Које су главне примене оптичких микроскопа
Оптички микроскоп је древно и младо научно средство. Од свог рођења, има историју дугу три стотине година. Оптички микроскопи се широко користе, на пример у биологији, хемији, физици, астрономији итд. У неким научно-истраживачким радовима све је то неодвојиво од микроскопа.
Тренутно је скоро постао имиџ за науку и технологију. Довољно је да видите његова честа појављивања у медијским извештајима о науци и технологији да бисте видели да је то истина.
У биологији, лабораторија је неодвојива од овог експерименталног инструмента, који може помоћи ученицима да проучавају непознати свет; да разумемо свет.
Болнице су највећа места за примену микроскопа. Углавном се користе за испитивање промена у телесним течностима пацијената, бактерија које продиру у људско тело, промена у ћелијској структури итд. и пружају лекарима референтне и верификационе методе за формулисање планова лечења. У микрохирургији, микроскоп је једино оруђе лекара; у пољопривреди, узгоју, контроли штеточина и другим пословима не могу без помоћи микроскопа; у индустријској производњи могућа је обрада, контрола и монтажа финих делова, као и проучавање својстава материјала. Место да покажу своје таленте; криминалистички истражитељи се често ослањају на микроскопе за анализу различитих микроскопских злочина, као важно средство за утврђивање правог кривца; одељења за заштиту животне средине такође користе микроскопе за откривање различитих чврстих загађивача; геолошки и рударски инжењери и културне реликвије и археолози користе се помоћу микроскопа. Трагови пронађени микроскопом могу се користити за суђење дубоких подземних рудника или закључивање праве слике прашњаве историје; чак и свакодневни живот људи је неодвојив од микроскопа, као што је индустрија лепоте и фризера, која може да користи микроскоп за откривање коже, косе, итд. Добијте најбоље резултате. Може се видети колико је микроскоп блиско повезан са људском производњом и животом.
Према различитим сврхама примене, микроскопи се могу грубо класификовати, а постоје четири уобичајене категорије: биолошки микроскопи, металографски микроскопи, стерео микроскопи и поларизациони микроскопи. Као што назив говори, биолошки микроскопи се углавном користе у биомедицини, а објекти посматрања су углавном провидна или провидна микроскопска тела; металографски микроскопи се углавном користе за посматрање површине непрозирних објеката, као што су металографска структура и површински дефекти материјала; Када се објекат увећа и слика, он такође чини оријентацију објекта и слике у односу на људско око доследним и има осећај дубине, што је у складу са конвенционалним визуелним навикама људи; поларизовани светлосни микроскоп користи карактеристике преноса или рефлексије различитих материјала за поларизовану светлост да разликује различите микро објекте Компонента. Поред тога, неки посебни типови се такође могу поделити, као што је обрнути биолошки микроскоп или микроскоп за културу, који је биолошки микроскоп који се углавном користи за посматрање културе кроз дно посуде за културу; флуоресцентни микроскоп користи одређене супстанце да апсорбује специфичну светлост краће таласне дужине и Карактеристике емитовања специфичне светлости дуже таласне дужине, да пронађе постојање ових супстанци и одреди њихов садржај; упоредни микроскопи могу да формирају један поред другог или један поред другог или суперпониране слике два објекта у истом видном пољу, како би се упоредиле сличности и разлике два објекта.
Традиционални оптички микроскопи се углавном састоје од оптичких система и механичких структура које их подржавају. Оптички системи укључују сочива објектива, окуларе и кондензаторе, који су компликоване лупе направљене од различитих оптичких стакала. Сочиво објектива увећава узорак, а његово увећање М је одређено следећом формулом: М објекат =Δ∕ф'објецт , где је ф'објек жижна даљина сочива објектива, а Δ се може разумети као растојање између сочива објектива и окулара. Окулар поново увећава слику коју формира сочиво објектива, формирајући виртуелну слику на 250 мм испред очију људи за посматрање. Ово је најудобнији положај за посматрање за већину људи. Увећање окулара је М око=250/ф' око, ф' око је жижна даљина окулара. Укупно увећање микроскопа је производ сочива објектива и окулара, односно М=Мобјецт*Меие=Δ*250∕ф'еие*ф;објекта. Види се да ће смањење жижне даљине сочива објектива и окулара повећати укупно увећање, што је кључно да се микроскопом виде микроорганизми попут бактерија, а то је и разлика између њега и обичне лупе.
