为你讲解显微镜的一些光学性能

发布日期：2019-08-27 作者：点击：

　　（1）数字开放

　　数值孔径也称为镜像速度。指在被观察物体和透镜之间的介质的折射率n与物镜角度的一半的正弦的乘积。由N.A或A表示。即：N.A。=nsin（α/2）

　　所谓的镜角是指观察到的物镜前透镜边缘的光线之间的角度。

　　数值孔径是物镜和聚光镜的重要参数，与显微镜的其他光学参数密切相关。通常，希望越大越好。从公式可知，有两种方法可以增加数值孔径，一种是增加镜子的角度，另一种是增加物镜和样品之间的折射率。

　　通过采用上述方法，您可以使样本尽可能靠近对象。但无论多近，α总是小于180°。因此，sin（α/2）也小于1。空气折射率为n=1.因此，干物镜的数值孔径nsin（α/2）总是小于1，通常在0.04和0.95之间。

　　当采用最后一种方法时，可以在物镜和样品之间添加具有大折射率的介质。例如，如果雪松油具有折射率n=1,515，则当使用雪松油作为介质时，数值孔径可以为1.2或更大。这就是在某些情况下使用油镜的原因。油镜可达到的最大数值孔径为1.4。

　　（2）决议

　　该决议也称为歧视率或解决能力。所谓的分辨率是指显微镜区分待检查物体的精细结构的能力。它与分辨率距离成反比。分辨率距离是可以区分的两个对象点之间的最小距离。分辨率距离越小，显微镜分辨率越高。如果物体的两个点之间的距离小于分辨率距离，则这两个点将被混淆为一个点，并且不能看到该结构。显微镜的分辨率由物镜决定。目镜仅用作放大器，不会增加显微镜的分辨率。

　　在普通中心照明的情况下，物镜的分辨率距离d由以下等式确定。

　　d=（λ/2）N.A。

　　其中：d代表分辨率距离，单位为微米，λ代表照明光的波长，单位也是千分尺。

　　在可见光下，具有最高亮度且对人眼最敏感的波长为0.55μm，物镜的最大N.A为1.4。上式的取代产生约0.2μm。也就是说，使用普通光学显微镜，在中心照明的情况下，分辨率距离限制为0.2μm。也就是说，通过普通光学显微镜不能区分小于0.2μm的两个物体。

　　使用紫外光，可以减少照明光的波长，并且分辨率距离可以达到0.1μm。但是因为人眼看不到紫外线。你只能拍一张照片并观察它。

　　电子波长仅为0.00387nm。电子流由“电子透镜”或磁透镜控制，电子显微镜的分辨率为十分之几纳米。您可以使用它来观察原子的结构。

　　（3）扩展

　　显微镜的放大倍数等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。原则上，可以使扩展非常大。但是，如果用物镜无法区分样品的细节，则放大它是没有意义的。理论上，可以推断显微镜的最合适放大率（称为有效放大率，以M表示）是物镜数值孔径的500至1000倍。也就是说，500N.A.≤M有效≤1000N.A。

　　在有效放大范围内，可以长时间观察眼睛而不会疲劳。如果增加小于500N.A.则很难观察到。如果它大于1000N.A.它将决定图像质量甚至导致不真实的图像。因此，增加超过1000 N.A.它被称为低效增长。