ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के सात मापदंडों की विस्तृत व्याख्या

ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के सात मापदंडों की विस्तृत व्याख्या

सूक्ष्म निरीक्षण में, लोगों को हमेशा एक स्पष्ट और उज्ज्वल आदर्श छवि की उम्मीद होती है, जिसके लिए माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल तकनीकी मानकों को कुछ मानकों को पूरा करने की आवश्यकता होती है, और इसकी आवश्यकता होती है कि इसका उपयोग करते समय, इसे सूक्ष्म निरीक्षण के उद्देश्य के अनुसार समन्वित किया जाना चाहिए और वास्तविक स्थिति मापदंडों के बीच संबंध। केवल इस तरह से हम माइक्रोस्कोप के उचित प्रदर्शन को पूरा खेल सकते हैं और संतोषजनक सूक्ष्म निरीक्षण परिणाम प्राप्त कर सकते हैं।

माइक्रोस्कोप के ऑप्टिकल तकनीकी मापदंडों में शामिल हैं: संख्यात्मक एपर्चर, रिज़ॉल्यूशन, आवर्धन, फ़ोकस की गहराई, देखने के क्षेत्र की चौड़ाई, खराब कवरेज, काम करने की दूरी, आदि। ये पैरामीटर हमेशा यथासंभव उच्च नहीं होते हैं, और ये परस्पर प्रतिबंधात्मक होते हैं। उनका उपयोग करते समय, माइक्रोस्कोप निरीक्षण के उद्देश्य और वास्तविक स्थिति के अनुसार मापदंडों के बीच संबंध को समन्वित किया जाना चाहिए, लेकिन संकल्प प्रबल होना चाहिए।

1. संख्यात्मक छिद्र

संख्यात्मक एपर्चर को NA के रूप में संक्षिप्त किया गया है, और संख्यात्मक एपर्चर ऑब्जेक्टिव लेंस और कंडेनसर लेंस का मुख्य तकनीकी पैरामीटर है, और दोनों के प्रदर्शन का न्याय करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रतीक है (विशेष रूप से ऑब्जेक्टिव लेंस के लिए)। इसके संख्यात्मक मान का आकार क्रमशः वस्तुनिष्ठ लेंस और संघनित्र लेंस के आवरण पर अंकित होता है।

न्यूमेरिकल अपर्चर (NA) ऑब्जेक्टिव लेंस के फ्रंट लेंस और निरीक्षण की जाने वाली वस्तु के बीच के माध्यम के अपवर्तक सूचकांक (n) का उत्पाद है और एपर्चर कोण (u) के आधे हिस्से की साइन है। सूत्र इस प्रकार है: NA=nsinu/2

एपर्चर कोण, जिसे "मिरर माउथ एंगल" के रूप में भी जाना जाता है, ऑब्जेक्टिव लेंस के ऑप्टिकल अक्ष पर ऑब्जेक्ट पॉइंट और ऑब्जेक्टिव लेंस के फ्रंट लेंस के प्रभावी व्यास द्वारा गठित कोण है। एपर्चर कोण जितना बड़ा होगा, ऑब्जेक्टिव लेंस में प्रवेश करने वाला प्रकाश प्रवाह उतना ही बड़ा होगा, जो ऑब्जेक्टिव लेंस के प्रभावी व्यास के समानुपाती और फोकल बिंदु की दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

माइक्रोस्कोप से अवलोकन करते समय, यदि आप NA मान को बढ़ाना चाहते हैं, तो एपर्चर कोण को नहीं बढ़ाया जा सकता है। माध्यम का अपवर्तनांक n मान बढ़ाने का एकमात्र तरीका है। इस सिद्धांत के आधार पर, जल विसर्जन वस्तुनिष्ठ लेंस और तेल विसर्जन उद्देश्य लेंस का उत्पादन किया जाता है। क्योंकि माध्यम का अपवर्तनांक n मान 1 से अधिक है, NA मान 1 से अधिक हो सकता है।

संख्यात्मक अपर्चर का अधिकतम मूल्य 1.4 है, जो सैद्धांतिक और तकनीकी रूप से सीमा तक पहुंच गया है। वर्तमान में, उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले ब्रोमोनैफथलीन का उपयोग माध्यम के रूप में किया जाता है। ब्रोमोनफथलीन का अपवर्तनांक 1.66 है, इसलिए NA मान 1.4 से अधिक हो सकता है।

यहां यह बताया जाना चाहिए कि वस्तुनिष्ठ लेंस के संख्यात्मक एपर्चर की भूमिका को पूरा करने के लिए, कंडेनसर लेंस का एनए मान अवलोकन के दौरान ऑब्जेक्टिव लेंस के एनए मान के बराबर या उससे थोड़ा अधिक होना चाहिए।

