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尼康显微镜,有效的放大倍率

2014-02-19  发布者:admin 

 以观察细标本细节在光学显微镜下,存在的微小的功能必须有足够的对比度和投影中间图像间的角度是稍微大于人眼的角度分辨能力大。 在选定的数值孔径,在显微镜提供的放大图像,其具有大小等于人眼的分辨率极限,超过该点附加放大率不会导致甚至更小的样品细节的分辨率。

有效的倍率为物镜/目镜组合的范围是由显微镜光学系统的数值孔径来定义。 有得到解决必要的细节的最小放大率存在的图像,并且该值通常相当任意设置为500倍,数值孔径(500×NA)和由下式定义

有效的放大倍率(总)= 500〜1000×NA(物镜)

在光谱的另一端,一个图像的最大有效倍率通常设定为1000倍,数值孔径(1000×NA)作为由上面的方程。 倍率高于此值会产生没有进一步的有效信息或图像细节更精细的分辨率,通常会导致图像质量下降。 表1编录在于有效的放大倍率范围内的共同物镜/目镜组合。

有效的放大倍率范围(500-1000×NA的物镜)

物镜 目镜
(不适用) 10倍 12.5倍 15倍 20倍 25X
2.5X
(0.08)
--- --- --- x x
4X 
(0.12)
--- --- x x x
10X 
(0.35)
--- x x x x
20X 
(0.55)
x x x x x
40X 
(0.70)
x x x x ---
60X 
(0.95)
x x x --- ---
100X 
(1.42)
x x --- --- ---
表1

超有效的放大倍率的限制使图像从空放大的现象受苦(图1(b)所示),其中通过目镜或中间管镜头放大倍率增加仅使图像变得更加放大,在没有相应增加详细解析。 与此相反,在图1中所示的图像(a)的使用正确的物镜和目镜组合有效地利用数值孔径,以实现最佳的分辨率捕获。

事实上,过度的放大倍率介绍文物,衍射界限,晕到图像的模糊的标本特征和​​复杂的视觉观察的解释。 显微镜观察结果也受人眼的亮度和色温的照明的,观察者的年龄,在眼浮子的存在下的敏感性,以及眼睛是否休息或疲劳。

对于目视观察,将试样微细结构的图像,必须以一定角度比人眼的分辨能力稍大观看。 用具有良好照明的显微镜,在以250毫米参考可视距离观察的标本2解析点之间的距离为约0.15毫米,对应于约2分钟弧的视觉敏锐度的角度。 这个极限角是由在视网膜视觉元素,这是间隔约5微米的间隔的间隔距离的限制。

要与眼睛和物镜的解析力分辨率的限制,在试样两个紧密间隔的点可以考虑。 如果这两个点驻留在物镜的分辨能力的限制,则

r (separation distance) = λ/2NA

其中,r是间隔的两个点的距离,λ是照明的波长,NA是物镜的数值孔径。 以放大的距离,直到试样点出现在眼睛在0.15毫米(占2分钟弧)的分离距离,我们研究的关系

0.15 mm = M × λ/2NA

它可以重新安排到:

M = (2NA × 0.15)/λ

其中M是最佳的显微镜放大倍数。 当照射波长被认为在于,在可见光光谱(550纳米或0.00055毫米)的绿色区域,就可以代入公式

M = (NA × 0.30)/0.00055) = (approximately) 500 × NA

结果为最小倍率为目视观察细间距的标本细节,这是大约500倍的物镜的数值孔径的。 这样的讨论适用于具有中等对比度的标本,但随着更高的对比度试样的两个点可以被具有更高的放大倍率来解决,即使它们彼此靠近。 在实践中,放大倍率从有效的放大倍率范围大大偏离通常采用。 例如,非常低的放大倍数(1倍至4倍)经常被用来地形地图的标本(如组织学染色的细节),在此宽视场是可取的,以便迅速注意所有可用样本的特性。 在许多情况下,2.5倍物镜也可以组合具有宽视野目镜在10倍的放大倍率,以揭示其直径为8毫米或更大的面积。

在高放大倍率,有效的倍率的限制,有时超过为了更舒适地观看图像。 这通常是在小颗粒或生物观察并计数在非常高的数值孔径和放大倍数的情况。 然后牺牲清晰度在试样细节,这通常不与所述图像的定量分析产生干扰。

应注意在选择目镜/物镜的组合,以确保标本细节的最佳放大倍率不增加不必要的文物。 例如,为了达到250倍的放大倍率,则显微镜可以选择一个25倍目镜耦合到10倍的物镜。 对于相同的放大倍率另一种选择将是一个10倍的目镜用25倍的物镜。 因为25倍物镜具有更高数值孔径(约0.65)并不比10倍的物镜(约0.2​​5),并考虑到数值孔径值定义一个物镜的分辨率,很明显,后者的选择将是最好的。 如果相同的视场的显微照片分别与上述各物镜/目镜组合制成,这将是明显的是,10倍目镜/25x物镜哆将产生的显微照片是擅长在样品的细节和清晰度相比,变体的组合。