svenska
English
Pусский
Français
Español
Portugues
Deutsch
lingua italiana
العربية
Melayu
Filipino
Монгол хэл
dansk
Bahasa indonesia
日本語
한국어
Türk dili
Tiếng Việt
Nederlands
Norsk språkHur beräknar man mikroskopförstoring?
| Låt oss i den här artikeln ta en titt på hur litet ett föremål kan ses under ett mikroskop? Hur mycket förstoring kan objektet du ser förstoras? |
|
Längdenhet
Låt oss först komma ihåg några av de mest använda längdenheterna:
1km=1000m, meter 1m=1000mm, millimeter 1mm=1000um, mikrometer 1um = 1000 nm, namometer 1nm =1000 pm, picometer |
| Vanlig objektstorlek Låt oss sedan ta en titt på några vanliga små föremål, deras genomsnittliga storlek är i allmänhet så här: |
| Celler Mänskliga celler är i allmänhet 20-30um i diameter, röda blodkroppar är 6-9um i diameter och platta celler med en tjocklek på 1,5-2,5 mikron. Vita blodkroppar är sfäriska i diameter på 7-20um. Trombocyter är skivor med en diameter på 1-4um och en tjocklek på cirka 1um, som kan ses under ett 400x optiskt mikroskop. |
| Bakterie De flesta bakterier är mellan 0,5 och 5 μm i diameter och kan ses med ett optiskt mikroskop vid 1000x förstoring |
| Virus Virusets diameter är mestadels mellan 10-300nm, vilket är svårt att observera med vanligt ljusmikroskop, och en del av utseendet kan observeras med mörkfältsmikroskop. Kräver ett elektronmikroskop för att observera. |
| Atom Atomdiametern är mindre än 0,1 nm, endast synlig med elektronmikroskop |
| Vanliga resolutioner Varför kan det mänskliga ögat, det optiska mikroskopet och elektronmikroskopet observera föremål av olika storlekar? Det skiljer sig beroende på deras begränsningUpplösning: |
| Mänskligt öga Upplösningen för det mänskliga ögat är 0,2 mm=200um, den lägsta upplösningen är 0,073 mm=73um |
| Optiskt mikroskop Upplösningen för det optiska mikroskopet är 0,4~0,2um mikrometer = 400~200nm nanometer. Dessa är indelade i flera kategorier: • Ljusfältsmikroskopupplösning 0,4um, • Fluorescensmikroskop Ultraviolett bandupplösning 0,2um • Dark Field Microscope kan se extremt små föremål på 0,02-0,004um. |
| Elektron mikroskop Elektronmikroskopupplösning kan nå 0,0045um~0,001um, säg 4,5nm~1nm. (t.ex. A63.7062 4,5nm,A63.70811nm) |
| Vad är upplösning? Upplösning hänvisar till förmågan att särskilja det minsta avståndet mellan två angränsande objektpunkter, vilket kallas upplösningsavståndet. Generellt sett gäller att ju mindre upplösningsavstånd, desto högre upplösning. Allmänna föreskrifter: Förmågan hos ett mikroskop eller ett mänskligt öga att tydligt urskilja det minsta intervallet av den fina strukturen hos föremålet under inspektion på ett fotopiskt avstånd av 25 cm kallas upplösning. Problemet med upplösningsgränsen för optiska mikroskop löstes av den tyska fysikern Abbe 1873. Okularen och objektiven som används i optiska mikroskop är faktiskt konvexa linser. Luftiga skivor genereras när ljus passerar genom de konvexa linserna. En punkt vi ser genom mikroskopet är faktiskt en ljusfläck. Om de två punkterna som ska observeras ligger långt ifrån varandra kan vi fortfarande se skillnaden. Men om dessa två punkter är väldigt, väldigt nära, så nära att de två Airy-skivorna de producerar överlappar varandra, så kan vi inte säga om de är två punkter, och vi kan bara se oskärpa i en grupp. Så storleken på Airy-skivan avgör faktiskt upplösningsgränsen för mikroskopet. Formeln för upplösningen av ett optiskt mikroskop är följande: δ=0,61λ/(nSina) δ：upplösning λ：våglängd n：brytningsindex α：bländarvinkel Efter enkel omvandling är denna formel ungefär lika med 1/2 λ, vilket betyder att hälften av våglängden faktiskt är upplösningsgränsen för ett optiskt mikroskop. Senare generationer definierade det som "Abbe-gränsen". Den kortaste våglängden i synligt ljus - violett ljus, är cirka 400 nm, så Abbe-gränsen är cirka 200 nm. Det vill säga, om avståndet mellan två punkter är mindre än 200 nanometer kan de två punkterna inte särskiljas med ett optiskt mikroskop, vilket är upplösningsgränsen för ett optiskt mikroskop. |
