3.8: З'єднаний мікроскоп

Last updated
Save as PDF

Page ID: 78796

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Одна лише лупа може забезпечити дуже велике збільшення лише ціною нестерпних аберацій. З'єднаний мікроскоп - це лупа близьких предметів з великим кутовим збільшенням, як правило, більше\(30 \times\). Він був винайдений Захаріасом Янссеном в Мідделбурзі в 1590 році (ця претензія оскаржується). Першим елементом складеного мікроскопа є об'єктив (\(\PageIndex{1}\)на малюнку проста позитивна лінза), який робить реальне, перевернуте та збільшене зображення об'єкта в передній фокальній площині окуляра (де також є зупинка поля). Окуляр зробить віртуальний образ на нескінченності, як пояснювалося вище. Збільшувальна сила всієї системи є добутком поперечного лінійного збільшення об'єктиву\(M_{T}\) і кутового збільшення окуляра\(M_{A e}\):\[\mathrm{MP}=M_{T} M_{A e} . \nonumber \]

3.7.1.jpg — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Простий складний мікроскоп. Мета формує реальне зображення прилеглого об'єкта. Окуляр збільшує це проміжне зображення. Кінцеве зображення може бути більше, ніж стовбур пристрою, так як воно віртуальне.

Відповідно до (2.5.51):\(M_{T}=-x_{i} / f_{i}^{o b j}\), де відстань зображення,\(x_{i}\) зробленого об'єктивом, до його задньої фокусної площини з фокусною відстанню\(f_{i}^{\text {obj }}\). У нас є\(x_{i}=L\) яка довжина трубки, тобто відстань між другою фокусною точкою об'єктиву і першою фокусною точкою окуляра. Довжина трубки стандартизована при\(16 \mathrm{~cm}\). Крім того, згідно з (3.5.5), кутове збільшення для віртуального зображення на нескінченності\(M_{A e}=d_{o} / f_{i}^{e}\). Значить, отримаємо:\[\mathrm{MP}=\frac{-x_{i}}{f_{i}^{o b j}} \frac{d_{o}}{f_{i}^{e}}=\frac{-16}{f_{0}} \frac{25}{f_{e}}, \nonumber \] зі стандартною ближньою точкою\(d_{o}=25 \mathrm{~cm}\). Як приклад, мета Amici дає\(40 \times\) і поєднується з\(10 \times\) очним шматочком один отримує\(M P=400\).

Числова апертура мікроскопа є мірою здатності збирати світло від об'єкта. Він визначається:\[\mathrm{NA}=n_{i m} \sin \theta_{\max } \nonumber \] з\(n_{\text {im }}\) показником заломлення занурювального середовища, як правило, повітря, але це може бути вода або масло\(\theta_{\max }\), причому, півкут максимального конуса світла, прийнятого лінзою. Чисельна апертура - це друге число, протравлене в стовбурі об'єктиву. Він варіюється від\(0.07\) (цілі з низькою потужністю) до\(1.4\) цілей високої потужності. Зверніть увагу, що це залежить від відстані об'єкта. У розділі 7 буде пояснено, що NA - це для заданого об'єкта відстань, пропорційна роздільній здатності, яка є мінімальною поперечною відстанню між двома точками об'єкта, які можуть бути вирішені на зображенні.