संख्यात्मक एपर्चर अन्य तकनीकी मापदंडों से निकटता से संबंधित है, और यह अन्य तकनीकी मापदंडों को लगभग निर्धारित और प्रभावित करता है। यह रिज़ॉल्यूशन के समानुपाती, आवर्धन के समानुपाती और फ़ोकस की गहराई के व्युत्क्रमानुपाती होता है। जैसे-जैसे NA मान बढ़ता है, देखने के क्षेत्र की चौड़ाई और कार्य दूरी उसी के अनुसार घटती जाएगी।

2. संकल्प

माइक्रोस्कोप का संकल्प दो वस्तु बिंदुओं के बीच की न्यूनतम दूरी को संदर्भित करता है जिसे माइक्रोस्कोप द्वारा स्पष्ट रूप से अलग किया जा सकता है, जिसे "विभेदन दर" भी कहा जाता है। इसका परिकलन सूत्र σ=λ/NA है

सूत्र में, σ न्यूनतम विभेदन दूरी है; λ प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है; NA वस्तुनिष्ठ लेंस का संख्यात्मक छिद्र है। दृश्यमान ऑब्जेक्टिव लेंस का रिज़ॉल्यूशन दो कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है: ऑब्जेक्टिव लेंस का NA मान और रोशनी स्रोत की तरंग दैर्ध्य। NA मान जितना बड़ा होगा, प्रदीप्ति प्रकाश का तरंगदैर्घ्य उतना ही कम होगा, और σ मान जितना छोटा होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना ही अधिक होगा।

विभेदन में सुधार करने के लिए, अर्थात् σ मान को कम करने के लिए, निम्नलिखित उपाय किए जा सकते हैं

(1) तरंग दैर्ध्य λ मान को कम करें और लघु-तरंग दैर्ध्य प्रकाश स्रोत का उपयोग करें।

(2) NA मान (NA=nsinu/2) बढ़ाने के लिए मध्यम n मान बढ़ाएँ।

(3) एनए मान बढ़ाने के लिए एपर्चर कोण यू मान बढ़ाएं।

(4) प्रकाश और अंधेरे के बीच का अंतर बढ़ाएँ।

3. आवर्धन और प्रभावी आवर्धन

वस्तुनिष्ठ लेंस और नेत्रिका के दोहरे आवर्धन के कारण, सूक्ष्मदर्शी का कुल आवर्धन Γ वस्तुनिष्ठ लेंस आवर्धन और नेत्रिका आवर्धन Γ1 का गुणनफल होना चाहिए:

Γ= Γ1

जाहिर है, आवर्धक कांच की तुलना में, माइक्रोस्कोप में बहुत अधिक आवर्धन हो सकता है, और माइक्रोस्कोप के आवर्धन को अलग-अलग आवर्धन के साथ ऑब्जेक्टिव लेंस और ऐपिस का आदान-प्रदान करके आसानी से बदला जा सकता है।

आवर्धन भी माइक्रोस्कोप का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, लेकिन कोई आँख बंद करके विश्वास नहीं कर सकता है कि आवर्धन जितना अधिक होगा, उतना अच्छा होगा। माइक्रोस्कोप आवर्धन की सीमा प्रभावी आवर्धन है।

संकल्प और आवर्धन दो अलग-अलग लेकिन परस्पर संबंधित अवधारणाएँ हैं। संबंधपरक सूत्र: 500NA<><>

जब चयनित ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर पर्याप्त बड़ा नहीं होता है, अर्थात, रिज़ॉल्यूशन पर्याप्त उच्च नहीं होता है, तो माइक्रोस्कोप ऑब्जेक्ट की ठीक संरचना को अलग नहीं कर सकता है। इस समय, भले ही आवर्धन अत्यधिक बढ़ गया हो, प्राप्त छवि केवल एक बड़ी रूपरेखा वाली छवि हो सकती है लेकिन अस्पष्ट विवरण। , जिसे अमान्य आवर्धन कहा जाता है। इसके विपरीत, यदि रिज़ॉल्यूशन आवश्यकताओं को पूरा करता है, लेकिन आवर्धन अपर्याप्त है, तो माइक्रोस्कोप में रिज़ॉल्यूशन की क्षमता होती है, लेकिन छवि अभी भी बहुत छोटी है जिसे मानव आंखों द्वारा स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। इसलिए, सूक्ष्मदर्शी की विभेदन शक्ति को पूरा खेल देने के लिए, संख्यात्मक छिद्र का सूक्ष्मदर्शी के कुल आवर्धन के साथ यथोचित मिलान किया जाना चाहिए।

4. फोकस की गहराई

फोकस की गहराई फोकस की गहराई का संक्षिप्त नाम है, यानी माइक्रोस्कोप का उपयोग करते समय, जब फोकस किसी निश्चित वस्तु पर होता है, तो न केवल इस बिंदु के तल पर सभी बिंदुओं को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है, बल्कि ऊपर की एक निश्चित मोटाई के भीतर भी देखा जा सकता है। और समतल के नीचे, स्पष्ट होने के लिए, इस स्पष्ट भाग की मोटाई फोकस की गहराई है। यदि फोकस की गहराई बड़ी है, तो आप निरीक्षण के तहत वस्तु की पूरी परत देख सकते हैं, जबकि अगर फोकस की गहराई कम है, तो आप निरीक्षण के तहत वस्तु की केवल एक पतली परत देख सकते हैं। फोकस की गहराई का अन्य तकनीकी मापदंडों के साथ निम्नलिखित संबंध है:

