माइक्रोस्कोप के चार ऑप्टिकल सिद्धांत
1. अपवर्तन एवं अपवर्तनांक
प्रकाश एक सजातीय आइसोट्रोपिक माध्यम में दो बिंदुओं के बीच एक सीधी रेखा में यात्रा करता है। विभिन्न घनत्व वाली पारदर्शी वस्तुओं से गुजरते समय, अपवर्तन होता है, जो विभिन्न मीडिया में प्रकाश की विभिन्न प्रसार गति के कारण होता है। जब प्रकाश जो पारदर्शी वस्तु की सतह पर लंबवत नहीं है, हवा से पारदर्शी वस्तु (जैसे कांच) में प्रवेश करता है, तो प्रकाश अपने इंटरफ़ेस पर दिशा बदलता है और सामान्य के साथ एक अपवर्तन कोण बनाता है।
2. लेंस का प्रदर्शन
लेंस सबसे बुनियादी ऑप्टिकल घटक हैं जो माइक्रोस्कोप ऑप्टिकल सिस्टम बनाते हैं। ऑब्जेक्टिव लेंस, ऐपिस और कंडेनसर जैसे घटक एकल या एकाधिक लेंस से बने होते हैं। उनके आकार के अनुसार, उन्हें दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: उत्तल लेंस (सकारात्मक लेंस) और अवतल लेंस (नकारात्मक लेंस)। जब ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर प्रकाश की किरण उत्तल लेंस से होकर गुजरती है और एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करती है, तो इस बिंदु को "फोकस बिंदु" कहा जाता है, और चौराहे बिंदु से गुजरने वाले और ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत तल को "फोकल बिंदु" कहा जाता है विमान"। दो फोकल बिंदु हैं, ऑब्जेक्ट स्पेस में फोकल पॉइंट को "ऑब्जेक्ट फोकल पॉइंट" कहा जाता है, और वहां के फोकल प्लेन को "ऑब्जेक्ट फोकल प्लेन" कहा जाता है; इसके विपरीत, छवि स्थान में केंद्र बिंदु को "छवि केंद्र बिंदु" कहा जाता है। फ़ोकल तल को "छवि वर्ग फ़ोकल तल" कहा जाता है। अवतल लेंस से गुजरने के बाद प्रकाश एक खड़ी आभासी छवि बनाता है, जबकि उत्तल लेंस एक खड़ी वास्तविक छवि बनाता है। वास्तविक छवियाँ स्क्रीन पर दिखाई दे सकती हैं, लेकिन आभासी छवियाँ नहीं।
3. इमेजिंग को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक-विपथन
वस्तुनिष्ठ स्थितियों के कारण, कोई भी ऑप्टिकल सिस्टम सैद्धांतिक रूप से आदर्श छवि उत्पन्न नहीं कर सकता है, और विभिन्न विपथन का अस्तित्व इमेजिंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। विभिन्न विपथन का संक्षिप्त परिचय नीचे दिया गया है।
1). रंगीन विपथन क्रोमेटिक विपथन लेंस इमेजिंग का एक गंभीर दोष है, जो तब होता है जब पॉलीक्रोमैटिक प्रकाश का उपयोग प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है, और मोनोक्रोमैटिक प्रकाश रंगीन विपथन उत्पन्न नहीं करता है। सफेद रोशनी सात प्रकार के लाल, नारंगी, पीले, हरे, सियान, नीले और बैंगनी रंग से बनी होती है। विभिन्न प्रकाशों की तरंग दैर्ध्य अलग-अलग होती है, इसलिए लेंस से गुजरने पर अपवर्तनांक भी भिन्न होता है। इस प्रकार, वस्तु पक्ष पर एक बिंदु छवि पक्ष पर एक रंग का धब्बा बना सकता है। ऑप्टिकल सिस्टम का मुख्य कार्य अक्रोमेटाइज़ करना है।
रंगीन विपथन में आम तौर पर स्थिति रंगीन विपथन और आवर्धन रंगीन विपथन शामिल होता है। स्थितिगत रंगीन विपथन के कारण छवि किसी भी स्थिति में धुंधली या धुँधली दिखाई देती है। आवर्धन रंगीन विपथन से छवि में रंगीन झालरें आ जाती हैं।
