A szögletes nagyítással mikroszkóp egyébként - studopediya
gdea - az a szög, amely a tárgy is látható szabad szemmel; b jelentése a látószög az objektum megfigyelhető a mikroszkóp.
Mi kifejezetten a szögletes nagyítással mikroszkóp segítségével a fő gyújtótávolság F1 és F2 objektív optikai központok O1 és O2. A hasonló háromszögek AO1 és A / O1 I / találunk
,így A / B / = (4)
A háromszög / O2 / találni
Nézve a szabad szemmel a téma a legjobb egyenlő távolság egészséges szem 25 cm
Behelyettesítve (5) és (6) a (3). megkapjuk
S távolság lényegében megegyezik a hossza a mikroszkóp cső D (közötti távolság a lencse és a szemlencse), mert a gyakorlatban alkalmazott lencsék fókusztávolsággal egyenlő körülbelül 1-10 mm. ami sokkal kisebb, mint a cső hossza (körülbelül 160 mm). Ezért a végső képlet a szögletes nagyítás a mikroszkóp felírható:
A pontosabb értéket nagyítású mikroszkóp kísérletileg. Erre a speciális mérőeszközök, a skála a skála, amely ismert: az objektum-mikrométer rács egy okulármikrométer.
Mérésével kis tárgyak mikroszkóptárgylemezen mérete, összehasonlítva néhány ismert hosszúságú (például a sorköz a skála rács vagy tárgy - mikrométer). Így a tárgy és a mérési skála általában helyezni ugyanabban a síkban, mielőtt a lencsét. Hála a közös, és ugyanaz a növekedés mértéke a tárgy és számíthat a pontos célja a méretet.
Nem lehet a mérési skála a síkban az objektum vizsgálat alatt. Például, alkalmazásával okulármikrométer alkothat képet a mérőskála a nagyított képét sík A / B /. Ebben az esetben a kép a tárgy és a kép a mérési skála figyelhető egyidejűleg ugyanabban a síkban és össze lehet hasonlítani egymással. Meg kell tudni, hogy a nagyítás a mikroszkóp, amely előre meghatározott.
Amellett, hogy a lineáris és szögletes nagyítással, fontos jellemzője a mikroszkóp állásfoglalására, azaz a képesség, hogy két különböző kép a lencse egymáshoz közel mikroszkopikus tárgy pont. Minél közelebb van a két kép van elrendezve, míg fennmaradó eltérő (azaz nem egyesült egyetlen folt), minél nagyobb a felbontás képessége a lencse.
Két fő tényező, amely korlátozhatja a felbontás a lencse. Ezek közül az első - a lencsetorzításokat. Aberráció rejlő valamennyi valós optikai rendszerek és a jelentése a torzulások a képek, azaz a optikai kép pontatlan vonatkozó tárgyak elmosódottak. Például, használata gömb alakú felületek ad okot, hogy a szférikus aberrációt; a különbség nagyobb a pontokat különböző távolságokban a lencse tengelye okoz egy másik aberráció ismert torzulását; egyéb okok más aberrációt, asztigmatizmus, kóma, elhajlás, stb Továbbá, a fény nem monokromatikus oka kromatikus aberrációt (okozta diszperzióját fény), így a kép színezett. Gondosan választotta kombinációi lencsék, lehetséges, hogy jelentősen csökkenti a torzítást, bár lehetetlen teljesen megszüntetni őket.
A második tényező korlátozza a felbontás - a diffrakciós. amelyeket nem lehet javítani, mivel ez egy természetes következménye a hullám fény természetéről. Tekintsük ezt a tényezőt részletesebben, feltételezve, hogy a lencse nem aberráció. Ez lehetővé teszi a hangsúlyt diffrakciós hatások és tisztázni, hogy milyen mértékben korlátozzák a felbontást.
Ismeretes, hogy a fény terjed hullámok formájában. Szerint a Huygens elv, bármelyik pontján a tér, amely elérte a fény hullám, lesz forrása a másodlagos gömb alakú hullámok. Tehát, ha küld egy fénysugár a párhuzamos fénysugarak egy kis lyuk az átlátszó képernyőn, a hullámok a lyuk elhajló. azaz már nem párhuzamosak egymással és kiterjesztése minden irányban. Hullámok áthaladó különböző részeit nyílások zavarják egymást, és alkotnak diffrakciós mintázat. Objektív miatt ez egy szegélyt úgy viselkedik, mint egy átlátszó képernyő. Létrehozásakor a kép egy pontszerű objektum lencse valójában van egy egész diffrakciós mintázat. Így egy ponton a kép elmosódik. Minél kisebb az átmérő a lencse, annál kifejezettebb diffrakciós. Mivel a diffrakciós apró pereme a tárgylencse (amelynek átmérője kevesebb lehet, mint 1 mm), a kép pont van a koncentrikus gyürük alakjában, amelynek fényessége csökken a központtól. Ábra 2-a ábra egy lencsét kapott erősen nagyított fénykép kép egy pontforrás.
