Explication détaillée des connaissances ordinaires en microscopie optique : structure
Le microscope optique ordinaire est un instrument optique précis. Alors que les microscopes les plus simples dans le passé se composaient de quelques lentilles, les microscopes utilisés aujourd'hui se composent d'un ensemble de lentilles. Les microscopes optiques ordinaires peuvent généralement grossir les objets 1500-2000 fois.
(1) La structure du microscope
La structure d'un microscope optique ordinaire peut être divisée en deux parties : l'une est un dispositif mécanique et l'autre est un système optique. Ce n'est que lorsque ces deux parties coopèrent bien que le microscope peut fonctionner.
1. Le dispositif mécanique du microscope
Le dispositif mécanique du microscope comprend le porte-objectif, le barillet de l'objectif, le nez, la platine, le poussoir, la vis à mouvement grossier, la vis à mouvement fin et d'autres composants
(1) Base du miroir La base du miroir est le support de base du microscope, qui se compose de deux parties : la base et le bras du miroir. La platine et le barillet de l'objectif y sont fixés et constituent la base de l'installation des composants du système de grossissement optique.
(2) Barillet d'objectif L'oculaire est connecté au haut du barillet d'objectif et le convertisseur est connecté au bas pour former une chambre noire entre l'oculaire et l'objectif (installé sous le convertisseur).
La distance entre le bord de fuite de l'objectif et l'extrémité arrière du barillet de l'objectif est appelée la longueur du barillet mécanique. Parce que le grossissement de l'objectif est relatif à une certaine longueur du barillet de l'objectif. Le changement de longueur du barillet de l'objectif modifie non seulement le grossissement, mais affecte également la qualité de l'image. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un microscope, la longueur du barillet de l'objectif ne peut pas être modifiée arbitrairement. La longueur standard du canon du microscope est fixée à 160 mm au niveau international, et ce nombre est marqué sur la coque de l'objectif.
(3) Convertisseur de lentille d'objectif Le convertisseur de lentille d'objectif peut être installé avec 3-4 lentilles d'objectif, généralement trois lentilles d'objectif (faible grossissement, fort grossissement, lentille à huile). Les microscopes Nikon sont équipés de quatre objectifs. En faisant tourner le convertisseur, l'une quelconque des lentilles d'objectif et le barillet de l'objectif peuvent être connectés selon les besoins, formant un système de grossissement avec l'oculaire sur le barillet de l'objectif.
(4) Scène Il y a un trou au centre de la scène, qui est le passage de la lumière. Il y a des pinces à ressort et des poussoirs sur la platine, qui sont utilisés pour fixer ou déplacer la position de l'échantillon, de sorte que l'objet microscopique soit juste au centre du champ de vision.
(5) Le poussoir est un dispositif mécanique de déplacement de l'échantillon. Il est composé d'un châssis métallique avec deux arbres de transmission, un horizontal et un vertical. Un bon microscope a une échelle d'échelle gravée sur les tiges verticales et horizontales du cadre, qui constitue une coordonnée plane très précise. Cravate. Si nous devons observer une certaine partie de l'échantillon inspecté à plusieurs reprises, lors de la première inspection, nous pouvons noter la valeur des échelles verticale et horizontale, puis déplacer le poussoir en fonction de la valeur pour trouver la position de l'échantillon d'origine.
(6) Vis à déplacement grossier La vis à déplacement grossier est un mécanisme qui déplace le barillet de l'objectif pour régler la distance entre l'objectif et l'échantillon. Dans les microscopes à l'ancienne, la vis grossière est tournée vers l'avant et la lentille descend pour s'approcher de l'échantillon. Lorsqu'un microscope nouvellement produit (tel qu'un microscope Nikon) est utilisé pour l'inspection microscopique, la platine est tournée vers l'avant avec la main droite pour soulever la platine afin de permettre à l'échantillon de s'approcher de l'objectif, et vice versa, l'échantillon tombe de la lentille d'objectif.
(7) Vis à micro-mouvement La vis à mouvement grossier ne peut régler que grossièrement la distance focale. Pour obtenir l'image d'objet la plus claire, la vis de micro-mouvement doit être utilisée pour un réglage supplémentaire. Le barillet de l'objectif se déplace de 0,1 mm (100 microns) par révolution de la micro-spirale. Les hélices à mouvement grossier et fin sont coaxiales dans les microscopes plus récents et de qualité supérieure.
