العلاقة بين التكبير الكلي ودقة مجاهر الزيت الميكروبيولوجية
عادة ما يكون هناك ثلاثة أنواع من العدسات الموضوعية للمجاهر المستخدمة في الأبحاث الميكروبيولوجية: العدسة الموضوعية الزيتية منخفضة التكبير (10×)، والعدسة الموضوعية عالية التكبير (40×)، والعدسة الزيتية ( 100×). وهناك أيضًا كلمة "OI" (الغمر بالزيت) تشير إلى أنها ذات التكبير الأكبر بين الثلاثة. اعتمادًا على استخدام العدسات ذات التكبيرات المختلفة، يمكن تكبير الكائن الذي يتم فحصه 1000-1600 مرة. عند استخدامها فإن الفرق بين العدسات الزيتية والعدسات الشيئية الأخرى هو أنه لا توجد طبقة من الهواء بين الشريحة والعدسة الشيئية، بل توجد طبقة من الزيت، وهو ما يسمى بنظام الغمر بالزيت. غالبًا ما يستخدم زيت الأرز كهذا الزيت لأن معامل الانكسار لزيت الأرز هو n=1.52، وهو نفس الزجاج. عندما يمر الضوء عبر الشريحة الزجاجية، يمكنه الدخول إلى العدسة الشيئية مباشرة من خلال زيت الأرز دون انكسار. إذا كان الوسط بين الشريحة الزجاجية والعدسة الشيئية هو الهواء، فإنه يسمى النظام الجاف. عندما يمر الضوء عبر الشريحة الزجاجية، ينكسر وينتشر، ومن الواضح أن الضوء الذي يدخل العدسة الموضوعية ينخفض، مما يقلل من إضاءة مجال الرؤية. إن استخدام العدسات الزيتية لا يؤدي فقط إلى زيادة الإضاءة، بل يزيد أيضًا من الفتحة العددية، لأن كفاءة التكبير للمجهر يتم تحديدها من خلال الفتحة العددية. ما يسمى بالفتحة العددية هو نتاج نصف جيب الزاوية القصوى التي يتم عندها تسليط الضوء على العدسة الشيئية (تسمى زاوية العدسة) مضروبًا في معامل انكسار الوسط بين اللوحة الزجاجية والعدسة الشيئية. ويمكن التعبير عنها بالصيغة التالية: NA=n×sinа حيث NA{{10}} الفتحة العددية؛ n=معامل انكسار الوسط؛ أ=نصف أقصى زاوية سقوط، أي نصف زاوية فم المرآة. ولذلك، كلما زادت الزاوية التي يضرب بها الضوء الهدف، زادت كفاءة المجهر. يتم تحديد حجم هذه الزاوية حسب القطر والبعد البؤري للهدف. وفي الوقت نفسه، الحد النظري لـ a هو 90. . الخطيئة90. =1، لذلك عند استخدام الهواء كوسيط (n=1)، لا يمكن أن تتجاوز الفتحة العددية 1. على سبيل المثال، عند استخدام زيت الأرز كوسيط، تزيد n، وتزداد الفتحة الرقمية أيضًا يزيد. على سبيل المثال، إذا كانت زاوية سقوط الضوء هي 120o، ونصف جيبها هو sin60o=0.87، فحينئذٍ: عند استخدام الهواء كوسيط: NA{ {22}}×0.87=0.87 عند استخدام الماء كوسيط: NA=1.33×0.87=1.15 عند استخدام زيت الأرز كوسيط : NA =1.52×0.87=1.32 تشير دقة المجهر إلى قدرة المجهر على تمييز الحد الأدنى للمسافة بين نقطتين. وهو يتناسب طرديا مع الفتحة العددية للعدسة الموضوعية ويتناسب عكسيا مع طول الموجة. لذلك، كلما كانت الفتحة العددية للعدسة الموضوعية أكبر وكان الطول الموجي لموجة الضوء أقصر، زادت دقة المجهر وأصبح من الممكن تمييز البنية الدقيقة للكائن الذي يتم فحصه بشكل أكثر وضوحًا. ولذلك، فإن الدقة العالية تعني مسافة صغيرة يمكن حلها. وهذان العاملان مرتبطان عكسيا. عادةً ما يتحدث بعض الأشخاص عن الدقة على أنها ميكرومتر أو نانومتر. وهذا في الواقع يخلط بين الدقة والحد الأدنى لمسافة الدقة. استيقظ. يتم التعبير عن قوة التحليل للمجهر من خلال الحد الأدنى للمسافة التي يمكن حلها. أقل مسافة يمكن تمييزها بين نقطتين=lect/2NA حيث lect=الطول الموجي للموجة الضوئية. متوسط طول موجات الضوء التي يمكن أن تشعر بها أعيننا المجردة هو 0.55 ميكرومتر. إذا تم استخدام عدسة موضوعية عالية الطاقة بفتحة رقمية تبلغ 0.65، فيمكنها تمييز المسافة بين نقطتين. هو 0.42 ميكرومتر. لا يمكن تمييز المسافة بين نقطتين أقل من 0.42 ميكرومتر. حتى لو تم استخدام عدسة أكبر لزيادة التكبير الكلي للمجهر، فلا يزال من غير الممكن تمييزها. الحل الوحيد هو استخدام عدسة موضوعية أكبر مع فتحة رقمية أكبر لزيادة دقة الصورة. على سبيل المثال، عند استخدام عدسة زيتية بفتحة رقمية تبلغ 1.25، فإن الحد الأدنى للمسافة بين نقطتين يمكن تمييزهما=0.55/(2×1.25)=0.22μm. لذلك، يمكننا أن نرى أنه إذا تم استخدام عدسة موضوعية عالية الطاقة (NA=0.65) ذات تكبير 40 مرة وعدسة عينية ذات تكبير 24 مرة، على الرغم من أن التكبير الإجمالي 960 مرة، فإن الحد الأدنى لمسافة الدقة هو 0.42 ميكرومتر فقط. إذا كنت تستخدم عدسة زيتية ذات تكبير 90 مرة (NA=1.25) وعدسة عينية ذات تكبير 9 مرات، على الرغم من أن إجمالي التكبير يبلغ 810 مرات، فيمكنك تحديد مسافة تبلغ 0.22 ميكرومتر.
