Katere industrije največ uporabljajo optične mikroskope?
Optični mikroskop je starodavno in mlado znanstveno orodje. Od rojstva ima 300-letno zgodovino. Optični mikroskop se pogosto uporablja, na primer v biologiji, kemiji, fiziki, astronomiji itd., v nekaterih znanstvenoraziskovalnih delih. Vse brez mikroskopa.
Trenutno je skoraj postal podoba znanosti in tehnologije. Dovolj je, da vidite njegovo številko, ki se pogosto pojavlja v medijskih poročilih o znanosti in tehnologiji, da vidite, da je ta izjava resnična.
V biologiji je laboratorij neločljivo povezan s tovrstno eksperimentalno opremo, ki lahko učencem pomaga preučevati neznani svet; razumeti svet.
Bolnišnice so največja mesta uporabe mikroskopov, ki se večinoma uporabljajo za preverjanje informacij, kot so spremembe v pacientovih telesnih tekočinah, mikrobi, ki vdrejo v človeško telo, spremembe v strukturi celičnega tkiva itd., ter zdravnikom zagotavljajo referenčne in verifikacijske metode za oblikovanje zdravljenja. načrti. V mikrokirurgiji je mikroskop edino orodje zdravnikov; v kmetijstvu, vzreji, zatiranju škodljivcev in drugih delih ne gre brez pomoči mikroskopa; v industrijski proizvodnji so z mikroskopom možni pregled obdelave in prilagoditev montaže finih delov ter raziskovanje lastnosti materiala. Kraj, kjer lahko pokažejo svoje talente; kriminalistični preiskovalci se pogosto zanašajo na mikroskope pri analizi različnih mikroskopskih zločinov kot pomembnega sredstva za določitev pravega morilca; oddelki za varstvo okolja potrebujejo tudi mikroskope za odkrivanje različnih trdnih onesnaževal; geološki in rudarski inženirji ter kulturni relikti, ki jih uporabljajo arheologi Namigi, ki jih najde mikroskop, lahko presojajo globoko zakopana nahajališča mineralov ali sklepajo o zaprašeni zgodovinski resnici; celo vsakdanje življenje ljudi ne more brez mikroskopa, na primer kozmetična in frizerska industrija, ki lahko uporabljata mikroskop za zaznavanje kakovosti kože in las. Lahko doseže najboljše rezultate. Vidi se, kako tesno je mikroskop povezan s proizvodnjo in življenjem ljudi.
Glede na različne namene uporabe lahko mikroskope grobo razvrstimo v štiri kategorije: biološki mikroskopi, metalografski mikroskopi, stereo mikroskopi in polarizacijski mikroskopi. Kot že ime pove, se biološki mikroskopi uporabljajo predvsem v biomedicini, objekti opazovanja pa so večinoma prozorna ali prosojna mikrotelesca; metalografski mikroskopi se uporabljajo predvsem za opazovanje površine neprozornih predmetov, kot so metalografska struktura in površinske napake materialov; Medtem ko je predmet povečan in upodobljen, je usmerjenost predmeta in slike glede na človeško oko prav tako dosledna in obstaja občutek globine, ki je v skladu z običajnimi vizualnimi navadami ljudi; Polarizacijski mikroskopi uporabljajo značilnosti prenosa ali odboja različnih materialov za polarizirano svetlobo za razlikovanje različnih komponent mikropredmetov. Poleg tega je mogoče razdeliti tudi nekatere posebne vrste, kot je invertni biološki mikroskop ali kulturni mikroskop, ki se uporablja predvsem za opazovanje kulture skozi dno posode za kulturo; fluorescenčni mikroskop uporablja določene snovi za absorpcijo specifične svetlobe s krajšo valovno dolžino Značilnosti oddajanja specifične svetlobe z daljšo valovno dolžino za odkrivanje obstoja teh snovi in presojo njihove vsebnosti; primerjalni mikroskop lahko tvori nasproti postavljene ali prekrivajoče slike dveh predmetov v istem vidnem polju, tako da primerja podobnosti in razlike obeh predmetov.
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.
