Comment connaître le grossissement des oculaires et des lentilles d'objectif d'un microscope optique ?
Le grossissement d'un microscope optique est le produit du grossissement de l'objectif et du grossissement de l'oculaire. Par exemple, si l'objectif est de 10 × et l'oculaire de 10 ×, le grossissement est de 10 × 10=100.
1. Classification des objectifs :
Les objectifs peuvent être divisés en objectifs secs et objectifs à immersion liquide selon différentes conditions d'utilisation ; les objectifs à immersion liquide peuvent être divisés en objectifs à immersion dans l'eau et en objectifs à immersion dans l'huile (le grossissement couramment utilisé est de 90-100 fois).
Selon différents grossissements, il peut être divisé en objectifs de faible puissance (moins de 10 fois), objectifs de puissance moyenne (environ 20 fois) et objectifs de haute puissance (40-65 fois).
Selon la correction de l'aberration, il est divisé en objectif achromatique (objectif couramment utilisé qui peut corriger l'aberration chromatique de deux couleurs de lumière dans le spectre) et objectif apochromatique (objectif qui peut corriger l'aberration chromatique de trois couleurs). de lumière dans le spectre, cher et rarement utilisé).
2. Principaux paramètres de l'objectif :
Les principaux paramètres de l'objectif comprennent : le grossissement, l'ouverture numérique et la distance de travail.
① Le grossissement fait référence au rapport entre la taille de l'image vue par l'œil et la taille de l'échantillon correspondant. Il fait référence au rapport des longueurs plutôt qu’au rapport des surfaces. Exemple : Le grossissement est de 100×, ce qui correspond à un échantillon d'une longueur de 1 μm. La longueur de l'image agrandie est de 100 μm. S'il est calculé en fonction de la zone, le grossissement est de 10 000 fois.
Le grossissement total d'un microscope est égal au produit du grossissement de l'objectif et des oculaires.
②. L'ouverture numérique est également appelée rapport d'ouverture de l'objectif, en abrégé NA ou A. Il s'agit du paramètre principal de l'objectif et du condenseur et est proportionnel à la résolution du microscope. L'ouverture numérique des objectifs secs est de 0.05-0.95, et l'ouverture numérique des objectifs à immersion dans l'huile (huile de cèdre) est de 1,25.
③. La distance de travail fait référence à la distance entre le bas de la lentille avant de l'objectif et le haut du verre de protection de l'échantillon lorsque l'échantillon observé est le plus clair. La distance de travail de l'objectif est liée à la distance focale de l'objectif. Plus la distance focale de l'objectif est longue, plus le grossissement est faible et plus sa distance de travail est longue. Par exemple : l'objectif 10x est marqué de 10/0,25 et 160/0,17, où 10 est le grossissement de l'objectif ; 0,25 est l'ouverture numérique ; 160 est la longueur du barillet de l'objectif (en mm) ; 0,17 est l'épaisseur standard du verre de protection (en mm) ). La distance de travail effective de l'objectif 10x est de 6,5 mm et la distance de travail effective de l'objectif 40x est de 0,48 mm.
3. La fonction de l'objectif est de grossir l'échantillon pour la première fois. C'est l'élément le plus important qui détermine les performances du microscope : le niveau de résolution.
La résolution est également appelée résolution ou capacité de résolution. La taille de la résolution est exprimée par la valeur numérique de la distance de résolution (la distance minimale entre deux points d'objet pouvant être résolus). À la distance photopique (25 cm), les yeux humains normaux peuvent voir clairement deux points d'objet 0.0 espacés de 73 mm. Cette valeur de 0,073 mm correspond à la distance de résolution des yeux humains normaux. Plus la distance de résolution d'un microscope est petite, plus sa résolution est élevée, ce qui signifie meilleures sont ses performances.
La résolution d'un microscope est déterminée par la résolution de l'objectif, elle-même déterminée par son ouverture numérique et la longueur d'onde de la lumière d'éclairage.
Lors de l'utilisation d'un éclairage central ordinaire (éclairage photopique qui permet à la lumière de traverser uniformément l'échantillon), la distance de résolution du microscope est d=0,61λ/NA.
Dans la formule, d — distance de résolution de l'objectif, unité nm.
λ —— Longueur d'onde de la lumière d'éclairage, unité nm.
NA ——Ouverture numérique de l'objectif
Par exemple, l'ouverture numérique d'un objectif à immersion dans l'huile est de 1,25, la plage de longueurs d'onde de la lumière visible est de 400-700 nm et la longueur d'onde moyenne est de 550 nm, puis d=270 nm, ce qui représente environ la moitié de la longueur d’onde de la lumière d’éclairage. Généralement, la limite de résolution d'un microscope éclairé par la lumière visible est de 0,2 µm.
(2) Oculaire
Parce qu’il est proche des yeux de l’observateur, on l’appelle aussi oculaire. Installé sur l'extrémité supérieure du barillet d'objectif.
1. Structure de l'oculaire
Habituellement, l'oculaire se compose de deux ensembles de lentilles supérieure et inférieure. La lentille supérieure est appelée lentille oculaire et la lentille inférieure est appelée lentille convergente ou lentille de champ. Il y a une ouverture entre les lentilles supérieure et inférieure ou sous la lentille de champ (sa taille détermine la taille du champ de vision). Étant donné que l'échantillon est représenté exactement sur la surface de l'ouverture, un petit morceau de cheveux peut être collé à l'ouverture comme pointeur pour indiquer la cible d'une certaine caractéristique. Un micromètre oculaire peut également être placé dessus pour mesurer la taille de l’échantillon observé.
Plus la longueur de l'oculaire est courte, plus le grossissement est important (car le grossissement de l'oculaire est inversement proportionnel à la distance focale de l'oculaire).
2. La fonction de l'oculaire
Il s'agit d'agrandir davantage l'image réelle claire qui a été agrandie par l'objectif dans la mesure où l'œil humain peut facilement la distinguer clairement. Le grossissement des oculaires couramment utilisés est de 5-16 fois.
3. La relation entre les oculaires et les objectifs
Les fines structures qui ont été clairement résolues par l'objectif ne seront pas clairement visibles si elles ne sont pas réagrandies par l'oculaire et ne peuvent pas atteindre la taille que l'œil humain peut résoudre. Cependant, les structures fines qui ne peuvent pas être résolues par l'objectif ne seront pas visibles malgré le regrossissement par l'oculaire haute puissance. Ce n'est toujours pas clair, donc l'oculaire ne peut agir que comme une loupe et n'améliorera pas la résolution du microscope. Parfois, même si l'objectif peut résoudre deux points d'objet très proches, il est toujours impossible de voir clairement car la distance entre les images des deux points d'objet est inférieure à la distance de résolution de l'œil. Par conséquent, l’oculaire et l’objectif sont tous deux liés l’un à l’autre et se limitent mutuellement.
