasa, yang merupakan cakupan yang buruk. Cakupan yang buruk mempengaruhi kualitas suara mikroskop.
Secara internasional, ketebalan standar kaca penutup adalah {{0}}.17mm, dan kisaran yang diperbolehkan adalah 0.16-0.18mm. Selisih rentang ketebalan ini telah diperhitungkan dalam pembuatan lensa objektif. Tanda 0,17 pada rumah lensa objektif menunjukkan ketebalan kaca penutup yang diperlukan untuk lensa objektif.
7. Jarak kerja WD
Jarak kerja disebut juga jarak objek, yang mengacu pada jarak antara permukaan lensa depan lensa objektif dan objek yang akan diperiksa. Selama inspeksi mikroskop, objek yang akan diperiksa harus antara satu dan dua kali panjang fokus lensa objektif. Oleh karena itu, itu dan panjang fokus adalah dua konsep. Yang biasa kita sebut pemfokusan sebenarnya adalah mengatur jarak kerja.
Ketika bukaan numerik lensa objektif konstan, jarak kerja pendek dan sudut bukaan besar.
Objektif perbesaran tinggi dengan apertur numerik besar dan jarak kerja kecil
