Tradicionalni svetlobni mikroskop je sestavljen iz več delov
Tradicionalni optični mikroskopi so v glavnem sestavljeni iz optičnih sistemov in njihovih podpornih mehanskih struktur. Optični sistemi vključujejo leče objektivov, okularje in zbiralne leče, vse pa so zapletena povečevalna stekla, izdelana iz različnih optičnih stekel. Leča objektiva poveča sliko vzorca, njena povečava M object pa je določena z naslednjo formulo: M object=Δ∕f' object , kjer je f' object goriščna razdalja leče objektiva in Δ lahko razumemo kot razdaljo med lečo objektiva in okularjem. Okular ponovno poveča sliko, ki jo ustvari leča objektiva, in oblikuje navidezno sliko na 250 mm pred človeškim očesom za opazovanje. To je najudobnejši položaj za opazovanje za večino ljudi. Povečava okularja M oko=250/f' oko, f' oko je goriščna razdalja okularja. Celotna povečava mikroskopa je produkt leče objektiva in okularja, to je M=M predmet*M oko=Δ*250/f' oko *f; predmet. Vidimo, da se z zmanjšanjem goriščne razdalje leče objektiva in okularja poveča skupna povečava, ki je ključna za opazovanje bakterij in drugih mikroorganizmov z mikroskopom in je tudi razlika med njim in običajnimi povečevalnimi stekli.
Torej, ali je možno neomejeno zmanjšati f' objekt f' mrežo, tako da povečamo povečavo, tako da lahko vidimo bolj subtilne predmete? Odgovor je ne! To je zato, ker je svetloba, ki se uporablja za slikanje, v bistvu nekakšno elektromagnetno valovanje, zato se bodo med postopkom širjenja neizogibno pojavili pojavi uklona in motenj, tako kot se lahko valovanje na vodni površini, ki ga lahko vidimo v vsakdanjem življenju, vrti okoli, ko naletimo na ovire. , in dva stebra vodnih valov se lahko okrepita, ko se srečata, ali oslabita. Ko svetlobni val, ki ga oddaja točkovni svetleči predmet, vstopi v lečo objektiva, okvir leče objektiva ovira širjenje svetlobe, kar povzroči uklon in interferenco. Obstaja serija svetlobnih obročev s šibko in postopoma slabečo intenzivnostjo. Osrednjo svetlo točko imenujemo Airyjev disk. Ko sta dve točki oddajanja svetlobe blizu določene razdalje, se bosta svetlobni točki prekrivali, dokler ju ni mogoče potrditi kot dve svetlobni točki. Rayleigh je predlagal standard presoje, saj je menil, da je mogoče dve svetlobni lisi razlikovati, ko je razdalja med središči dveh svetlobnih točk enaka polmeru Airyjevega diska. Po izračunu je razdalja med dvema točkama oddajanja svetlobe v tem trenutku e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, kjer je I valovna dolžina svetlobe, valovna dolžina svetlobe, ki jo lahko sprejme človeško oko, je približno 0.4-0.7um in n je lomni količnik medija, kjer se nahaja točka oddajanja svetlobe, na primer v zraku, n ≈1, v vodi, n≈1,33 in A je polovica odprtinskega kota točke sevanja svetlobe glede na okvir leče objektiva, NA pa se imenuje numerična apertura leče objektiva. Iz zgornje formule je razvidno, da je razdalja med dvema točkama, ki ju lahko loči leča objektiva, omejena z valovno dolžino svetlobe in numerično odprtino. Ker je valovna dolžina najbolj ostrega vida človeškega očesa približno 0.5um in kot A ne more preseči 90 stopinj, je sinA vedno manjši od 1. Največji lomni količnik razpoložljivega medij, ki prepušča svetlobo, je približno 1,5, zato je vrednost e vedno večja od 0.2um, kar je najmanjša mejna razdalja, ki jo lahko razloči optični mikroskop. Povečajte sliko z mikroskopom; če želite povečati razdaljo točke predmeta e, ki jo lahko razloči leča objektiva, z določeno vrednostjo NA, ki je dovolj velika, da jo razloči človeško oko, potrebujete Me Večje od ali enako {{26 }}.15 mm, pri čemer je {{30}}.15 mm eksperimentalna vrednost človeškega očesa. Najmanjša razdalja med dvema mikropredmetoma, ki ju je mogoče razlikovati pri 250 mm pred očmi, torej M Večje od ali enako (0,15∕0,61 in) NA≈500N.A, da opazovanje ne bo preveč naporno, je dovolj podvojiti M, to je 500N. A Manjše ali enako M Manjše ali enako 1000N.A je razumno izbirno območje skupne povečave mikroskopa. Ne glede na to, kako velika je skupna povečava, je nesmiselna, saj je numerična zaslonka leče objektiva omejila minimalno ločljivo razdaljo in je s povečanjem povečave nemogoče razločiti več. Majhni predmeti so podrobno opisani.
Kontrast slike je še eno ključno vprašanje optičnih mikroskopov. Tako imenovani kontrast se nanaša na črno-beli kontrast ali barvno razliko med sosednjimi deli na površini slike. Človeško oko težko oceni razliko svetlosti pod 0.02. je nekoliko bolj občutljiva. Pri nekaterih objektih za opazovanje z mikroskopom, kot so biološki vzorci, je razlika v svetlosti med detajli zelo majhna, napake pri načrtovanju in izdelavi optičnega sistema mikroskopa pa dodatno zmanjšajo slikovni kontrast in otežijo razlikovanje. V tem času ni mogoče jasno videti podrobnosti predmeta, ne zato, ker je skupna povečava premajhna, niti ni premajhna numerična zaslonka leče objektiva, temveč zato, ker je kontrast slikovne ravnine prenizek.
Z leti so ljudje trdo delali, da bi izboljšali ločljivost in slikovni kontrast mikroskopa. Z nenehnim napredkom računalniške tehnologije in orodij se nenehno izboljšujejo tudi teorija in metode optičnega načrtovanja. Skupaj z izboljšanjem učinkovitosti surovin, postopka in nenehnega izboljševanja metod zaznavanja in inovacije metod opazovanja je kakovost slike optičnega mikroskopa približala popolnosti uklonske meje. Ljudje bodo uporabljali barvanje vzorcev, temno polje, fazni kontrast, fluorescenco, interferenco, polarizacijo in druge tehnike opazovanja, da bi optični mikroskop lahko prilagodil raziskavam vseh vrst vzorcev. Čeprav so se elektronski mikroskopi, ultrazvočni mikroskopi in drugi povečevalni slikovni instrumenti pojavili v zadnjih letih in imajo v nekaterih vidikih vrhunsko zmogljivost, še vedno niso na voljo v smislu poceni, priročnosti, intuicije in še posebej niso primerni za raziskave živih organizmov. Konkurenca svetlobnemu mikroskopu, ki še vedno trdno vztraja. Po drugi strani pa se starodavni optični mikroskop v kombinaciji z laserjem, računalnikom, tehnologijo novih materialov in informacijsko tehnologijo pomlajuje in kaže živahno vitalnost. Digitalni mikroskop, laserski konfokalni vrstični mikroskop, vrstični mikroskop bližnjega polja, dvofotonski mikroskop in V neskončnem toku se pojavljajo različne nove funkcije ali instrumenti, ki se lahko prilagodijo različnim novim okoljskim razmeram, kar dodatno širi področje uporabe optičnih mikroskopov. Kako razburljive so mikroskopske slike kamnitih formacij, ki so jih naložili Marsovi roverji! Popolnoma lahko verjamemo, da bo optični mikroskop koristil človeštvu s posodobljenim odnosom.