Le principe d'imagerie de la loupe
Une lentille optique en verre ou en d'autres matériaux transparents avec une surface incurvée peut grossir et imager des objets. Le diagramme du chemin optique est illustré à la figure 1. L'objet AB situé dans le point focal F du côté objet, et sa taille est y, est formé en une image virtuelle A'B' de taille y' par la loupe.
grossissement de la loupe
Γ=250/f'
Dans la formule, 250--distance photopique, l'unité est mm
f'-- la distance focale de la loupe, en mm
Le grossissement fait référence au rapport de l'angle de vue de l'image de l'objet observé avec une loupe à l'angle de vue de l'objet observé sans loupe à une distance de 250 mm.
2. Le système optique du microscope
Le système optique du microscope se compose d'un réflecteur, d'un condenseur, d'une lentille d'objectif, d'un oculaire, etc. Le système optique agrandit l'objet et forme une image agrandie de l'objet. Voir Figure 1-2.
(1) Réflecteur Le microscope optique ordinaire antérieur utilisait la lumière naturelle pour inspecter l'objet, et le réflecteur était installé sur la base du miroir. Le réflecteur se compose d'un miroir plat et d'un autre miroir concave qui réfléchit la lumière projetée dessus vers le centre de la lentille du condenseur, éclairant l'échantillon. Les miroirs concaves sont utilisés lorsque le condenseur n'est pas utilisé, et les miroirs concaves peuvent condenser la lumière. Lors de l'utilisation d'un condenseur, un miroir plat est généralement utilisé. Le porte-lentille de microscope de qualité supérieure nouvellement produit est équipé d'une source lumineuse et d'une vis de réglage du courant, qui peut régler l'intensité lumineuse en ajustant la taille actuelle.
(2) Condenseur Le condenseur se trouve sous la scène, qui est composée d'une lentille de condenseur, d'une ouverture irisée et d'une vis de levage. Le condenseur peut être divisé en condenseur à fond clair et condenseur à fond sombre. Les microscopes optiques courants sont équipés de condenseurs à fond clair. Les condenseurs à fond clair comprennent les condenseurs Abbe, les condenseurs Zimmer et les condenseurs décocheurs. Les condenseurs d'Abbe présentent des aberrations chromatiques et sphériques à des ouvertures numériques objectives supérieures à 0.6. Le condenseur Ziming a un degré élevé de correction de l'aberration chromatique, de l'aberration sphérique et de l'aberration de coma, et est le condenseur avec la meilleure qualité en microscopie à fond clair, mais il ne convient pas à l'objectif inférieur à 4 fois. Faire pivoter le condenseur peut secouer la lentille supérieure du condenseur hors du trajet lumineux pour répondre aux besoins d'un objectif à faible grossissement (4 ×) et d'un grand champ de vision.
Le condenseur est installé sous la scène et sa fonction est de focaliser la lumière réfléchie par la source lumineuse à travers le réflecteur sur l'échantillon, de manière à obtenir l'éclairage le plus puissant, de sorte que l'image de l'objet puisse être claire et claire. La hauteur du condenseur peut être ajustée de manière à ce que la mise au point tombe sur l'objet à inspecter pour une luminosité maximale. Le point focal d'un condenseur typique est à 1,25 mm au-dessus de lui et sa limite de montée est de 0 0,1 mm en dessous du plan de la platine. Par conséquent, l'épaisseur de la lame de verre requise doit être comprise entre 0.8-1.2 mm, sinon l'échantillon à inspecter ne sera pas mis au point, ce qui affectera l'effet de l'inspection microscopique. L'avant du groupe de lentilles avant du condenseur est également équipé d'une ouverture irisée, qui peut être ouverte de haut en bas, ce qui affecte la résolution et le contraste de l'imagerie. Si l'ouverture est trop petite, la résolution diminue et le contraste augmente. Par conséquent, lors de l'observation, grâce au réglage du diaphragme à iris, le diaphragme de champ (microscope avec le diaphragme de champ) est ouvert pour circonscrire la périphérie du champ de vision, de sorte que les objets qui ne se trouvent pas dans le champ de vision ne peuvent en obtenir aucun. lumière. Éclairage pour éviter les interférences de la lumière diffusée.
(3) Lentille d'objectif La lentille d'objectif installée sur le convertisseur à l'extrémité avant du barillet d'objectif utilise la lumière pour imager l'objet inspecté pour la première fois. La qualité d'image de l'objectif a une influence décisive sur la résolution. Les performances de l'objectif dépendent de l'ouverture numérique (ouverture numérique en abrégé NA) de l'objectif. L'ouverture numérique de chaque objectif est marquée sur le boîtier de l'objectif. Plus l'ouverture numérique est grande, meilleures sont les performances de l'objectif.
