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 simbol penting untuk menilai kinerja keduanya (terutama untuk lensa objektif). Ukuran nilai numeriknya masing-masing ditandai pada casing lensa objektif dan lensa kondensor.
Bukaan numerik (NA) adalah produk dari indeks bias (n) medium antara lensa depan lensa objektif dan objek yang akan diperiksa dan sinus dari setengah sudut bukaan (u). Rumusnya adalah sebagai berikut: NA=nsinu/2
Sudut bukaan, juga dikenal sebagai "sudut mulut 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 besar fluks cahaya yang memasuki lensa objektif, yang sebanding dengan diameter efektif lensa objektif dan berbanding terbalik dengan jarak titik fokus.
Saat mengamati dengan mikroskop, jika ingin menaikkan nilai NA, sudut aperture tidak bisa dinaikkan. Satu-satunya cara adalah dengan meningkatkan nilai indeks bias n medium. Berdasarkan prinsip ini, dihasilkan lensa objektif celup air dan lensa objektif celup minyak. Karena nilai indeks bias n media lebih besar dari 1, nilai NA bisa lebih besar dari 1.
Bukaan numerik maksimum adalah 1,4, yang telah mencapai batas baik secara teoritis maupun teknis. Saat ini bromonaftalena dengan indeks bias tinggi digunakan sebagai media. Indeks bias bromonaftalena adalah 1,66, sehingga nilai NA bisa lebih besar dari 1,4.
Harus ditunjukkan di sini bahwa untuk memberikan peran penuh pada bukaan numerik lensa objektif, nilai NA lensa kondensor harus sama atau sedikit lebih besar daripada lensa objektif selama pengamatan.
Bukaan numerik terkait 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
Dimana σ adalah jarak resolusi minimum; λ adalah panjang gelombang cahaya; NA adalah bukaan numerik lensa objektif. Resolusi lensa objektif tampak ditentukan oleh dua faktor: nilai NA lensa objektif dan panjang gelombang sumber iluminasi. Semakin besar nilai NA, semakin pendek panjang gelombang cahaya iluminasi, dan semakin kecil nilai σ, 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 sedang 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, dibandingkan dengan kaca pembesar, mikroskop dapat memiliki perbesaran yang jauh lebih tinggi, dan perbesaran mikroskop dapat dengan mudah diubah dengan menukar lensa objektif dan lensa mata dengan perbesaran yang berbeda.
Pembesaran juga merupakan parameter penting dari mikroskop, tetapi orang 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. 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. Saat ini, meskipun perbesarannya dinaikkan secara berlebihan, gambar yang diperoleh hanya berupa gambar dengan garis luar yang besar tetapi detail yang tidak jelas. , disebut perbesaran tidak valid. Sebaliknya, jika resolusi memenuhi persyaratan tetapi perbesarannya tidak mencukupi, mikroskop memiliki kemampuan untuk menyelesaikan, tetapi bayangannya masih 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 bila menggunakan mikroskop, bila fokus pada suatu benda tertentu, tidak hanya semua titik pada bidang titik tersebut dapat terlihat dengan jelas, tetapi juga dalam ketebalan tertentu di atasnya. dan di bawah bidang, Agar jelas, ketebalan bagian bening ini adalah kedalaman fokus. Jika kedalaman fokusnya besar, Anda dapat melihat seluruh lapisan objek yang diperiksa, sedangkan jika kedalaman fokusnya kecil, Anda hanya dapat melihat lapisan tipis dari objek yang diperiksa. 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 resolusinya berkurang.
Karena kedalaman bidang yang besar dari lensa objektif pembesaran rendah, sulit untuk mengambil gambar dengan lensa objektif pembesaran rendah. Ini akan dijelaskan secara lebih rinci dalam fotomikrograf.
5. Diameter bidang pandang (FieldOfView)
Saat mengamati mikroskop, area lingkaran terang yang terlihat disebut bidang pandang, dan ukurannya ditentukan oleh bidang diafragma 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 rumusnya:
F=FN/
Dalam rumusnya, F - diameter bidang pandang;
FN - nomor bidang (NomorBidang, disingkat FN, ditandai di bagian luar laras lensa mata);
- perbesaran 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 mengubah ke 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 optik cahaya setelah memasuki udara dari kaca penutup berubah, menghasilkan perbedaan fasa, yang merupakan cakupan yang buruk. Generasi cakupan yang buruk mempengaruhi kualitas suara mikroskop.
Menurut peraturan 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 dibutuhkan oleh lensa objektif.
7. Jarak kerja WD
Jarak kerja disebut juga jarak objek, yang mengacu pada jarak dari permukaan lensa depan lensa objektif ke 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 disebut pemfokusan sebenarnya adalah mengatur jarak kerja.
Dalam kasus apertur numerik tertentu dari lensa objektif, jarak kerjanya pendek dan sudut aperturnya besar.
Lensa objektif pembesaran tinggi dengan apertur numerik besar dan jarak kerja kecil
