Türk dili
English
Pусский
Français
Español
Portugues
Deutsch
lingua italiana
العربية
Melayu
Filipino
Монгол хэл
dansk
Bahasa indonesia
日本語
한국어
Tiếng Việt
svenska
Nederlands
Norsk språkMikroskop Büyütme Nasıl Hesaplanır?
| Bu yazıda, mikroskop altında bir nesnenin ne kadar küçük görülebileceğine bir göz atalım? Gördüğünüz nesne ne kadar büyütülebilir? |
|
Uzunluk Birimi
Önce en sık kullanılan uzunluk birimlerinden bazılarını hatırlayalım:
1km=1000m, metre 1m=1000mm, milimetre 1mm=1000um, mikrometre 1um =1000nm, namometre 1nm =1000pm, pikometre |
| Ortak Nesne Boyutu Ardından, bazı yaygın küçük nesnelere bir göz atalım, ortalama boyutları genellikle şöyledir: |
| hücreler İnsan hücreleri genellikle 20-30um çapında, kırmızı kan hücreleri 6-9um çapında ve yassı hücreler 1.5-2.5 mikron kalınlığındadır. Beyaz kan hücreleri 7-20um çapında küreseldir. Trombositler, 400x optik mikroskop altında görülebilen 1-4um çapında ve yaklaşık 1um kalınlığında disklerdir. |
| bakteri Çoğu bakteri 0,5 ila 5 μm çapındadır ve optik mikroskopla 1000x büyütmede görülebilir. |
| Virüs Virüsün çapı çoğunlukla 10-300 nm arasındadır ve sıradan ışık mikroskobu ile gözlemlenmesi zordur ve görünümün bir kısmı karanlık alan mikroskobu ile gözlemlenebilir. Gözlemlemek için bir elektron mikroskobu gerektirir. |
| Atom Atom çapı 0.1 nm'den azdır, sadece elektron mikroskobu ile görülebilir |
| Ortak Çözümler İnsan gözü, optik mikroskop ve elektron mikroskobu neden farklı boyutlardaki nesneleri gözlemleyebilir? Sınırlamalarına göre değişirÇözünürlük: |
| İnsan gözü İnsan Gözünün çözünürlüğü 0.2mm=200um, minimum çözünürlük 0.073mm=73um'dur. |
| Optik mikroskop Optik Mikroskobun çözünürlüğü 0.4~0.2um mikrometre = 400~200nm nanometredir. Bunlar birkaç kategoriye ayrılır: • Parlak Alan Mikroskobu çözünürlüğü 0.4um, • Floresan Mikroskop Ultraviyole Bant Çözünürlüğü 0.2um • Karanlık Alan Mikroskobu, 0.02-0.004um'luk son derece küçük nesneleri görebilir. |
| Elektron mikroskobu Elektron Mikroskobu Çözünürlüğü 0.0045um~0.001um'a ulaşabilir, diyelim ki 4.5nm~1nm. (örn. A63.7062 4.5nm,A63.70811nm) |
| Çözünürlük Nedir? Çözünürlük, çözünürlük mesafesi olarak adlandırılan iki bitişik nesne noktası arasındaki minimum mesafeyi ayırt etme yeteneğini ifade eder. Genel olarak konuşursak, çözünürlük mesafesi ne kadar küçükse, çözünürlük o kadar yüksek olur. Genel düzenlemeler: Bir mikroskobun veya insan gözünün, incelenen cismin ince yapısının en küçük aralığını 25 cm'lik bir fotopik mesafede net olarak ayırt edebilme yeteneğine çözünürlük denir. Optik mikroskopların çözünürlük sınırı sorunu, 1873'te Alman fizikçi Abbe tarafından çözüldü. Optik mikroskoplarda kullanılan göz mercekleri ve objektif mercekler aslında dışbükey merceklerdir. Işık dışbükey merceklerden geçtiğinde havadar diskler üretilir. Mikroskopta gördüğümüz bir nokta aslında bir ışık noktasıdır. Gözlenecek iki nokta birbirinden çok uzak olsa da aradaki farkı anlayabiliriz. Ancak bu iki nokta çok, çok yakınsa, ürettikleri iki Airy diski örtüşecek kadar yakınsa, o zaman onların iki nokta olup olmadığını söyleyemeyiz ve sadece bir grubun bulanıklığını görebiliriz. Dolayısıyla Airy diskin boyutu aslında mikroskobun çözünürlük sınırını belirler. Bir optik mikroskobun çözünürlüğü için formül aşağıdaki gibidir: δ=0.61λ/(nSinα) δ：çözünürlük λ：dalga boyu n：kırılma indisi α：açıklık açısı Basit dönüşümden sonra, bu formül yaklaşık olarak 1/2 λ'ya eşittir, bu da dalga boyunun yarısının aslında bir optik mikroskobun çözünürlük limiti olduğu anlamına gelir. Daha sonraki nesiller bunu "Abbe limiti" olarak tanımladı. Görünür ışıktaki en kısa dalga boyu - mor ışık, yaklaşık 400 nm'dir, dolayısıyla Abbe sınırı yaklaşık 200 nm'dir. Yani, iki nokta arasındaki mesafe 200 nanometreden az ise, iki nokta optik mikroskobun çözünürlük sınırı olan optik mikroskop tarafından ayırt edilemez. |
