Biologik mikroskoplarning optik xossalari
Mikroskopning optik ishlashi quyidagi sakkizta asosiy optik parametrlar (yoki parametrlar) bilan aniqlanadi:
(1) Raqamli diafragma
Raqamli diafragma oyna nisbati deb ham ataladi. Kuzatilgan ob'ekt va linzalar orasidagi muhitning sinishi indeksi n mahsulotiga va ob'ektiv linza burchagining yarmining sinus qiymatiga ishora qiladi. Tasavvur qilish uchun NA yoki A. dan foydalaning. NA=nsin( /2)
Ko'zgu og'iz burchagi deb ataladigan narsa ob'ektiv linzaning old linzalariga kiradigan kuzatilgan nuqtaning chekka nurlari orasidagi burchakka ishora qiladi.
Raqamli diafragma ob'ektiv linzalari va kondensator linzalarining muhim parametri bo'lib, mikroskopning boshqa optik parametrlari bilan chambarchas bog'liq. Umuman olganda, qanchalik katta bo'lsa, shuncha yaxshi deb umid qilinadi. Formuladan ko'rinib turibdiki, sonli diafragmani oshirishning ikki yo'li mavjud, biri ko'zgu og'iz burchagini oshirish, ikkinchisi esa ob'ektiv linza va namuna o'rtasidagi sindirish ko'rsatkichini oshirishdir.
Avvalgi usul qabul qilinganda, namuna va ob'ekt imkon qadar yaqin saqlanishi mumkin. Lekin qanchalik yaqin bo'lmasin, har doim 180 darajadan past bo'ladi. Shunday qilib, sin( /2) ham 1 dan kichik. Havoning sindirish ko'rsatkichi n=1. Shuning uchun quruq ob'ektivning raqamli diafragma nsin( /2) har doim 1 dan kichik, odatda 0,04 va 0,95 orasida.
Oxirgi usul qabul qilinganda, ob'ektiv linzalari va namuna o'rtasida yuqori sinishi indeksiga ega bo'lgan muhit qo'shilishi mumkin. Masalan, sadr yog'ining sindirish ko'rsatkichi n=1,515. Sadr yog'i vosita sifatida foydalanilganda, raqamli diafragma 1,2 dan oshishi mumkin. Shuning uchun ham ba'zi hollarda moyli ko'zoynaklar qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda yog 'linzalari erisha oladigan maksimal raqamli diafragma 1,4 ni tashkil qiladi.
(2) Rezolyutsiya
Rezolyutsiya diskriminatsiya darajasi yoki hal qilish kuchi deb ham ataladi. Rezolyutsiya deb ataladigan narsa mikroskopning tekshirilayotgan ob'ektning nozik tuzilishini farqlash qobiliyatini anglatadi. U ruxsat etilgan masofaga teskari proportsionaldir. Rezolyutsiya masofasi farqlanishi mumkin bo'lgan ikkita ob'ekt nuqtasi orasidagi minimal masofani anglatadi. Rezolyutsiya masofasi qanchalik kichik bo'lsa, mikroskopning aniqligi shunchalik yuqori bo'ladi. Agar ikkita ob'ekt nuqtasi orasidagi masofa o'lchamlari masofasidan kichik bo'lsa, ikkita nuqta bir nuqta bilan xato qilinadi va uning tuzilishi aniq ko'rinmaydi. Mikroskopning o'lchamlari ob'ektiv linzalari bilan belgilanadi. Ko'zoynaklar faqat kattalashtiradi va mikroskopning aniqligini oshirmaydi.
Oddiy markaziy yorug'lik holatida ob'ektiv linzalarning ajraladigan masofasi d quyidagi formula bilan aniqlanadi.
d=(λ/2)N.A.
Formulada: d ruxsat olish masofasini ifodalaydi, birlik mikron, l yorug'lik nurining to'lqin uzunligini ifodalaydi, birlik ham mikron.
