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 objectifs :
L'objectif peut être divisé en objectif sec et en objectif à immersion liquide selon les différentes conditions d'utilisation ; parmi eux, l'objectif à immersion dans un liquide peut être divisé en objectif à immersion dans l'eau et en objectif à immersion dans l'huile (le grossissement couramment utilisé est de 90-100 fois).
Selon les différents grossissements, il peut être divisé en objectif à faible grossissement (moins de 10 fois), objectif à grossissement moyen (environ 20 fois) et objectif à fort grossissement (40-65 fois).
Selon la situation de correction d'aberration, il est divisé en objectif achromatique (couramment utilisé, l'objectif qui peut corriger l'aberration chromatique de deux types de lumière de couleur dans le spectre) et en objectif apochromatique (l'objectif qui peut corriger l'aberration chromatique). aberration de trois types de lumière colorée dans le spectre, ce qui est coûteux et rarement utilisé).
2. Les 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 les yeux et la taille de l'échantillon correspondant. Il fait référence au rapport des longueurs plutôt qu’au rapport des surfaces. Exemple : Le facteur de 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 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, en abrégé 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 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. Exemple : l'objectif 10x est marqué de 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. C'est l'élément le plus important qui détermine les performances du microscope : la résolution.
La résolution est également 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 pouvant être résolus). À la distance photopique (25 cm), les yeux humains normaux peuvent voir clairement deux points d'objet distants de 0.073 mm. La valeur de 0,073 mm correspond à 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 courante (la méthode d'éclairage photopique qui permet à la lumière de traverser l'échantillon de manière uniforme), 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 plage 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, ce qui correspond à environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière d'éclairage. En général, la limite de résolution des microscopes éclairés 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 est composé d'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. Un diaphragme (sa taille détermine la taille du champ de vision) est installé entre les lentilles supérieure et inférieure ou sous la lentille de champ. Étant donné que l'échantillon est imagé sur la surface du diaphragme, un petit morceau de cheveux peut être collé sur ce diaphragme comme pointeur pour indiquer une certaine cible. 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 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. Relation entre l'oculaire et l'objectif
La structure fine qui a été clairement résolue par l'objectif, si elle n'est pas re-agrandie par l'oculaire et ne peut pas atteindre la taille que l'œil humain peut distinguer, alors elle ne sera pas vue clairement ; mais la structure fine qui ne peut pas être résolue par l'objectif peut toujours être clairement vue même si elle est re-agrandie par un oculaire haute puissance, de sorte que l'oculaire ne peut être utilisé que pour le grossissement 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 sont non seulement liés l'un à l'autre, mais se limitent également.