(1) फ़ोकस की गहराई कुल आवर्धन और ऑब्जेक्टिव लेंस के संख्यात्मक एपर्चर के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

(2) फोकस की गहराई जितनी अधिक होगी, रिज़ॉल्यूशन उतना ही कम होगा।

कम आवर्धन वस्तुनिष्ठ लेंस के क्षेत्र की बड़ी गहराई के कारण, कम आवर्धन वस्तुनिष्ठ लेंस के साथ तस्वीरें लेना मुश्किल है। इसे फोटोमाइक्रोग्राफ में और अधिक विस्तार से वर्णित किया जाएगा।

5. दृश्य व्यास का क्षेत्र (FieldOfView)

एक सूक्ष्मदर्शी का अवलोकन करते समय, दिखाई देने वाले चमकदार गोलाकार क्षेत्र को देखने का क्षेत्र कहा जाता है, और इसका आकार ऐपिस में क्षेत्र डायाफ्राम द्वारा निर्धारित किया जाता है।

देखने के क्षेत्र के व्यास को देखने के क्षेत्र की चौड़ाई भी कहा जाता है, जो निरीक्षण की गई वस्तु की वास्तविक सीमा को संदर्भित करता है जिसे माइक्रोस्कोप के नीचे देखे जाने वाले गोलाकार क्षेत्र में समायोजित किया जा सकता है। देखने के क्षेत्र का व्यास जितना बड़ा होगा, निरीक्षण करना उतना ही आसान होगा।

एक सूत्र है F=FN/

सूत्र में, F: फ़ील्ड व्यास, FN: फ़ील्ड संख्या (फ़ील्डनंबर, FN के रूप में संक्षिप्त, ऐपिस बैरल के बाहर चिह्नित), वस्तुनिष्ठ लेंस आवर्धन।

इसे सूत्र से देखा जा सकता है:

(1) देखने के क्षेत्र का व्यास देखने के क्षेत्रों की संख्या के समानुपाती होता है।

(2) वस्तुनिष्ठ लेंस के गुणक को बढ़ाने से देखने के क्षेत्र का व्यास कम हो जाता है। इसलिए, यदि आप कम शक्ति वाले लेंस के नीचे निरीक्षण की गई वस्तु की पूरी तस्वीर देख सकते हैं, और उच्च शक्ति वाले वस्तुनिष्ठ लेंस में बदल सकते हैं, तो आप निरीक्षण की गई वस्तु का केवल एक छोटा सा हिस्सा देख सकते हैं।

6. खराब कवरेज

माइक्रोस्कोप की ऑप्टिकल प्रणाली में कवर ग्लास भी शामिल है। कवर ग्लास की गैर-मानक मोटाई के कारण, कवर ग्लास से हवा में प्रवेश करने के बाद प्रकाश का ऑप्टिकल पथ बदल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप चरण अंतर होता है, जो खराब कवरेज होता है। खराब कवरेज का निर्माण माइक्रोस्कोप की ध्वनि की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।

अंतर्राष्ट्रीय विनियमों के अनुसार, कवर ग्लास की मानक मोटाई {{0}}.17 मिमी है, और स्वीकार्य सीमा 0.16-0.18 मिमी है। ऑब्जेक्टिव लेंस के निर्माण में इस मोटाई रेंज के चरण अंतर को ध्यान में रखा गया है। ऑब्जेक्टिव लेंस हाउसिंग पर अंकित 0.17 ऑब्जेक्टिव लेंस के लिए आवश्यक कवर ग्लास की मोटाई को इंगित करता है।

7. कार्य दूरी डब्ल्यू.डी

काम करने की दूरी को वस्तु की दूरी भी कहा जाता है, जो वस्तुनिष्ठ लेंस के सामने वाले लेंस की सतह से निरीक्षण की जाने वाली वस्तु की दूरी को संदर्भित करता है। माइक्रोस्कोप निरीक्षण के दौरान, निरीक्षण की जाने वाली वस्तु ऑब्जेक्टिव लेंस की फोकल लंबाई के एक से दो गुना के बीच होनी चाहिए। इसलिए, यह और फोकल लम्बाई दो अवधारणाएँ हैं। आमतौर पर जिसे फोकस करना कहा जाता है वह वास्तव में कार्य दूरी को समायोजित करना है।

जब ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर स्थिर होता है, तो काम करने की दूरी कम होने पर एपर्चर कोण बड़ा होता है।

एक बड़े संख्यात्मक एपर्चर के साथ एक उच्च-शक्ति वस्तुनिष्ठ लेंस की कार्य दूरी कम होती है।