2). गोलाकार विपथन गोलाकार विपथन लेंस की गोलाकार सतह के कारण अक्ष बिंदु का एकवर्णी विपथन है। गोलाकार विपथन का परिणाम यह होता है कि एक बिंदु की छवि बनने के बाद, यह अब एक उज्ज्वल स्थान नहीं है, बल्कि बीच में एक उज्ज्वल किनारे वाला एक उज्ज्वल स्थान है जो धीरे-धीरे धुंधला हो जाता है, जो इमेजिंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है।
गोलाकार विपथन का सुधार आमतौर पर लेंस संयोजन द्वारा समाप्त किया जाता है। चूंकि उत्तल और अवतल लेंस का गोलाकार विपथन विपरीत होता है, इसलिए उन्हें खत्म करने के लिए विभिन्न सामग्रियों के उत्तल और अवतल लेंस को एक साथ चिपकाया जा सकता है। पुराने प्रकार के सूक्ष्मदर्शी के लिए, ऑब्जेक्टिव लेंस का गोलाकार विपथन पूरी तरह से ठीक नहीं किया गया है, और इसे सही प्रभाव प्राप्त करने के लिए संबंधित क्षतिपूर्ति ऐपिस के साथ मिलान किया जाना चाहिए। आम तौर पर, नए सूक्ष्मदर्शी का गोलाकार विपथन वस्तुनिष्ठ लेंस द्वारा पूरी तरह से समाप्त हो जाता है।
3). कोमा कोमा एक ऑफ-अक्ष बिंदु का एक मोनोक्रोमैटिक विपथन है। जब एक ऑफ-एक्सिस ऑब्जेक्ट बिंदु को बड़े-एपर्चर बीम द्वारा चित्रित किया जाता है, तो उत्सर्जित किरणें लेंस से गुजरती हैं और एक बिंदु पर प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, तो प्रकाश बिंदु की छवि अल्पविराम के आकार में होगी, जो कि आकार है धूमकेतु की तरह, इसलिए इसे "कोमा विपथन" कहा जाता है।
4). दृष्टिवैषम्य भी एक ऑफ-अक्ष बिंदु मोनोक्रोमैटिक विपथन है जो तीक्ष्णता को प्रभावित करता है। जब देखने का क्षेत्र बड़ा होता है, तो किनारे पर वस्तु बिंदु ऑप्टिकल अक्ष से बहुत दूर होता है, और किरण बहुत अधिक झुक जाती है, जिससे लेंस से गुजरने के बाद दृष्टिवैषम्य होता है। दृष्टिवैषम्य इमेजिंग के बाद मूल वस्तु बिंदु को दो अलग और लंबवत छोटी रेखाओं में बदल देता है, और आदर्श छवि विमान पर संश्लेषण के बाद, एक अण्डाकार स्थान बनता है। जटिल लेंस संयोजनों के माध्यम से दृष्टिवैषम्य को समाप्त किया जाता है।
5). क्षेत्र वक्रता क्षेत्र वक्रता को "क्षेत्र वक्रता" के रूप में भी जाना जाता है। जब लेंस में क्षेत्र वक्रता होती है, तो संपूर्ण किरण का प्रतिच्छेदन बिंदु आदर्श छवि बिंदु से मेल नहीं खाता है। यद्यपि प्रत्येक विशिष्ट बिंदु पर एक स्पष्ट छवि बिंदु प्राप्त किया जा सकता है, संपूर्ण छवि तल एक घुमावदार सतह है। इस प्रकार, दर्पण निरीक्षण के दौरान पूरी छवि सतह को स्पष्ट रूप से नहीं देखा जा सकता है, जिससे निरीक्षण करना और तस्वीरें लेना मुश्किल हो जाता है। इसलिए, अनुसंधान सूक्ष्मदर्शी के उद्देश्य आम तौर पर योजना उद्देश्य होते हैं, जिन्हें क्षेत्र वक्रता के लिए ठीक किया गया है।
6). विरूपण ऊपर उल्लिखित सभी प्रकार के विपथन, क्षेत्र वक्रता को छोड़कर, छवि की तीक्ष्णता को प्रभावित करते हैं। विरूपण एक अन्य प्रकार का विपथन है जिसमें बीम की सांद्रता से समझौता नहीं किया जाता है। इसलिए, छवि की तीक्ष्णता प्रभावित नहीं होती है, लेकिन छवि की तुलना मूल वस्तु से की जाती है, जिससे आकार में विकृति आती है।