Ko'rinadigan yorug'likda eng katta yorqinligi va inson ko'ziga nisbatan sezgirligi eng yuqori bo'lgan to'lqin uzunligi {0}},55 mkm, ob'ektiv linzaning maksimal NA esa 1,4 ni tashkil qiladi. Yuqoridagi formulaga almashtirilsa, d taxminan 0,2 mkm. Ya'ni, oddiy optik mikroskop bilan markaziy yorug'lik holatida aniqlik masofasining chegarasi 0,2 mkm. Ya'ni, oddiy optik mikroskoplar 0,2 mkm dan kichik bo'lgan ikkita ob'ektni ajrata olmaydi.
Ultrabinafsha nurlar yordamida yorug'lik nurining to'lqin uzunligini qisqartirish mumkin, bu esa aniqlik masofasini 0,1 mkm ga etkazish imkonini beradi. Ammo ultrabinafsha nurlar inson ko'ziga ko'rinmaydi. Buni faqat suratga olingandan keyin kuzatish mumkin.
Elektron oqimining to'lqin uzunligi atigi 0.00387nm. Elektronlar oqimini boshqarish uchun "elektron linzalari" yoki magnit linzalardan foydalangan holda, elektron mikroskopning ruxsat olish masofasi nanometrning bir necha o'ndan bir qismigacha. U atomlarning tuzilishini kuzatish uchun ishlatilishi mumkin.
(3) Kattalashtirish
Mikroskopning kattalashtirishi ob'ektiv linzaning kattalashtirish va okulyar kattalashtirish mahsulotiga teng. Asos sifatida, kattalashtirish juda katta bo'lishi mumkin. Biroq, agar namunaning tafsilotlari ob'ektiv linzalar tomonidan hal qilinmasa, kattalashtirish qanchalik katta bo'lmasin, bu ma'nosizdir. Nazariy jihatdan shuni aytish mumkinki, mikroskopning eng mos kattalashtirishi (effektiv kattalashtirish deb ataladi, M bilan ifodalanadi) ob'ektiv linzalarning raqamli diafragmasining 500 dan 1000 barobarigacha. Ya'ni, 500N.A. M dan kam yoki teng samarali 1000N.A dan kam yoki teng.
Samarali kattalashtirish oralig'ida ko'zlar uzoq vaqt davomida charchoqsiz kuzatishi mumkin. Agar kattalashtirish 500 NA dan past bo'lsa, uni kuzatish qiyin bo'ladi. Agar u 1000 N.A.dan yuqori bo'lsa, u tasvir sifatini yomonlashtiradi va hatto haqiqiy bo'lmagan tasvirni keltirib chiqaradi. Shuning uchun, 1000N.A dan ortiq kattalashtirish. noto'g'ri kattalashtirish deb ataladi.
(4) Ishlash masofasi
Ish masofasi, standart qopqoq oynasi va standart mexanik naycha uzunligidan foydalangan holda, mikroskop fokuslanganidan keyin ob'ektiv linzaning pastki yuzasi va qopqoq oynasining yuqori yuzasi orasidagi masofani bildiradi. Ob'ektiv linzaning kattalashishi qanchalik yuqori bo'lsa, ish masofasi shunchalik qisqa bo'ladi. Odatda, kam quvvatli ob'ektivning ish masofasi 10 martadan past bo'lsa, 5-7 mm, 100 marta moyli linzalarning ish masofasi esa atigi 0,19 mm.
(5) Diqqat chuqurligi
Mikroskop namunadagi ma'lum bir tekislikka qaratilganda, nafaqat ob'ekt tekisligi, balki unga bog'langan yuqori va pastki ob'ekt tekisliklari ham bir vaqtning o'zida aniq ko'rinadi. Yuqori va pastki ob'ekt tekisliklari orasidagi masofa fokus chuqurligi yoki qisqacha fokus chuqurligi deb ataladi.
