Arbeidsprinsipp og deler av et sammensatt mikroskop (med diagrammer)
Les denne artikkelen for å lære om arbeidsprinsippet og deler av et sammensatt mikroskop med diagrammer!
Arbeidsprinsipp:
Det vanligste mikroskopet for generelle formål er standard sammensatt mikroskop. Det forstørrer objektets størrelse ved hjelp av et komplekst system med objektivarrangement.
Den har en serie med to linser; (i) objektivlinsen nær objektet som skal observeres, og (ii) den okulære linse eller okularet, gjennom hvilket bildet er sett av øye. Lys fra en lyskilde (speil eller elektrisk lampe) passerer gjennom et tynt gjennomsiktig objekt (figur 4.4).
Objektivlinsen gir et forstørret 'ekte bilde' første bilde) av objektet. Dette bildet forstørres igjen av det okulære objektivet (okularet) for å få et forstørret "virtuelt bilde" (sluttbilde), som kan ses ved øyet gjennom okularet. Når lyset passerer direkte fra kilden til øyet gjennom de to objektiver, er synsfeltet sterkt opplyst. Det er hvorfor; det er et lystfeltmikroskop.
Deler av et sammensatt mikroskop:
Delene av et sammensatt mikroskop har to kategorier som angitt nedenfor:
(i) Mekaniske deler:
Dette er delene som støtter de optiske delene og hjelper til med justeringen for å fokusere objektet (figurene 4.5 og 4.6).
Komponentene til mekaniske deler er som følger:
1. Bunn- eller metallstand:
Hele mikroskopet hviler på denne basen. Speil, hvis tilstede, er montert på den.
2. Pilarer:
Det er et par høyder på basen, hvorved mikroskopets kropp holdes til basen
3. Hellingsfeste:
Det er en bevegelig ledd, gjennom hvilken mikroskopets kropp holdes til sokkelen ved stolpene. Kroppen kan bøyes ved denne skjøten i enhver tilbøyelig stilling, som ønsket av observatøren, for lettere observasjon. I nye modeller er kroppen permanent festet til basen i en skrånende posisjon, og trenger dermed ingen søyle eller ledd.
4. buet arm:
Det er en buet struktur som holdes av stolpene. Den holder scenen, kroppsrøret, finjustering og grov justering.
5. Kroppsrør:
Det er vanligvis et vertikalt rør som holder okularet på toppen og den roterende nesen med målene på bunnen. Lengden på trekkrøret kalles 'mekanisk rørlengde' og er vanligvis 140-180 mm (for det meste 160 mm).
6. Tegn rør:
Det er øvre del av kroppsrøret, litt smalere, inn i hvilket øyet faller under observasjon.
7. Grov justering:
Det er en knott med rack og pinion mekanisme for å flytte kroppsrøret opp og ned for å fokusere objektet i det synlige feltet. Ettersom rotasjon av knotten gjennom en liten vinkel beveger kroppsrøret gjennom en lang avstand i forhold til objektet, kan den utføre grov justering. I moderne mikroskoper beveger den scenen opp og ned og kroppsrøret er festet til armen.
8. Finjustering:
Det er en relativt mindre knapp. Dens rotasjon gjennom en stor vinkel kan bare bevege kroppsrøret gjennom en liten vertikal avstand. Den brukes til finjustering for å få det endelige klare bildet. I moderne mikroskoper gjøres finjustering ved å flytte scenen opp og ned ved finjustering.
9. Fase:
Det er en horisontal plattform som projiserer fra den buede armen. Den har et hull i midten, hvor objektet som skal ses er plassert på et lysbilde. Lys fra lyskilden under scenen går gjennom objektet inn i målet.
10. Mekanisk trinn (Slide Mover):
Mekanisk trinn består av to knapper med rack og pinion mekanisme. Lysbildet som inneholder objektet er klippet til det og flyttet på scenen i to dimensjoner ved å dreie knottene for å fokusere den nødvendige delen av objektet.
