Cov kev lag luam twg siv optical microscopes tshaj plaws?
Optical microscope yog ib qho cuab yeej tshawb fawb qub thiab hluas. Nws muaj keeb kwm ntawm 300 xyoo txij li thaum nws yug los. Optical microscope yog siv dav, xws li hauv biology, chemistry, physics, astronomy, thiab lwm yam hauv qee qhov kev tshawb fawb tshawb fawb txhua yam tsis muaj lub tshuab tsom.
Tam sim no, nws yuav luag dhau los ua cov duab pom zoo ntawm kev tshawb fawb thiab thev naus laus zis. Koj tsuas yog yuav tsum pom nws daim duab nquag tshwm sim hauv xov xwm tshaj tawm txog kev tshawb fawb thiab thev naus laus zis kom pom tias cov lus no muaj tseeb.
Nyob rau hauv biology, lub chaw soj nstuam yog inseparable ntawm hom kev sim cov cuab yeej, uas yuav pab tau cov neeg kawm ntawv mus kawm lub ntiaj teb no tsis paub; to taub lub ntiaj teb no.
Cov tsev kho mob yog qhov chaw thov loj tshaj plaws rau lub tshuab tsom iav, uas yog siv los tshawb xyuas cov ntaub ntawv xws li kev hloov pauv ntawm tus neeg mob lub cev cov kua dej, cov kab mob nkag mus rau tib neeg lub cev, kev hloov pauv ntawm cov ntaub so ntswg ntawm tes, thiab lwm yam, thiab muab cov kws kho mob siv thiab pov thawj txoj hauv kev rau kev kho mob. kev npaj. Hauv microsurgery, lub tshuab tsom iav yog tib lub cuab yeej rau cov kws kho mob; hauv kev ua liaj ua teb, kev yug me nyuam, kev tswj xyuas kab tsuag thiab lwm yam haujlwm tsis tuaj yeem ua yam tsis muaj kev pab ntawm lub tshuab tsom; nyob rau hauv industrial ntau lawm, kev soj ntsuam xyuas thiab kev sib dhos ntawm cov khoom zoo, thiab kev tshawb fawb ntawm cov khoom siv yog txhua yam ua tau nrog lub tshuab tsom. Ib qho chaw qhia lawv cov txuj ci; Cov kws tshawb nrhiav kev ua txhaum cai feem ntau tso siab rau lub tshuab tsom iav los tshuaj xyuas ntau yam kev ua txhaum cai microscopic, uas yog ib qho tseem ceeb los txiav txim seb tus neeg tua neeg tiag tiag; Lub tuam tsev tiv thaiv ib puag ncig kuj xav tau lub tshuab tsom iav kom pom ntau yam khoom ua paug; geological thiab mining engineers thiab kab lis kev cai relics archaeologists siv Cov lus qhia pom los ntawm lub tshuab tsom iav tuaj yeem txiav txim siab cov pob zeb hauv av sib sib zog nqus los yog cuam tshuam cov plua plav keeb kwm tseeb; Txawm tias tib neeg lub neej niaj hnub tsis tuaj yeem ua yam tsis muaj lub tshuab tsom iav, xws li kev lag luam kev zoo nkauj thiab kev txiav plaub hau, uas tuaj yeem siv lub tshuab ntsuas ntsuas kom pom cov tawv nqaij thiab plaub hau zoo. tuaj yeem tau txais txiaj ntsig zoo tshaj plaws. Nws tuaj yeem pom tias lub tshuab tsom iav zoo li cas nrog tib neeg tsim khoom thiab lub neej.
