An'anaviy yorug'lik mikroskopi bir necha qismlardan iborat
An'anaviy optik mikroskoplar asosan optik tizimlar va ularni qo'llab-quvvatlovchi mexanik tuzilmalardan iborat. Optik tizimlar ob'ektiv linzalar, ko'zoynaklar va kondensator linzalarini o'z ichiga oladi, ularning barchasi turli xil optik oynalardan yasalgan murakkab kattalashtiruvchi oynalardir. Ob'ektiv linza namunaning tasvirini kattalashtiradi va uning kattalashishi M ob'ekt quyidagi formula bilan aniqlanadi: M ob'ekt=D∕f' ob'ekt , bu erda f' ob'ekt ob'ektiv linzaning fokus uzunligi va D. ob'ektiv linza va okulyar orasidagi masofa deb tushunish mumkin. Okuyar ob'ektiv ob'ektiv tomonidan hosil qilingan tasvirni yana kattalashtiradi va kuzatish uchun inson ko'zi oldida 250 mm virtual tasvirni hosil qiladi. Bu ko'pchilik uchun eng qulay kuzatuv pozitsiyasidir. Okulyar M ko'z=250/f' ko'z, f' ko'zning kattalashtirishi - okulyar fokus masofasi. Mikroskopning umumiy kattalashtirishi ob'ektiv linza va okulyar ko'paytmasi, ya'ni M=M ob'ekt*M ko'z=D*250/f' ko'z *f; ob'ekt. Ko'rinib turibdiki, ob'ektiv linzalari va okulyarning fokus uzunligini qisqartirish umumiy kattalashtirishni oshiradi, bu mikroskop bilan bakteriyalar va boshqa mikroorganizmlarni ko'rishning kalitidir va bu oddiy kattalashtiruvchi ko'zoynaklar o'rtasidagi farq hamdir.
Shunday qilib, f' ob'ekt f' to'rini cheksiz qisqartirish, kattalashtirishni oshirish va biz yanada nozik narsalarni ko'rishimiz mumkinmi? Javob yo'q! Buning sababi shundaki, tasvirlash uchun ishlatiladigan yorug'lik asosan elektromagnit to'lqinning bir turidir, shuning uchun tarqalish jarayonida diffraktsiya va interferentsiya hodisalari muqarrar ravishda sodir bo'ladi, xuddi kundalik hayotda ko'rish mumkin bo'lgan suv yuzasidagi to'lqinlar to'siqlarga duch kelganda aylanib chiqishi mumkin. , va suv to'lqinlarining ikkita ustuni uchrashganda bir-birini kuchaytirishi yoki bir xil zaiflashishi mumkin. Nuqta shaklidagi nurli jismdan chiqadigan yorug'lik to'lqini ob'ektiv linzaga kirganda, ob'ektiv linzaning ramkasi yorug'likning tarqalishiga to'sqinlik qiladi, natijada diffraktsiya va interferentsiya paydo bo'ladi. Kuchsiz va asta-sekin zaiflashib borayotgan bir qator yorug'lik halqalari mavjud. Biz markaziy yorqin nuqtani Airy disk deb ataymiz. Ikkita yorug'lik chiqaradigan nuqta ma'lum masofaga yaqin bo'lganda, ikkita yorug'lik nuqtasi ikkita yorug'lik nuqtasi sifatida tasdiqlanmaguncha bir-biriga yopishadi. Rayleigh, ikkita yorug'lik nuqtalarining markazlari orasidagi masofa Airy diskining radiusiga teng bo'lganda, ikkita yorug'lik nuqtasini farqlash mumkin, deb o'ylab, hukm standartini taklif qildi. Hisoblashdan so'ng, bu vaqtda ikkita yorug'lik chiqaradigan nuqta orasidagi masofa e=0.61 qn/n.sinA=0.61 I/NA, bu erda I - yorug'likning to'lqin uzunligi, to'lqin uzunligi. inson koʻzi qabul qilishi mumkin boʻlgan yorugʻlik taxminan 0.4-0.7um, n esa yorugʻlik chiqarish nuqtasi joylashgan muhitning sindirish koʻrsatkichi, masalan, havoda, n. ≈1, suvda, n≈1,33 va A - yorug'lik chiqaradigan nuqtaning ob'ektiv linzalari ramkasiga ochilish burchagining yarmi va NA ob'ektiv linzalarning raqamli diafragma deb ataladi. Yuqoridagi formuladan ko'rinib turibdiki, ob'ektiv linza bilan ajralib turadigan ikkita nuqta orasidagi masofa yorug'lik to'lqin uzunligi va raqamli diafragma bilan cheklangan. Inson ko'zining eng keskin ko'rish qobiliyatining to'lqin uzunligi taxminan 0,5 um bo'lgani va A burchagi 90 darajadan oshmasligi uchun sinA har doim 1 dan kichik. Mavjud ko'rishning maksimal sinishi indeksi yorug'lik o'tkazuvchi vosita taxminan 1,5 ga teng, shuning uchun e qiymati har doim 0,2um dan katta bo'ladi, bu optik mikroskop ajrata oladigan minimal chegara