11. Revolusjonerende Nosepiece:
Det er en roterbar plate på bunnen av kroppsrøret med tre eller fire mål skrudd på den. Målene har forskjellige forstørrelsesbeføyelser. Basert på nødvendig forstørrelse roteres nesepinnen, slik at bare målet som er angitt for den nødvendige forstørrelsen forblir i tråd med lysbanen.
(ii) Optiske deler:
Disse delene er involvert i å passere lyset gjennom objektet og forstørre størrelsen.
Komponenter av optiske deler inkluderer følgende:
1. Lyskilde:
Moderne mikroskoper har innebygget elektrisk lyskilde i basen. Kilden er koblet til strømnettet gjennom en regulator, som styrer lysstyrken til feltet. Men i gamle modeller brukes et speil som lyskilde. Den er festet til basen av et fortid, som det kan roteres for å konvergere lys på objektet. Speilet er plan på den ene siden og konkave på den andre.
Det skal brukes på følgende måte:
(en) Kondensator til stede:
Bare flysiden av speilet bør brukes, ettersom kondensatoren konvergerer lysstrålene.
(b) kondensator fraværende:
(i) dagslys:
Fly eller konkav (fly er lettere)
(ii) lite kunstig lys:
Høyt effektmål: Planside
Lavt effektmål: Konkave side
2. Membran:
Hvis lys som kommer fra lyskilden er strålende og alt lyset får passere til objektet gjennom kondensatoren, blir objektet briljant opplyst og kan ikke visualiseres riktig. Derfor er en irismembran festet under kondensatoren for å kontrollere mengden lys som kommer inn i kondensatoren.
3. Kondensator:
Koke- eller kondensatoren er plassert mellom lyskilden og scenen. Den har en serie med linser som konvergerer på objektet, lysstråler kommer fra lyskilden. Etter å ha passert objektet, kommer lysstrålene inn i målet.
Kapasiteten til kondensatoren kalles "kondensatorens numeriske åpning", "lyskondenserende", "lyskonvergerende" eller "lett innsamlingskapasitet". På samme måte kalles "lett samlingskapasitet" til et mål "numerisk blenderåpning av målet". Hvis kondensatoren konvergerer lys i vidvinkel, er den numeriske blenderåpningen større og vice versa.
Hvis kondensatoren har en slik numerisk blenderåpning at den sender lys gjennom objektet med en vinkel som er tilstrekkelig stor til å fylle objektivets blenderåpningsobjektiv, viser målet sitt høyeste numeriske blenderåpning (Figur 4.7). De vanligste kondensatorene har numerisk blenderåpning 1, 25.
Hvis kondensatorens numeriske åpning er mindre enn objektets mål, er den perifere delen av objektivets baklinser ikke opplyst, og bildet har dårlig synlighet. På den annen side, hvis den numeriske åpningen til kondensatoren er større enn objektets mål, kan baklinsen motta for mye lys som resulterer i en reduksjon i kontrast.
Det finnes tre typer kondensatorer som følger:
(a) Abbe-kondensator (Numerisk blenderåpning = 1, 25): Den er mye brukt.
(b) Variabel fokuskondensator (Numerisk blenderåpning = 1, 25)
(c) Achromatisk kondensator (Numerisk blenderåpning = 1, 40): Den er korrigert for både sfærisk og kromatisk avvik og brukes i forskningsmikroskop og fotomikrografer.
4. Mål:
Det er den viktigste linsen i et mikroskop. Vanligvis tre mål med forskjellige forstørrelsesmakter blir skrudd på den roterende nesen.
Målene er:
(a) Lav effektmål (X 10):
Det gir ti ganger forstørrelse av objektet.
(b) Høyt tørrmål (X 40):
Det gir en forstørrelse på førti ganger.