Raws li lub hom phiaj ntawm kev thov sib txawv, microscopes tuaj yeem faib ua plaub pawg: biological microscopes, metallographic microscopes, stereo microscopes, thiab polarizing microscopes. Raws li lub npe implies, biological microscopes yog siv nyob rau hauv biomedicine, thiab cov khoom soj ntsuam feem ntau yog pob tshab los yog translucent micro lub cev; metallographic microscopes yog siv los saib xyuas qhov chaw ntawm cov khoom opaque, xws li cov qauv metallographic thiab cov khoom tsis xws luag; Thaum cov khoom yog magnified thiab imaged, qhov taw qhia ntawm cov khoom thiab cov duab txheeb ze rau tib neeg lub qhov muag kuj zoo ib yam, thiab muaj kev nkag siab ntawm qhov tob, uas yog nyob rau hauv txoj kab nrog tib neeg cov pa pom kev; Polarizing microscopes siv cov kev sib kis los yog kev cuam tshuam cov yam ntxwv ntawm cov khoom sib txawv rau lub teeb polarized kom paub qhov txawv ntawm cov khoom siv micro Component. Tsis tas li ntawd, qee yam tshwj xeeb kuj tuaj yeem muab faib ua pawg, xws li lub tshuab hluav taws xob inverted los yog kab lis kev cai microscope, uas yog siv los saib xyuas kab lis kev cai hauv qab ntawm kab lis kev cai nkoj; fluorescence microscope siv qee yam khoom los nqus cov teeb luv luv wavelength Cov yam ntxwv ntawm emitting lub teeb ntev wavelength kom pom qhov muaj nyob ntawm cov tshuaj no thiab txiav txim lawv cov ntsiab lus; Kev sib piv ntawm lub tshuab ntsuas ntsuas tuaj yeem tsim cov duab sib txuas lossis cov duab ntawm ob yam khoom hauv tib qhov kev pom, thiaj li los sib piv qhov sib xws thiab qhov sib txawv ntawm ob yam khoom.
Traditional optical microscopes yog tsim los ntawm cov tshuab kho qhov muag thiab lawv cov kev txhawb nqa tshuab. Cov tshuab kho qhov muag muaj xws li lub hom phiaj lo ntsiab muag, eyepieces thiab condenser lo ntsiab muag, tag nrho cov uas yog qhov nyuaj magnifying tsom iav ua los ntawm ntau yam iav optical. Lub hom phiaj lens nthuav cov duab ntawm cov qauv, thiab nws qhov magnification M khoom yog txiav txim los ntawm cov qauv hauv qab no: M object=Δ∕f' object, qhov twg f' object yog qhov ntev ntawm lub hom phiaj lens, thiab Δ tuaj yeem nkag siab tias qhov kev ncua deb ntawm lub hom phiaj lens thiab lub qhov muag. Lub eyepiece nthuav tawm cov duab tsim los ntawm lub hom phiaj lens dua, thiab tsim cov duab virtual ntawm 250mm nyob rau pem hauv ntej ntawm tib neeg lub qhov muag rau kev soj ntsuam. Qhov no yog qhov kev soj ntsuam zoo tshaj plaws rau ntau tus neeg. Qhov loj ntawm lub qhov muag M qhov muag =250/f' qhov muag, f' qhov muag yog lub qhov muag focal ntev. Tag nrho qhov loj ntawm lub tshuab tsom iav yog cov khoom ntawm lub hom phiaj lens thiab lub qhov muag, uas yog, M=M khoom*M qhov muag=Δ*250/f' qhov muag *f; khoom. Nws tuaj yeem pom tau tias txo cov focal ntev ntawm lub hom phiaj lens thiab lub qhov muag yuav ua rau kom tag nrho cov magnification, uas yog tus yuam sij rau pom cov kab mob thiab lwm yam kab mob nrog lub tshuab ntsuas, thiab nws kuj yog qhov txawv ntawm nws thiab cov tsom iav zoo tib yam.