masofasi. Tasvirni mikroskop orqali kattalashtiring, agar siz ob'ektiv linzalari tomonidan aniqlanishi mumkin bo'lgan ob'ektiv nuqta masofasini e kattalashtirishni istasangiz, inson ko'zi bilan hal qilish uchun etarli bo'lgan ma'lum bir NA qiymatiga ega bo'lsangiz, sizga Mendan kattaroq yoki unga teng {{26} kerak. }}.15mm, bu yerda {{30}}.15mm - inson koʻzining eksperimental qiymati. Koʻz oldida 250 mm masofada farqlanishi mumkin boʻlgan ikkita mikroobyekt orasidagi minimal masofa, shuning uchun M dan kattaroq. yoki (0,15∕0,61 dyuym) NA≈500N.A ga teng bo'lsa, kuzatish juda mashaqqatli bo'lmasligi uchun M ni, ya'ni 500N ni ikki barobarga oshirish kifoya. A dan kam yoki teng M 1000N dan kam yoki teng.A mikroskopning umumiy kattalashtirishning oqilona tanlash diapazoni. Umumiy kattalashtirish qanchalik katta bo'lishidan qat'iy nazar, bu ma'nosizdir, chunki ob'ektiv linzalarning raqamli diafragma minimal hal qilinadigan masofani cheklab qo'ygan va kattalashtirishni oshirish orqali ko'proq farqlash mumkin emas. Kichik ob'ektlar batafsil tasvirlangan.
Tasvirlash kontrasti optik mikroskoplarning yana bir asosiy muammosidir. Kontrast deb ataladigan narsa tasvir yuzasida qo'shni qismlar orasidagi qora-oq kontrast yoki rang farqiga ishora qiladi. Inson koʻzi uchun 0.02 ostida yorqinlik farqini aniqlash qiyin. biroz sezgirroq. Ba'zi mikroskop kuzatuv ob'ektlari, masalan, biologik namunalar uchun tafsilotlar orasidagi yorqinlik farqi juda kichik va mikroskop optik tizimining dizayn va ishlab chiqarish xatolari tasvirlash kontrastini yanada pasaytiradi va farqlashni qiyinlashtiradi. Bu vaqtda ob'ektning tafsilotlarini aniq ko'rish mumkin emas, chunki umumiy kattalashtirish juda past yoki ob'ektiv linzalarning raqamli diafragma juda kichik emas, balki tasvir tekisligining kontrasti juda past.
Yillar davomida odamlar mikroskopning o'lchamlari va tasvirlash kontrastini yaxshilash uchun ko'p mehnat qilishdi. Kompyuter texnologiyalari va vositalarining uzluksiz rivojlanishi bilan optik dizayn nazariyasi va usullari ham doimiy ravishda takomillashtirilmoqda. Xom ashyoning ish faoliyatini yaxshilash, jarayon va aniqlash usullarining doimiy takomillashtirilishi va kuzatish usullarining innovatsiyasi optik mikroskopning tasvir sifatini diffraktsiya chegarasining mukammalligiga yaqinlashtirdi. Odamlar optik mikroskopni yaratish uchun namunani bo'yash, qorong'u maydon, faza kontrasti, floresans, interferentsiya, polarizatsiya va boshqa kuzatish usullaridan foydalanadilar, u barcha turdagi namunalarni tadqiq qilishga moslasha oladi. Garchi elektron mikroskoplar, ultratovushli mikroskoplar va boshqa kattalashtiruvchi tasvirlash asboblari so'nggi yillarda ketma-ket paydo bo'lgan bo'lsa-da va ba'zi jihatlari bo'yicha yuqori ko'rsatkichlarga ega bo'lsa-da, ular arzonligi, qulayligi, sezgi va ayniqsa, tirik organizmlarni tadqiq qilish uchun mosligi jihatidan hali ham mavjud emas. Hali ham o'z zaminini mustahkam ushlab turadigan yorug'lik mikroskopiga raqib. Boshqa tomondan, lazer, kompyuter, yangi material texnologiyasi va axborot texnologiyalari bilan birgalikda qadimiy optik mikroskop yoshartiradi va kuchli hayotiylikni namoyish etadi. Raqamli mikroskop, lazerli konfokal skanerlash mikroskopi, yaqin maydonni skanerlash mikroskopi, ikki fotonli mikroskop va turli xil yangi funktsiyalar yoki asboblar mavjud bo'lib, ular turli xil atrof-muhit sharoitlariga moslasha oladilar, ular cheksiz oqimda paydo bo'ladi, bu esa optik mikroskoplarni qo'llash sohasini yanada kengaytiradi. Marsga tashuvchilardan yuklangan tosh shakllanishining mikroskopik suratlari naqadar hayajonli! Biz optik mikroskop yangilangan munosabat bilan insoniyatga foyda keltirishiga to'liq ishonishimiz mumkin.