Дакле, да ли је могуће да се бесконачно смањи ф' објекат ф' мрежа да би се повећало увећање тако да можемо да видимо суптилније објекте? Одговор је не! То је зато што је светлост која се користи за снимање у суштини електромагнетни талас, тако да ће се дифракција и сметње неизбежно појавити током процеса ширења, баш као што таласи на површини воде које видимо у свакодневном животу могу да заобиђу када наиђу на препреке, и када два стуба водених таласа се сретну, могу јачати једни друге. или ослабљен. Када светлосни талас који се емитује из тачке у облику тачке која емитује светлост уђе у сочиво објектива, оквир сочива објектива омета ширење светлости, што доводи до дифракције и интерференције. Постоји низ ореола са слабим интензитетом који постепено слаби. Централну светлу тачку називамо Аири диск. Када су две тачке које емитују светлост близу одређене удаљености, две светлосне тачке ће се преклапати све док се не могу потврдити као две светлосне тачке. Рејли је предложио критеријум, а то је да када је растојање између центара две светлосне тачке једнако полупречнику Еријевог диска, две светлосне тачке се могу разликовати. Након израчунавања, растојање између две тачке које емитују светлост у овом тренутку је е=0.61 ∕н.синА=0.61 Ин ∕ НА, у формули, ин је таласна дужина светлости таласа, таласна дужина светлосног таласа коју људско око може да прими је око 0.4-0.7ум, н је индекс преламања медијума где се налази тачка емитовања светлости, као што је у ваздух, н≈1, у води, н≈1,33, а А је половина угла отварања светлеће тачке у односу на оквир сочива објектива, а НА се назива нумерички отвор сочива објектива. Из горње формуле се може видети да је растојање између две тачке које сочиво објектива може разликовати ограничено таласном дужином светлости и нумеричким отвором. Пошто је таласна дужина најоштријег људског ока око 0.5ум, угао А не може да пређе 90 степени, а синА је увек мањи од 1. Максимални индекс преламања за доступни медијум који преноси светлост је око 1,5, тако да је вредност е увек већа од 0.2ум, што је најмања гранична удаљеност коју оптички микроскоп може да разреши. Увеличавањем микроскопа, ако желите да увећате растојање тачке објекта е које може да разлучи сочиво објектива са одређеном НА вредношћу довољном да се разликује од људског ока, Ме веће од или једнако 0.15 мм, где је {{30}}.15мм експериментално добијено људско око Минимална раздаљина између два микро-објекта постављена 250мм испред очију која се могу разликовати, тако да је М веће или једнако (0,15∕0,61 ин) НА≈500Н.А, да посматрање не би било превише напорно, довољно је удвостручити М, односно 500Н. А Мање или једнако М Мање или једнако 1000Н.А је разуман опсег избора за укупно увећање микроскопа. Колико год да је велико укупно увећање, оно је бесмислено, јер је нумерички отвор сочива објектива ограничио минимално разлучиво растојање. Мали објекти су детаљни.
Контраст слике је још једно кључно питање у оптичким микроскопима. Такозвани контраст је црно-бели контраст или разлика у боји између суседних делова на површини слике. Људском оку је тешко да процени разлику у осветљености испод 0.02. мало осетљивији. Неки објекти за посматрање микроскопом, као што су биолошки узорци, имају врло малу разлику у осветљености између детаља. Поред тога, грешке у дизајну и производњи оптичког система микроскопа додатно смањују контраст слике и отежавају разликовање. У овом тренутку, детаљи објекта се не могу јасно видети, не зато што је укупно увећање премало. , није зато што је нумерички отвор сочива објектива премали, већ зато што је контраст површине слике сувише низак.
Током година, људи су напорно радили на побољшању моћи резолуције и контраста слике микроскопа. Уз континуирано унапређење рачунарске технологије и алата, теорија и методе оптичког пројектовања се такође константно унапређују. Континуирано унапређење метода детекције и иновација метода посматрања учинили су квалитет слике оптичких микроскопа близу савршеног степена границе дифракције. Може се прилагодити истраживању свих врста узорака. Иако су инструменти за увећање и снимање, као што су електронски микроскоп и ултразвучни микроскоп, узастопно излазили последњих година, они имају повољне перформансе у неким аспектима, али и даље не могу бити јефтини, практични и интуитивни, посебно погодни за истраживање живих организама. Супарнички светлосни микроскопи, који и даље чврсто држе своје тло. С друге стране, у комбинацији са ласером, компјутером, новом технологијом материјала и информатичком технологијом, древни оптички микроскоп подмлађује и показује снажну виталност. Дигитални микроскоп, ласерски конфокални скенирајући микроскоп, микроскоп за скенирање блиског поља, двофотонски микроскоп и инструменти са различитим новим функцијама или прилагодљивим различитим новим условима окружења појављују се у бескрајном току, додатно проширујући поље примене оптичких микроскопа, као пример. Како су узбудљиве микроскопске слике стенских формација учитане са ровера на Марс! Можемо у потпуности да верујемо да ће оптички микроскоп користити човечанству новим ставом.
