كيف يمكن زيادة دقة المجهر؟
يعد المجهر أحد أدوات الاختبار الأساسية ، وتعد الدقة مقياسًا مهمًا لتقييم أداء الأداة. الدقة هي القدرة على التمييز بين خطين أو نقاط صغيرة بوضوح من مسافة قريبة. تعمل العين نفسها كمجهر. دقة عين الإنسان على مسافة الرؤية ، والمقبول عالميًا أن تكون 25 سم ، تبلغ حوالي 1/10 ملم في ظروف الإضاءة العادية. نظرًا لأن الخطوط المستقيمة يمكن أن تثير عددًا من الخلايا العصبية ، يمكن زيادة دقة العين أثناء مشاهدة خطين مستقيمين.
نظرًا لأن دقة عين الإنسان تبلغ 1/10 مم فقط ، فلا يمكنها التمييز بين جسمين صغيرين للغاية يفصل بينهما مسافة تزيد عن 1/10 مم. لذا جاء تطوير المجهر الضوئي للفحص المجهري أولاً ، تلاه تطوير المجهر الإلكتروني. يشار إلى أقصر مسافة بين نقطتين صغيرتين يمكن تمييزهما بوضوح في العينة باسم دقة المجهر. D =0. 61 / NA هي صيغتها الحسابية.
في المعادلة ، يشير D إلى الدقة في um ، لطول موجة مصدر الضوء في um ، و NA للفتحة العددية للعدسة الموضوعية في um (وتسمى أيضًا نسبة الفتحة).
تشير الصيغة إلى أن الفتحة العددية للعدسة الموضوعية المطابقة والطول الموجي لمصدر الضوء الساقط يحددان دقة المجهر. كما يتضح ، يمكن تحسين المجهر الضوئي عن طريق:
1. تقليل الطول الموجي لمصدر الضوء.
الضوء المرئي له طول موجي أقصر يبلغ 39 0 نانومتر. يمكن أن يؤدي هذا الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية إلى تدهور دقة المجهر الضوئي إلى 0.2 ميكرومتر عند استخدامه كمصدر للإضاءة. ومع ذلك ، فإن غالبية زجاج المواد الشائعة يمتص الكثير من الضوء بطول موجي أقل من 340 نانومتر ، مما يجعل من المستحيل على ضوء الأشعة فوق البنفسجية إنتاج صورة واضحة ورائعة حتى بعد التوهين الكبير. بالعين المجردة وحتى العينة المرصودة ، يجب استخدام مواد باهظة الثمن مثل الكوارتز والفلوريت ، والتي يمكن أن تمر عبر الأشعة فوق البنفسجية منخفضة تصل إلى 185 نانومتر و 200 نانومتر على التوالي. لا يتم استخدام هذه التقنية لزيادة دقة المجهر بشكل متكرر بسبب حدودها الخاصة ، والتي تتفاقم بسبب التكلفة العالية والقيود المفروضة على المجهر.
2. زيادة الفتحة العددية NA للعدسة الشيئية.
الفتحة الرقمية NA=n * sin (u)
في المعادلة ، تشير n إلى مؤشر الانكسار للوسيط الذي يقع بين العدسة الموضوعية والعينة ، و u تعني زاوية الفتحة النصفية للعدسة الموضوعية. لهذا السبب ، من وجهة نظر التصميم البصري ، فقد ظهر اعتماد زاوية فتحة أكبر بشكل صحيح أو زيادة معامل الانكسار كأسلوب شائع لتحسين دقة المجهر الضوئي. أقل من 10 × ، عادة ما يكون الهواء ، الذي له معامل انكسار 1 ، مما يجعله وسطًا جافًا. وسيط الغمر في الماء هو الماء المقطر ، الذي معامل انكساره 1.33. الوسيط الخاص بالعدسات الموضوعية للغمر بالزيت ، مثل العدسة الزيتية 100X من أوليمبوس ، لها معامل انكسار يبلغ بشكل عام حوالي 1.52. نظرًا لاستخدام وسيط معامل الانكسار العالي ، فإن العدسة الموضوعية للغطس في الماء والعدسة الموضوعية للغطس بالزيت لا تتمتع فقط بتكبير عالٍ ولكنها تعزز أيضًا دقة العدسة الشيئية.