| Förstoringsberäkning Formeln för att beräkna förstoringen av ett mikroskop är mycket enkel: Total förstoring = optisk förstoring x digital förstoring |
| Optisk förstoring Optisk förstoring avser produkten av förstoringen av alla optiska element som är involverade i optisk avbildning i mikroskopets optiska väg. I allmänhet inkluderar det okular, objektiv, C-fäste, mellanzoomkropp, extra objektiv, extra okular, etc. Beräknas enligt följande: Optisk förstoring = Okular x Objektiv x C-fäste x Medialins Till exempel mikroskopA33.5121, okular 10x, objektiv 4x, 10x, 40x, 100x, trinokulärt C-Mount 0,3x, 1. Optisk förstoringobserverad genom binokulärt okular, 10x (4x~100x)=40x~1000x. 2. Optisk förstoring observerad genom trinokulärt rör, 0,3x (4x~100x) =1,2x~30x. |
| Digital förstoring Digital förstoring avser förstoringen som erhålls efter att bilden som tagits av digitalkamerasensorns bildchip har matats ut till LCD-skärmen. Beräkningsformeln är följande: Digital förstoring = LCD diagonalstorlek / digitalkamerasensor diagonalstorlek Till exempel digitalt mikroskopA33.5121, är den diagonala storleken på digitalkamera 1/2,75" CMOS-chip16 mmx 1/2,75"=5,81 mm, den diagonala storleken på 7" LCD-skärmen är 25,4 mm x 7"=177,8 mm, så den digitala förstoringen är 177,8 mm/5,81 mm = 30,6x. Sedan kan vi beräkna den totala förstoringen avA33.5121som: Optisk (1,2x~30x) x Digital 30,6x=Totalt 36,72x~918x |
| Uppmärksamhet: Beräkningen av diagonallängden på CMOS-chips är lite speciell, eftersom den vanliga specifikationen i kameraindustrin är 1-tums CCD-storlek = längd 12,8 mm × bredd 9,6 mm = motsvarande yta på diagonalen är 16 mm, så när chippet SENSOR beräknar storleken, inte enligt den enkla längdkonverteringsenheten 1 tum = 25,4mm, utan beräknad enligt1 tum = 16 mm. Du kan hänvisa till följande tabell för att snabbt hitta de diagonala längderna som motsvarar olika chipstorlekar. |
| Synfältsdiameter Dessutom, för att göra bilden som tas med digitalkameran så nära synfältet som observeras av mikroskopokularet som möjligt, är det nödvändigt att välja C-fästen med olika förstoringar beroende på storleken på digitalkamerasensorn. Ovanstående tabell listar även digitalkameror med olika chipstorlekar, som måste konfigureras med C-Mount med olika förstoringar. Synfältsdiameter = Okular Synfält/förstoring I det optiska mikroskopet, om det konfigurerade okularet är WF10x/22mm, det vill säga antalet synfält är 22mm, och den faktiska synfältsdiametern vid användning av en 40x objektivlins är 22mm/40x=0,55mm I det digitala mikroskopet, om lämpligt C-fäste är valt och hela synfältet för CCD-sensorn kan ses, bör beräkningsmetoden vara liknande. Till exempel, storleken på CCD-chippet är 8 mm, med 0,5x C-fäste, 100x objektiv, det faktiska synfältet är 8 mm/0,5x/100x=0,16 mm Exempel på förstoringsberäkning |
| M13.5850 Okular PL10x/25mm, Objective BD DIC Semi-APO 5x10x20x50x100x, C-Mount 0,5x, Digitalkamera 20M, 1"CMOS，Om utrustad med 24" LCD-skärm Okularobservation total förstoring =10 x (5x~100x)=50x~1000x Trinokulär digital total förstoring =0,5x (5x~100x) x (24"x25,4mm/1"x16mm)=95,25x~1905x A36.5102 Okular WF10x, Objektiv 0,7x~4,5x, C-Mount 0,35x, Digitalkamera 2,0M, Okularobservation total förstoring =10 x (0,7x~4,5x)=7x~45x Trinokulär digital total förstoring =0,35x (0,7x~4,5x) x (7"x25,4mm / 1/3"x16mm)=8,17x~52,5x A36.3601 Inget okular, zoomobjektiv 0,7x~4,5x, inbyggt 0,45x zoomobjektiv, digitalkamera 5,0M 1/3" CMOS, 11,6" LCD LCD total förstoring=0,45x (0,7x~4,5x) x (11,6"x25,4mm / 1/3"x16mm)=17,2x~110,5x |
Huang Xin