كيفية تحسين دقة المجهر؟
تعد المجاهر أحد المعدات الرئيسية لمعدات الاختبار، والمؤشر المهم لتقييم أداء المجاهر هو الدقة. تشير الدقة إلى القدرة على التمييز بوضوح بين نقطتين صغيرتين أو المسافة الأصغر بين خطين. العين البشرية نفسها عبارة عن مجهر، وفي ظل ظروف الإضاءة القياسية، تبلغ دقة العين البشرية على مسافة ساطعة (المعترف بها دوليًا بـ 25 سم) حوالي 1/10 ملم. لمراقبة خطين مستقيمين، يمكن تحسين دقة العين عن طريق تحفيز سلسلة من الخلايا العصبية.
تبلغ دقة العين البشرية 1/10 مم فقط، لذا لا يمكن للعين البشرية تمييز المسافة بين الأجسام الأصغر من 1/10 مم أو جسمين صغيرين أقرب من 1/10 مم. لذلك كان هناك تحول من المكبرات العيانية البسيطة إلى المجاهر الضوئية للمراقبة المجهرية، تليها المجاهر الإلكترونية. يشير تعريف دقة المجهر إلى المسافة الأصغر بين نقطتين صغيرتين يمكن تمييزهما بوضوح في العينة.
صيغة الحساب هي: D=0.61 lect／ NA
في الصيغة، يمثل D الدقة (um)؛ lect هو الطول الموجي لمصدر الضوء (أم)؛ NA هي الفتحة العددية (المعروفة أيضًا باسم نسبة الفتحة) للعدسة الموضوعية.
وفقًا للصيغة، تعتمد دقة المجهر على الطول الموجي لمصدر الضوء الساقط والفتحة العددية للهدف المطابق. ومن هذا يتبين أن طرق تحسين المجاهر الضوئية هي:
1. تقليل الطول الموجي لمصدر الضوء.
للضوء المرئي طول موجي أقصر يبلغ 390 نانومتر. إذا تم استخدام الضوء فوق البنفسجي لهذا الطول الموجي كمصدر ضوء للإضاءة، فيمكن تقليل دقة المجهر الضوئي إلى 0.2um. ومع ذلك، نظرًا لأن معظم المواد الزجاجية العادية تمتص كمية كبيرة من الضوء بأطوال موجية أقل من 340 نانومتر، فإن الضوء فوق البنفسجي لا يمكنه تكوين صور واضحة ومشرقة بعد التوهين الكبير. لذلك، يجب استخدام مواد باهظة الثمن مثل الكوارتز (الذي يمكنه نقل ما يصل إلى 200 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية) والفلوريت (الذي يمكنه نقل ما يصل إلى 185 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية). علاوة على ذلك، لا يمكن ملاحظة المجاهر فوق البنفسجية بالعين المجردة، بل إنها محدودة بالعينات المرصودة، إلى جانب التكاليف الباهظة. ولذلك، لا يستخدم هذا الأسلوب لتحسين دقة المجهر على نطاق واسع بسبب القيود الخاصة به.
2. زيادة الفتحة العددية NA للعدسة الموضوعية
الفتحة العددية NA=n * sin (u)
في الصيغة، n هو معامل الانكسار للوسط بين العدسة الموضوعية والعينة؛ U هي زاوية نصف فتحة العدسة الموضوعية. لذلك، أصبح استخدام زاوية فتحة أكبر أو زيادة معامل الانكسار في التصميم البصري طريقة شائعة لتحسين دقة المجاهر الضوئية. بشكل عام، العدسات ذات التكبير المنخفض أقل من 10X تستخدم الهواء كوسيط ولها معامل انكسار 1، وهو هدف من النوع الجاف؛ وسيلة غمر الماء هي الماء المقطر، مع معامل انكسار 1.33؛ الوسط الموضوعي المغمور بالزيت هو القطران أو أي زيت شفاف آخر، مع معامل انكسار بشكل عام حوالي 1.52، وهو قريب من معامل الانكسار للعدسات والشرائح الزجاجية، مثل عدسة أوليمبوس الزيتية 100X. العدسات المغمورة في الماء والعدسات المغمورة بالزيت لا تتمتع بتكبير عالي فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين دقة الهدف بسبب استخدام وسائط ذات معامل انكسار عالي.
