顯微鏡的重要光學(xué)技術(shù)參數(shù)
顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)包括:數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等等。
在鏡檢時,人們總是希望能清晰而明亮的理想圖象,這就需要顯微鏡的各項光學(xué)技術(shù)參數(shù)達到一定的標準,并且要求在使用時,必須根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)各參數(shù)的關(guān)系。只有這樣,才能充分發(fā)揮顯微鏡應(yīng)有的性能,得到滿意的鏡檢效果。
顯微鏡的光學(xué)技術(shù)參數(shù)包括:數(shù)值孔徑、分辨率、放大率、焦深、視場寬度、覆蓋差、工作距離等等。這些參數(shù)并不都是越高越好,它們之間是相互聯(lián)系又相互制約的,在使用時,應(yīng)根據(jù)鏡檢的目的和實際情況來協(xié)調(diào)參數(shù)間的關(guān)系,但應(yīng)以保證分辨率為準。 1.數(shù)值孔徑 數(shù)值孔徑簡寫na,數(shù)值孔徑是物鏡和聚光鏡的主要技術(shù)參數(shù),是判斷兩者(尤其對物鏡而言)性能高低的重要標志。其數(shù)值的大小,分別標刻在物鏡和聚光鏡的外殼上。 數(shù)值孔徑(na)是物鏡前透鏡與被檢物體之間介質(zhì)的折射率(n)和孔徑角(u)半數(shù)的正弦之乘積。用公式表示如下: na=nsinu/2 孔徑角又稱"鏡口角",是物鏡光軸上的物體點與物鏡前透鏡的有效直徑所形成的角度?讖浇窃酱,進入物鏡的光通亮就越大,它與物鏡的有效直徑成正比,與焦點的距離成反比。 顯微鏡觀察時,若想增大na值,孔徑角是無法增大的,唯一的辦法是增大介質(zhì)的折射率n值;谶@一原理,就產(chǎn)生了水浸物鏡和油浸物鏡,因介質(zhì)的折射率n值大于1,na值就能大于1。 數(shù)值孔徑最大值為1.4,這個數(shù)值在理論上和技術(shù)上都達到了極限。目前,有用折射率高的溴萘作介質(zhì),溴萘的折射率為1.66,所以na值可大于1.4。 這里必須指出,為了充分發(fā)揮物鏡數(shù)值孔徑的作用,在觀察時,聚光鏡的na值應(yīng)等于或略大于物鏡的na值。 數(shù)值孔徑與其他技術(shù)參數(shù)有著密切的關(guān)系,它幾乎決定和影響著其他各項技術(shù)參數(shù)。它與分辨率成正比,與放大率成正比,與焦深成反比,na值增大,視場寬度與工作距離都會相應(yīng)地變小。 2.分辨率 顯微鏡的分辨率是指能被顯微鏡清晰區(qū)分的兩個物點的最小間距,又稱"鑒別率"。其計算公式是 σ=λ/na 式中σ為最小分辨距離;λ為光線的波長;na為物鏡的數(shù)值孔徑?梢娢镧R的分辨率是由物鏡的na值與照明光源的波長兩個因素決定。na值越大,照明光線波長越短,則σ值越小,分辨率就越高。 要提高分辨率,即減小σ值,可采取以下措施 (1) 降低波長λ值,使用短波長光源。 (2) 增大介質(zhì)n值以提高na值(na=nsinu/2)。 (3) 增大孔徑角u值以提高na值。 (4) 增加明暗反差。 3.放大率和有效放大率 由于經(jīng)過物鏡和目鏡的兩次放大,所以顯微鏡總的放大率Γ應(yīng)該是物鏡放大率β和目鏡放大率Γ1的乘積: Γ=βΓ1 顯然,和放大鏡相比,顯微鏡可以具有高得多的放大率,并且通過調(diào)換不同放大率的物鏡和目鏡,能夠方便地改變顯微鏡的放大率。 放大率也是顯微鏡的重要參數(shù),但也不能盲目相信放大率越高越好。顯微鏡放大倍率的極限即有效放大倍率。 分辨率和放大倍率是兩個不同的但又互有聯(lián)系的概念。有關(guān)系式: 500na<Γ<1000na |
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