(c) Oljedempingsmål (X100):
Det gir en forstørrelse av hundre ganger, når nedsenking av olje fyller mellomrommet mellom objektet og målet
Skanningsformålet (X4) er valgfritt. Den primære forstørrelsen (X4, X10, X40 eller X100) som tilbys av hvert objekt, er gravert på fatet. Olje-nedsenkningsmålet har en ring gravert på den mot tappens spiss.
Løse målets mål:
Det er evnen til målet å løse hvert punkt på minuttobjektet inn i store avstandspunkter, slik at punktene i bildet kan ses som skille og skille fra hverandre for å få et klart, uskarpt bilde.
Det kan se ut som at svært høy forstørrelse kan oppnås ved å bruke flere antall høyeffektlinser. Selv om det er mulig, er det svært forstørrede bildet som er oppnådd på denne måten, en sløret, en. Det betyr at hvert punkt i objektet ikke kan bli funnet på så vidt avstand som er tydelig og adskilt punkt på bildet.
Mindre økning i størrelse (større forstørrelse) uten evne til å skille mellom strukturelle detaljer (større oppløsning) har liten verdi. Derfor er grunnbegrensningen i lysmikroskop ikke en forstørrelse, men av løsningsevne, evnen til å skille to tilstøtende punkter så tydelig og skille, dvs. å løse små komponenter i objektet til finere detaljer på bildet.
Løsningsstyrke er en funksjon av to faktorer som angitt nedenfor:
(en) Numerisk blenderåpning (na)
(B) Bølgelengden til lyset (λ)
(a) Numerisk blenderåpning:
Numerisk blenderåpning er en numerisk verdi angående objektivlinsens diameter i forhold til brennvidden. Dermed er det relatert til størrelsen på den nedre blenderåpningen av objektet, gjennom hvilket lys kommer inn i det. I et mikroskop er lyset fokusert på objektet som en smal lyspenn, hvorfra den kommer inn i målet som en divergerende blyant (figur 4.8).
Vinkelen 9 subtended av den optiske aksen (linjen som forbinder midtpunktene til alle linsene) og ytterstrålen som fortsatt er dekket av målet, er et mål for blenderåpningen kalt "halv blendervinkel".
En bred lyspenn som passerer gjennom objektet "løser" punktene i objektet inn i store avstandspunkter på linsen, slik at linsen kan produsere disse punktene så tydelig og skille på bildet. Her samler objektivet mer lys.
På den annen side kan en smal lyspenn ikke "løse" punktene i objektet inn i store avstandspunkter på linsen, slik at linsen gir et uskarpt bilde. Her samler objektivet mindre lys. Dermed er jo større lyspennens bredde som kommer inn i målet (29), jo høyere er dets "løsningsevne".
Den numeriske blenderåpningen til et mål er dens lysinnsamlingskapasitet, som avhenger av stedet for vinkelen 8 og brytningsindeksen for mediet som eksisterer mellom objektet og målet.
Numerisk blenderåpning (na) = n sin θ
Hvor,
n = Refraktive indeks av mediet mellom objektet og objektivet og
θ = Halv blendervinkel
For luft er verdien av 'n' 1, 00. Når mellomrommet mellom objektets nedre spiss og lysbildet som bærer gjenstanden er luft, blir strålene som kommer fram gjennom glassruten inn i denne luften bøyd eller brytet, slik at en del av det ikke passerer inn i målet. Dermed reduserer tap av noen lysstråler numerisk blenderåpning og reduserer oppløsningskraften.
Men når denne plassen er fylt med en nedsenkningsolje, som har større brytningsindeks (n = 1, 56) enn luften (n = 1, 00), blir lysstråler bøyd eller bøyd mer mot målet. Dermed kommer flere lysstråler inn i målet, og større oppløsning blir oppnådd. I oljedempingsmål, som gir størst forstørrelse, er åpningens størrelse svært liten.