Mikroskopning fokus chuqurligi juda kichik va raqamli diafragma qanchalik katta bo'lsa, umumiy kattalashtirish shunchalik katta bo'ladi va fokus chuqurligi kichikroq bo'ladi. Misol uchun, 1,25/100 marta NA va 12,5 marta ko'zoynakli moyli linzalardan foydalanganda fokus chuqurligi atigi 0,27 mkmni tashkil qiladi. Ya'ni, fokuslangandan so'ng, bir vaqtning o'zida faqat 0,27 mkm qalinlikdagi nozik bir qatlam aniq ko'rinadi. Oddiy namunalar odatda bir necha mikron qalinlikda. To'liq namunani ko'rish uchun mikroskopning nozik sozlash mexanizmidan yuqoridan pastgacha qatlamlarda kuzatish kerak.
(6) ko'rish maydoni
Ko'rish maydoni ko'rish maydoni deb ham ataladi. Mikroskop bir vaqtning o'zida ko'rishi mumkin bo'lgan tekshirilayotgan ob'ekt doirasini bildiradi. Odatda biz ko'rish maydoni imkon qadar katta bo'lishini xohlaymiz. Mikroskopning ko'rish maydoni ob'ektiv linzaning ko'rish maydoni va okulyarning ko'rish maydoni bilan belgilanadi. Oddiy ob'ektiv linzalarning ko'rish maydoni 20 mm dan kam, kattasi esa 40 mm dan oshishi mumkin. Oddiy 10x ko'zoynaklarning ko'rish maydoni 14 mm, kattalari esa 24 mm dan oshishi mumkin. Ob'ektiv va okulyar loyihalashtirilgach, ularning ko'rish maydoni o'rnatiladi. Umumiy mikroskopning ko'rish maydoni kichik bo'lgani uchun bir ko'rish maydonida namunani to'liq ko'rish mumkin emas, faqat namunadagi juda kichik doira ko'rinadi. Bundan tashqari, ko'rish maydonining o'lchami mikroskopning umumiy kattalashishiga teskari proportsionaldir. Umumiy kattalashtirish qanchalik katta bo'lsa, ko'rish maydoni shunchalik kichik bo'ladi. Yechim namunaning har bir qismini navbatma-navbat ko‘rish maydoniga kiritish va navbatma-navbat kuzatish uchun harakatlantiruvchidan foydalanishdir.
(7) Oyna yorqinligi
Oyna yorqinligi mikroskopda ko'rilgan ob'ekt tasvirining yorug'ligi va qorong'iligini anglatadi. Kuzatishni osonlashtirish uchun biz natijada tasvir yorqinroq bo'lishiga umid qilamiz. Doimiy tashqi yorug'lik holatida oyna yorqinligi raqamli diafragma kvadratiga proportsional va umumiy kattalashtirish kvadratiga teskari proportsionaldir. Tasvirni yorqinroq qilish uchun katta raqamli diafragmaga ega bo'lgan ob'ektiv ob'ektivni past kattalashtirishli okulyar bilan ishlatish kerak. Misol uchun, bir xil ob'ektiv linzalarda, 5X okulyardan foydalanish 10X optikasidan 4 baravar yorqinroq oyna tasvirini hosil qiladi.
Elektr yorug'lik manbalaridan foydalanadigan mikroskoplar uchun ko'zgu tasvirining yorqinligini yoritgichning yorqinligini sozlash orqali boshqarish mumkin.
(8) Aniqlik
Mikroskopni tasvirlashning ravshanligi uning optik tizimiga, ayniqsa ob'ektiv linzalarning optik ishlashiga bog'liq. Bu mikroskoplarni loyihalash, ishlab chiqarish, ishlatish va saqlash bilan bog'liq. Bu muhim va murakkab masala. Foydalanish va saqlash nuqtai nazaridan, ravshanlikka ta'sir qiluvchi asosiy sabablar quyidagilardir: ishlatiladigan qopqoq oynasining qalinligi sifatsiz, fokus ideal holatga sozlanmagan, umumiy kattalashtirish juda katta va moyning linzalari. ob'ektiv o'chirilmaydi. Toza, linzali chiriyotgan va boshqalar.