Yog li, nws puas tsim nyog los txo qhov f 'khoom f' mesh yam tsis muaj kev txwv, txhawm rau ua kom qhov loj dua, kom peb pom cov khoom hloov maj mam? Lo lus teb tsis yog! Qhov no yog vim hais tias lub teeb uas siv rau kev yees duab yog qhov tseem ceeb ntawm electromagnetic nthwv dej, yog li qhov sib txawv thiab cuam tshuam tshwm sim yuav tsis muaj tshwm sim thaum lub sijhawm nthuav tawm, ib yam li cov ripples ntawm cov dej saum npoo av uas tuaj yeem pom hauv lub neej niaj hnub tuaj yeem mus ncig thaum ntsib teeb meem. , thiab ob kab dej nthwv dej tuaj yeem ua rau ib leeg muaj zog thaum lawv ntsib lossis tsis muaj zog ib yam. Thaum lub teeb nthwv dej tawm los ntawm qhov taw tes-zoo li cov khoom luminous nkag mus rau lub hom phiaj lens, lub thav duab ntawm lub hom phiaj lens cuam tshuam kev nthuav tawm ntawm lub teeb, ua rau muaj kev cuam tshuam thiab cuam tshuam. Muaj ib tug series ntawm lub teeb rings nrog qaug zog thiab maj mam qaug zog siv. Peb hu rau qhov chaw kaj nrig li Airy disk. Thaum ob lub teeb-emitting ntsiab lus nyob ze rau ib qho kev ncua deb, ob lub teeb pom kev zoo yuav sib tshooj kom txog thaum lawv tsis tuaj yeem lees paub tias yog ob lub teeb pom kev zoo. Rayleigh tau hais txog tus qauv txiav txim, xav tias thaum qhov kev ncua deb ntawm qhov chaw ntawm ob lub teeb pom kev zoo sib npaug rau lub vojvoog ntawm Airy disk, ob lub teeb pom kev tuaj yeem paub qhov txawv. Tom qab xam, qhov kev ncua deb ntawm ob lub teeb-emitting ntsiab lus ntawm lub sij hawm no yog e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, qhov twg kuv yog lub wavelength ntawm lub teeb, lub wavelength ntawm lub teeb uas yuav tau txais los ntawm tib neeg lub qhov muag yog hais txog 0.4-0.7um, thiab n yog lub refractive index ntawm nruab nrab qhov twg lub teeb-emitting point nyob, xws li nyob rau hauv huab cua, n ≈1, hauv dej, n≈1.33, thiab A yog ib nrab ntawm lub kaum sab xis qhib ntawm lub teeb-emitting taw tes rau lub thav duab ntawm lub hom phiaj lens, thiab NA yog hu ua tus lej aperture ntawm lub hom phiaj lens. Nws tuaj yeem pom los ntawm cov qauv saum toj no tias qhov kev ncua deb ntawm ob lub ntsiab lus uas tuaj yeem paub qhov txawv ntawm lub hom phiaj lens yog txwv los ntawm wavelength ntawm lub teeb thiab cov lej aperture. Txij li thaum lub wavelength ntawm lub zeem muag mob tshaj plaws ntawm tib neeg lub qhov muag yog hais txog 0.5um, thiab lub kaum sab xis A tsis tuaj yeem tshaj 90 degrees, sinA ib txwm tsawg dua 1. Qhov siab tshaj plaws refractive index ntawm cov muaj lub teeb kis nruab nrab yog kwv yees li 1.5, yog li tus nqi e yeej ib txwm siab dua 0.2um, uas yog qhov tsawg kawg nkaus qhov kev ncua deb uas lub tshuab kho qhov muag tuaj yeem paub qhov txawv. Ua kom pom cov duab los ntawm lub tshuab tsom, yog tias koj xav ua kom pom cov khoom taw qhia qhov deb e uas tuaj yeem daws tau los ntawm lub hom phiaj lens nrog qee qhov NA tus nqi txaus los daws los ntawm tib neeg lub qhov muag, koj xav tau Kuv Ntau dua lossis sib npaug rau {{26 }}.15mm, qhov twg {{30}}.15mm yog qhov kev sim tus nqi ntawm tib neeg lub qhov muag Qhov tsawg kawg nkaus nyob deb ntawm ob lub micro-cov khoom uas tuaj yeem paub qhov txawv ntawm 250mm ntawm lub qhov muag, yog li M Ntau dua los yog sib npaug rau (0.15∕0.61 nyob rau hauv) NA≈500N.A, txhawm rau ua kom qhov kev soj ntsuam tsis dhau hnyav, nws txaus los muab ob npaug rau M, uas yog, 500N. Less tshaj los yog sib npaug rau M Less tshaj los yog sib npaug rau 1000N.A yog ib tug tsim nyog xaiv ntau yam ntawm tag nrho cov magnification ntawm lub microscope. Txawm hais tias tag nrho cov magnification loj npaum li cas, nws tsis muaj qab hau, vim hais tias tus lej aperture ntawm lub hom phiaj lens tau txwv qhov kev daws teeb meem tsawg kawg nkaus, thiab nws tsis tuaj yeem paub qhov txawv ntau ntxiv los ntawm kev nce qhov magnification. Cov khoom me me tau piav qhia.