Derfor trenger det å bøye flere stråler inn i blenderåpningen, slik at objektet kan løses tydelig. Derfor brukes oljer som nedsenkning, som cedertreolje og flytende parafin, til å fylle gapet mellom objektet og målet, mens du bruker oljeduserende mål.
(b) Bølgelengde av lys (λ):
Jo mindre er bølgelengden av lyset (λ), desto større er dens evne til å løse poengene på objektet i tydelige synlige, finere detaljer i bildet. Dermed er jo mindre lysets bølgelengde, desto større er dens oppløsningsevne.
Grense for oppløsning av mål (d):
Grensen for oppløsning av et mål (d) er avstanden mellom to nærmeste punkter på den mikroskopiske gjenstanden, som kan løses i to separate og forskjellige punkter på det forstørrede bildet.
Poeng med mellomrom mindre enn «d» eller objekter mindre enn «d» kan ikke løses i separate punkter på bildet. Hvis løsningsmakten er høy, kan punkter som er svært nær hverandre, ses som klare og tydelige.
Dermed er grensen for oppløsning (avstanden mellom de to løsbare punktene) mindre. Derfor kan mindre objekter eller finere detaljer ses, når det er mindre. Mindre 'd' oppnås ved å øke oppløsningskraften, som i sin tur oppnås ved å bruke kortere bølgelengde av lys (λ) og større numerisk blenderåpning.
Grense for oppløsning = d = λ / 2 na
Hvor,
λ = Wave lengde på lys og
na = Numerisk blenderåpning av målet.
Hvis λ grønn = 0, 55 p og na = 1, 30, så d = A / 2 na = 0, 55 / 2 X 1, 30 = 0, 21 μ. Derfor er de minste detaljene som kan ses av et typisk lysmikroskop, dimensjonen på ca. 0, 2 μ. Mindre gjenstander eller finere detaljer enn dette kan ikke løses i et sammensatt mikroskop.
5. Okular:
Okularet er en tromme som passer løst inn i trekkrøret. Den forstørrer det forstørrede virkelige bildet som er formet av målet til et fortsatt sterkt forstørret virtuelt bilde som skal ses av øyet (figur 4.9).
Vanligvis er hvert mikroskop utstyrt med to typer okular med forskjellige forstørrelsesmakter (X10 og X25). Avhengig av nødvendig forstørrelse settes et av de to okularene inn i trekkrøret før de vises. Tre varianter av okular er vanligvis tilgjengelige.
De er Huygenian, hyperplanet og kompenserende. Blant dem er Huygenian meget brukt og effektiv for lav forstørrelse. I dette okularet er to enkle Plano-konvekse linser løst, en over og den andre under bildeplanet til det virkelige bildet dannet av målet.
De konvekse flatene på begge linsene vender nedover. Linsen mot målet kalles 'feltlinse' og det mot øye, 'øyelins'. Strålene etter å ha passert gjennom øyelinsen, kommer ut gjennom et lite sirkulært område, kjent som Rams-den-skiven eller øyepunktet, hvor bildet ser på øyet.
Total forstørrelse:
Den totale forstørrelsen oppnådd i et sammensatt mikroskop er produktet av objektiv forstørrelse og okular forstørrelse.
M t = M ob XM oc
Hvor,
M t = Total forstørrelse,
M ob = Objektiv forstørrelse og
M oc = Ocular forstørrelse
Hvis forstørrelsen som er oppnådd av målet (M ob ) er 100 og den av okularet (M oc ) er 10, så er total forstørrelse (M t ) = M ob XM oc = 100 X 10 = 1000. Dermed vil et objekt av lq vises som 1000 μ.
Nyttig forstørrelse:
Det er forstørrelsen som gjør synlig den minste oppløsbare partikkelen. Den nyttige forstørrelsen i et lysmikroskop er mellom X1000 og X2000. Enhver forstørrelse utover X2000 gjør bildet uskarpt.