Az egyik lehet építeni egy grafikus fényeloszlást intenzitást a diffrakciós mintázat bemutatott ábrán 2-a. Egy példaszerű grafikon a fény intenzitását a diffrakciós szögek j (közötti szög az eredeti és a diffraktált fénysugarak) a 3. ábra mutatja.
Bármely két konjugált pontok: y - a tárgy síkjában. y / - annak képsíkban, - a szinusz állapot [3]:
ahol n és n / - törésmutatójuk, amelyek rendre az objektum és a kép; u és u / -aperturnye szögek a tárgy és kép. A mikroszkópos kép mindig fordul a levegőben, poetomun / @ 1.
Mivel a kis mérete a szögeket. Találunk az 5. ábrán:
Használata (10), a képlet a kép méretét:
Ahhoz, hogy megbecsüljük a felbontást kell találni a mérete y / kotoryybudet megfelelnek a legkisebb méret kívánt objektumot y. Természetesen ebben az esetben a kép mérete ne legyen nagyobb vagy egyenlő, mint a fele a szélessége a diffrakciós csúcs (sm.ris.4). Használata képletű (8), amelyben a értéke F általában helyébe távolságban S / a lencse a kép helyét, a (12) kapjuk:
Felbontóképessége találni kifejező érték ymin (13), és ebben az esetben ez a nevezője (9):
Érték jellemzi a lencse nyitási szöget nevezzük az numerikus apertúra mikroszkóp .A (14) képletű, hogy a felbontás a mikroszkóp határozza meg két érték: a fény hullámhossza és a numerikus apertúra l.
Képletű (14), hogy a felbontóképessége a mikroszkóp egy sokoldalú és széles körben használják a műszeres optika. Nyilvánvaló, úgy, hogy a felbontóképessége a mikroszkóp javítható, ha az objektum merítjük anyagot n> 1 (egy úgynevezett immerziós folyadék). Az is előnyös, hogy növelje a numerikus apertúra, de a lehetőség egy ilyen növekedés nagyon korlátozott. Végül célszerű mozgatni a rövidebb hullámhosszak: világító tárgyak gyakran használják a kék fényt és még az ultraibolya sugárzást. Ebben az esetben meg kell gyártani a teljes optika kvarc és speciális világító képernyők képregisztráció. Ezek a kísérletek nagyon dorgostoyaschimi és gyártani mérés elég nehéz. Ugyanakkor, ami egy ultraibolya mikroszkóp hagyjuk körülbelül két-szeres növekedése a felbontóképesség (összehasonlítva a hagyományos mikroszkópok), ami nagyon fontos, például a biológiai kutatások.
A leghatékonyabb és a radikális módja az növeli a felbontóképessége a mikroszkóp (bár hatályán kívül optikai vizsgálatok) az átmenet elektron optika. Elektronsugaras diffrakciós mutató hullám tulajdonságokat, leírható de Broglie hullámhossz l = h / mv. ahol h - Planck böjtölés, v - sebessége az elektronok a gerenda. Ebben az esetben, amikor egy gyorsuló potenciálja 150 V a de Broglie hullámhossz a sorrendben a 10 -8 cm. Azaz 5000-szer kisebb, mint abban az esetben, optikai mérések. Bár miatt az elektronsugár áthaladó vizsgálati tárgy mindig nél további műszeres hiba, korlátozza a lehetőségét növekvő felbontású, még mindig sikerül körülbelül 100-szor, hogy csökkentsék a határérték a vizsgált tárgyak: 2 × 10 -7 cm helyett 2 × 10 -5 cm.
Jegyezzük meg, végül egy másik tervezési szolgáltatás. Tételekhez megengedett mikroszkóp lencséje lehet érzékelni szem mikroszkóp szemlencse nagyítása úgy kell megválasztani, hogy az látható szögben mintegy 1 /. Ez a korlátozás annak köszönhető, hogy a fiziológiai jellemzőit. Ha figyelembe vesszük a két közeli pont az objektum szögben <1 /. то их изображения попадают на одно нервное окончание (на одну колбочку) и тогда глаз воспринимает их, как одну точку.