Comment augmenter la résolution du microscope ?
Le microscope est l'un des principaux équipements de test, et l'indice important pour juger de la performance du microscope est la résolution. La résolution fait référence à la capacité de distinguer clairement la petite distance entre deux petits points ou deux lignes. L'œil humain lui-même est un microscope. Dans des conditions d'éclairage standard, la résolution de l'œil humain à la distance de vision (internationalement reconnue comme 25 cm) est d'environ 1/10 mm. Pour observer deux lignes droites, la résolution des yeux peut être améliorée car les lignes droites peuvent stimuler une série de cellules nerveuses.
La résolution de l'œil humain n'est que de 1/10 mm, de sorte que l'œil humain ne peut pas distinguer les objets inférieurs à 1/10 mm ou la distance entre deux petits objets inférieurs à 1/10 mm. Ainsi sont apparus d'une simple loupe macroscopique un microscope optique d'observation microscopique, puis un microscope électronique. La résolution du microscope est définie comme la plus petite distance entre deux petites taches qui peut être clairement résolue sur un spécimen. Sa formule de calcul est : D=0.61λ/NA
Dans la formule : D est la résolution (um) ; λ est la longueur d'onde de la source lumineuse (um); NA est l'ouverture numérique de l'objectif (également appelée rapport d'ouverture).
Il peut être obtenu à partir de la formule que la résolution du microscope dépend de la longueur d'onde de la source lumineuse incidente et de l'ouverture numérique de l'objectif adapté. On peut voir que la méthode d'amélioration du microscope optique :
1. Réduisez la longueur d'onde de la source lumineuse.
La longueur d'onde la plus courte de la lumière visible est de 390nm. Si la lumière ultraviolette de cette longueur d'onde est utilisée comme source d'éclairage, la résolution du microscope optique peut être réduite à 0,2 µm. Cependant, étant donné que le verre des matériaux les plus courants absorbe une grande quantité de lumière avec une longueur d'onde inférieure à 340 nm, la lumière ultraviolette ne peut pas former une image claire et lumineuse après une grande quantité d'atténuation. Par conséquent, des matériaux coûteux tels que le quartz (qui peut traverser la lumière ultraviolette jusqu'à 200 nm) et la fluorite (qui peut traverser la lumière ultraviolette jusqu'à 185 nm) doivent être utilisés, et le microscope à lumière ultraviolette ne peut pas être observé à l'œil nu. , et même l'échantillon observé En raison des limites du microscope, associées à son coût élevé, cette méthode d'amélioration de la résolution du microscope n'est pas largement utilisée en raison de ses propres limites.
2. Augmentez l'ouverture numérique NA de l'objectif.
Ouverture numérique NA=n*sin(u)
Dans la formule, n est l'indice de réfraction du milieu entre l'objectif et l'échantillon ; u est le demi-angle d'ouverture de l'objectif. Par conséquent, du point de vue de la conception optique, adopter de manière appropriée un angle d'ouverture plus grand ou augmenter l'indice de réfraction est devenu une méthode courante pour améliorer la résolution d'un microscope optique. Généralement, le milieu de la lentille d'objectif à faible grossissement tel qu'en dessous de 10X est l'air, et son indice de réfraction est de 1, c'est-à-dire une lentille d'objectif sèche ; le milieu d'immersion dans l'eau est de l'eau distillée et son indice de réfraction est de 1,33 ; le milieu de la lentille d'objectif à immersion dans l'huile est l'huile de cèdre ou une autre huile transparente, son indice de réfraction est général d'environ 1,52, proche de l'indice de réfraction de la lentille et de la lame de verre, comme la lentille à huile 100X d'Olympus. La lentille d'objectif à immersion dans l'eau et la lentille d'objectif à immersion dans l'huile ont non seulement un grossissement élevé, mais améliorent également la résolution de la lentille d'objectif grâce à l'utilisation de supports à indice de réfraction élevé.