| Büyütme Hesabı Mikroskobun büyütmesini hesaplama formülü çok basittir: Toplam Büyütme = Optik Büyütme x Dijital Büyütme |
| Optik Büyütme Optik büyütme, mikroskobun optik yolunda optik görüntülemede yer alan tüm optik elemanların büyütülmesinin ürününü ifade eder. Genellikle göz merceği, objektif mercek, C-mount, ara zum gövdesi, ek objektif merceği, ek mercek vb. içerir. Aşağıdaki gibi hesaplanır: Optik Büyütme = Mercek x Objektif x C Montaj x Medya Merceği Örneğin, mikroskopA33.5121, mercek 10x, objektif 4x, 10x, 40x, 100x, trinoküler C-Mount 0.3x, 1. Optik Büyütmebinoküler mercek ile gözlemlenir, 10x (4x~100x)=40x~1000x. 2. Trinoküler tüp aracılığıyla gözlenen Optik Büyütme, 0,3x (4x~100x) = 1,2x~30x. |
| Dijital Büyütme Dijital büyütme, dijital kamera sensörünün görüntüleme çipi tarafından yakalanan görüntünün LCD ekrana çıktıktan sonra elde edilen büyütmeyi ifade eder. Hesaplama formülü aşağıdaki gibidir: Dijital Büyütme = LCD Çapraz Boyutu / Dijital Kamera Sensörü Çapraz Boyutu Örneğin, dijital mikroskopA33.5121, dijital kamera 1/2.75" CMOS çipinin diyagonal boyutu16mmx 1/2.75"=5.81mm, 7" LCD ekranın diyagonal boyutu 25.4mm x 7"=177.8mm'dir, Yani dijital büyütme 177.8mm/5.81mm=30.6x'tir. O zaman toplam büyütmeyi hesaplayabilirizA33.5121as: Optik (1.2x~30x) x Dijital 30.6x=Toplam 36.72x~918x |
| Dikkat: CMOS yongalarının diyagonal uzunluğunun hesaplanması biraz özeldir, çünkü kamera endüstrisindeki ortak özellik 1 inç CCD boyutu = uzunluk 12,8 mm × genişlik 9,6 mm = diyagonalin karşılık gelen alanı 16 mm'dir. SENSOR, boyutu 1 inç = 25,4 mm basit uzunluk dönüştürme birimine göre değil, buna göre hesaplar.1 inç = 16mm. Farklı talaş boyutlarına karşılık gelen diyagonal uzunlukları hızlı bir şekilde bulmak için aşağıdaki tabloya başvurabilirsiniz. |
| Görüş Alanı Çapı Ayrıca, dijital kamera tarafından yakalanan görüntüyü mikroskop mercek tarafından gözlemlenen görüş alanına mümkün olduğunca yakın hale getirmek için, dijital kamera sensörünün boyutuna göre farklı büyütme oranlarına sahip C-mount'ların seçilmesi gerekir. Yukarıdaki tabloda ayrıca, farklı büyütme oranlarında C-Mount ile yapılandırılması gereken farklı çip boyutlarına sahip dijital kameralar listelenmektedir. Görüş Alanı Çapı = Mercek Görüş Alanı / Büyütme Optik mikroskopta, yapılandırılan göz merceği WF10x/22 mm ise, yani görüş alanı sayısı 22 mm'dir ve 40x objektif lens kullanıldığında gerçek görüş alanı çapı 22 mm/40x=0,55 mm'dir. Dijital mikroskopta, uygun C-Mount seçilmişse ve CCD sensörünün tüm görüş alanı görülebiliyorsa, hesaplama yöntemi benzer olmalıdır. Örneğin, CCD çipinin boyutu 0,5x C Montajlı, 100x objektif lensli 8mm'dir, gerçek görüş alanı 8mm/0.5x/100x=0.16mm'dir. Büyütme Hesaplama Örneği |
| M13.5850 Mercek PL10x/25mm, Objective BD DIC Semi-APO 5x10x20x50x100x, C-Mount 0.5x, Dijital Kamera 20M, 1"CMOS,24" LCD monitör ile donatılmışsa Mercek gözlem toplam büyütme =10 x (5x~100x)=50x~1000x Trinoküler dijital toplam büyütme =0.5x (5x~100x) x (24"x25.4mm/1"x16mm)=95.25x~1905x A36.5102 Mercek WF10x, Objektif 0.7x~4.5x, C-Mount 0.35x, Dijital Kamera 2.0M, Mercek gözlem toplam büyütme =10 x (0.7x~4.5x)=7x~45x Trinoküler dijital toplam büyütme =0.35x (0.7x~4.5x) x (7"x25.4mm / 1/3"x16mm)=8.17x~52.5x A36.3601 Mercek yok, Zoom Lens0.7x~4.5x, Dahili 0.45x Zoom Lens, Dijital Kamera 5.0M 1/3" CMOS, 11.6" LCD LCD toplam büyütme = 0,45x (0,7x~4,5x) x (11.6"x25,4mm / 1/3"x16mm)=17.2x~110.5x |
Huang Xin