Comment déterminer le grossissement de l'oculaire et de l'objectif du 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.
Un objectif :
1. Classification des lentilles d'objectif :
La lentille d'objectif peut être divisée en lentille d'objectif sèche et lentille d'objectif à immersion liquide selon les différentes conditions d'utilisation ; parmi eux, la lentille d'objectif à immersion liquide peut être divisée en lentille d'objectif à immersion dans l'eau et lentille d'objectif à immersion dans l'huile (le grossissement couramment utilisé est 90-100 fois).
Selon les différents grossissements, il peut être divisé en lentille d'objectif à faible grossissement (moins de 10 fois), lentille d'objectif à grossissement moyen (environ 20 fois) et lentille d'objectif à fort grossissement (40-65 fois).
Selon la situation de correction d'aberration, il est divisé en lentille d'objectif achromatique (couramment utilisée, la lentille d'objectif qui peut corriger l'aberration chromatique de deux types de lumière de couleur dans le spectre) et lentille d'objectif apochromatique (la lentille d'objectif qui peut corriger la chromatique aberration de trois types de lumière de couleur dans le spectre, ce qui est coûteux et rarement utilisé).
2. Les principaux paramètres de l'objectif :
Les principaux paramètres de l'objectif sont : 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 les yeux et la taille de l'échantillon correspondant. Il se réfère au rapport des longueurs plutôt qu'au rapport des surfaces. Exemple : Le facteur de grossissement est de 100×, ce qui se réfère à un échantillon d'une longueur de 1 μm. La longueur de l'image agrandie est de 100 μm. S'il est calculé par zone, il est agrandi 10 000 fois.
Le grossissement total du microscope est égal au produit des grossissements de l'objectif et de l'oculaire.
②. L'ouverture numérique est également appelée rapport d'ouverture, abrégé en NA ou A. C'est le paramètre principal de l'objectif et du condenseur, et il est directement proportionnel à la résolution du microscope. Les objectifs secs ont une ouverture numérique de 0.05-0.95 et les objectifs à immersion dans l'huile (huile de cèdre) ont une ouverture numérique de 1,25.
③. La distance de travail fait référence à la distance entre le bas de la lentille frontale 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. Exemple : 10x objectif est marqué par 10/0.25 et 160/0.17, où 10 est le grossissement de la lentille d'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, et c'est la partie la plus importante qui détermine les performances du microscope : la résolution.
La résolution est aussi appelée résolution ou pouvoir de résolution. La taille de la résolution est exprimée par la valeur de la distance de résolution (la distance minimale entre deux points d'objet qui peuvent être résolus). À la distance photopique (25 cm), l'œil humain normal peut clairement voir deux points d'objet distants de 0.073 mm. La valeur de 0,073 mm est la distance de résolution des yeux humains normaux. Plus la distance de résolution du microscope est petite, plus sa résolution est élevée et meilleures sont ses performances.
La taille de la résolution du microscope est déterminée par la résolution de l'objectif, et la résolution de l'objectif est déterminée par son ouverture numérique et la longueur d'onde de la lumière d'éclairage.
Lors de l'utilisation de la méthode d'éclairage central commune (la méthode d'éclairage photopique qui permet à la lumière de traverser l'échantillon uniformément), la distance de résolution du microscope est d=0.61λ/NA
Dans la formule, d——la distance de résolution de l'objectif, en nm.
λ - longueur d'onde de la lumière d'éclairage, unité nm.
NA - l'ouverture numérique de l'objectif
Par exemple, l'ouverture numérique de l'objectif à immersion dans l'huile est de 1,25 et la gamme de longueurs d'onde de la lumière visible est de 400-700 nm. Si la longueur d'onde moyenne est de 550 nm, alors d=270 nm, soit environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière d'éclairage. En général, la limite de résolution des microscopes éclairés en lumière visible est de 0,2 μm.
(2), oculaire
Parce qu'il est proche des yeux de l'observateur, on l'appelle aussi l'oculaire. Installé sur l'extrémité supérieure du barillet de l'objectif.
1. Structure de l'oculaire
Habituellement, l'oculaire est composé d'ensembles de lentilles supérieures et inférieures, la lentille supérieure est appelée lentille oculaire et la lentille inférieure est appelée lentille convergente ou lentille de champ. Il y a un diaphragme entre les lentilles supérieure et inférieure ou sous le miroir de champ (sa taille détermine la taille du champ de vision), car l'échantillon est juste imagé sur la surface du diaphragme, un petit morceau de cheveux peut être collé sur ce diaphragme comme un 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. Le rôle de l'oculaire
Il s'agit d'agrandir davantage l'image réelle clairement résolue qui a été agrandie par la lentille d'objectif dans la mesure où l'œil humain peut facilement la distinguer clairement. Le grossissement des oculaires couramment utilisés est 5-16 fois.
3. Relation entre l'oculaire et l'objectif
La structure fine qui a été clairement résolue par l'objectif, si elle n'est pas agrandie à nouveau par l'oculaire et ne peut pas atteindre la taille que l'œil humain peut distinguer, alors elle ne sera pas claire ; mais la structure fine que l'objectif ne peut pas distinguer, bien qu'elle soit agrandie à nouveau par l'oculaire haute puissance, n'est toujours pas claire, de sorte que l'oculaire ne peut que grossir et n'améliorera pas la résolution du microscope. Parfois, bien que l'objectif puisse distinguer deux points objets très proches, il est toujours impossible de voir clairement car la distance entre les images de ces deux points objets est inférieure à la distance de résolution des yeux. Par conséquent, l'oculaire et la lentille d'objectif ne sont pas seulement liés l'un à l'autre, mais se limitent également l'un l'autre.