Cov duab sib piv yog lwm qhov teeb meem tseem ceeb ntawm optical microscopes. Qhov sib txawv hu ua yog hais txog qhov sib piv dub-thiab-dawb lossis xim txawv ntawm qhov chaw nyob ib sab ntawm daim duab saum npoo. Nws yog ib qho nyuaj rau tib neeg lub qhov muag los txiav txim qhov ci qhov sib txawv hauv qab no 0.02. yog me ntsis rhiab dua. Rau qee cov khoom siv tsom iav tsom iav, xws li cov qauv tshuaj lom neeg, qhov ci ntsa iab sib txawv ntawm cov ntsiab lus me me, thiab kev tsim thiab kev tsim khoom tsis raug ntawm lub tshuab tsom iav qhov muag ntxiv txo qhov sib piv ntawm cov duab thiab ua rau nws nyuaj rau qhov txawv. Lub sijhawm no, cov ntsiab lus ntawm cov khoom tsis tuaj yeem pom meej meej, tsis yog vim tias tag nrho cov magnification tsawg dhau, thiab tsis yog tus lej aperture ntawm lub hom phiaj lens me dhau, tab sis vim qhov sib piv ntawm cov duab dav hlau tsawg dhau.
Ntau xyoo dhau los, tib neeg tau ua haujlwm hnyav los txhim kho qhov kev daws teeb meem thiab kev pom qhov sib txawv ntawm lub tshuab tsom. Nrog rau kev nce qib ntawm kev siv tshuab computer thiab cov cuab yeej tsis tu ncua, txoj kev xav thiab cov txheej txheem ntawm kev tsim kho qhov muag kuj tseem txhim kho tsis tu ncua. Ua ke nrog kev txhim kho cov khoom siv raw, cov txheej txheem thiab kev txhim kho txuas ntxiv ntawm kev tshawb nrhiav thiab kev tsim kho tshiab ntawm txoj kev soj ntsuam tau ua rau cov duab zoo ntawm lub tshuab ntsuas qhov muag ze rau qhov zoo tshaj plaws ntawm qhov kev txwv diffraction. Cov neeg yuav siv cov qauv staining, tsaus nti, theem sib piv, fluorescence, cuam tshuam, polarization thiab lwm yam kev soj ntsuam los ua kom lub tshuab tsom iav kho qhov muag Nws tuaj yeem hloov kho rau kev tshawb fawb ntawm txhua yam qauv. Txawm hais tias electron microscopes, ultrasonic microscopes thiab lwm yam magnifying imaging instruments tau tshwm sim nyob rau hauv xyoo tsis ntev los no, thiab muaj superior kev kawm nyob rau hauv tej yam, lawv tseem tsis muaj nyob rau hauv cov nqe lus ntawm cheapness, yooj yim, intuition, thiab tshwj xeeb tshaj yog haum rau kev tshawb fawb ntawm cov kab mob nyob. Rival mus rau lub teeb microscope, uas tseem tuav nws cov av khov kho. Ntawm qhov tod tes, ua ke nrog laser, khoos phis tawj, cov khoom siv thev naus laus zis tshiab thiab cov ntaub ntawv thev naus laus zis, lub koob yees duab kho qhov muag thaum ub tau rov ua dua tshiab thiab qhia qhov muaj zog loj. Digital microscope, laser confocal scanning microscope, ze-field scanning microscope, ob-photon microscope thiab Muaj ntau yam haujlwm tshiab lossis cov cuab yeej uas tuaj yeem hloov mus rau ntau yam tshiab ib puag ncig tshwm sim hauv qhov tsis muaj qhov kawg, uas txuas ntxiv nthuav dav daim ntawv thov ntawm optical microscopes. Zoo siab npaum li cas yog cov duab microscopic ntawm cov pob zeb tsim los ntawm Mars rovers! Peb tuaj yeem ntseeg tau tias lub tshuab ntsuas qhov muag yuav muaj txiaj ntsig zoo rau tib neeg nrog kev hloov kho tshiab.
