सूक्ष्मदर्शी के ऑप्टिकल सिद्धांत और प्रदर्शन
पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में एक ऑप्टिकल सिस्टम और उन्हें सहारा देने के लिए एक यांत्रिक संरचना होती है। ऑप्टिकल सिस्टम में एक ऑब्जेक्टिव लेंस, एक ऐपिस और एक कंडेनसर लेंस शामिल होता है, ये सभी विभिन्न प्रकार के ऑप्टिकल ग्लास से बने जटिल आवर्धक लेंस होते हैं। ऑब्जेक्टिव लेंस नमूने की छवि को बड़ा करेगा, इसका आवर्धन M चीज़ निम्न सूत्र द्वारा होगा: M चीज़=Δ ∕ f 'चीज़, जहाँ f 'चीज़ ऑब्जेक्टिव लेंस की फ़ोकल लंबाई है, Δ को ऑब्जेक्टिव लेंस और ऐपिस के बीच की दूरी के रूप में समझा जा सकता है। ऐपिस ऑब्जेक्टिव लेंस की छवि होगी जिसे फिर से व्यक्ति के सामने 250 मिमी तक मानव अवलोकन के लिए एक काल्पनिक छवि में बड़ा किया जाएगा, जिसे अधिकांश लोग **** अवलोकन स्थिति, M आँख=250/f'eye के आवर्धन की ऐपिस महसूस करते हैं, f'eye फ़ोकल लंबाई की ऐपिस है। माइक्रोस्कोप का कुल आवर्धन उद्देश्य और ऐपिस का उत्पाद है, यानी, एम=एम ऑब्जेक्ट * एम ऐपिस=Δ * 250∕f'eye * f;ऑब्जेक्ट। यह देखा जा सकता है, उद्देश्य लेंस और ऐपिस की फोकल लंबाई को कम करने से कुल आवर्धन हो जाएगा, जो कि माइक्रोस्कोप ** और कुंजी के अन्य सूक्ष्मजीवों को देख सकता है, लेकिन इसके और साधारण आवर्धक ग्लास के बीच का अंतर भी है।
तो, क्या यह संभव है कि हम आवर्धन बढ़ाने के लिए बिना सीमा के उद्देश्यपूर्ण नेत्रिका को कम कर दें ताकि हम अधिक सूक्ष्म वस्तुओं को देख सकें? जवाब है नहीं! ऐसा इसलिए है क्योंकि छवि बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकाश की प्रकृति एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंग है, और इस प्रकार प्रसार प्रक्रिया में अनिवार्य रूप से विवर्तन और हस्तक्षेप की घटनाएँ उत्पन्न होती हैं, जैसे कि बाधाओं का सामना करने पर पानी की सतह पर दैनिक रूप से देखी जाने वाली लहरें गोल हो सकती हैं, पानी की तरंगों के दो स्तंभ एक दूसरे से मिलकर उन्हें मजबूत या कमजोर कर सकते हैं। जब एक बिंदु के आकार के प्रकाश उत्सर्जक वस्तु बिंदु से प्रकाश तरंगें ऑब्जेक्टिव लेंस में प्रवेश करती हैं, तो ऑब्जेक्टिव लेंस के रिम के कारण प्रकाश का संचरण बाधित होता है, विवर्तन और हस्तक्षेप होता है, ऑब्जेक्टिव लेंस के बाद एक बिंदु में एकत्र नहीं किया जा सकता है, लेकिन एक निश्चित आकार के धब्बे का निर्माण होता है, कमजोर और धीरे-धीरे कम होते प्रभामंडल की परिधि की तीव्रता की एक श्रृंखला भी होती है, जिसे हम एवरी स्पॉट कहते हैं, दो प्रकाश उत्सर्जक बिंदु एक निश्चित दूरी के करीब होते हैं जब दो धब्बे तब तक ओवरलैप होंगे जब तक कि दो धब्बों के लिए इसकी पुष्टि नहीं की जा सकती। रिले ने एक मानदंड प्रस्तावित किया, कि जब दो स्पॉट के केंद्र की दूरी एअर स्पॉट की त्रिज्या के बराबर होती है, तो दो स्पॉट को पहचाना जा सकता है, और गणना की जाती है कि दो प्रकाश उत्सर्जक बिंदुओं के बीच की दूरी e=0.61 से ∕n.sinA=0.61 से ∕NA में है, जहां प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य में, मानव आंख लगभग 0.4-0.7 um की प्रकाश तरंगों की तरंग दैर्ध्य प्राप्त कर सकती है, n माध्यम के प्रकाश उत्सर्जक बिंदु के लिए अपवर्तक सूचकांक, जहां प्रकाश उत्सर्जक बिंदु प्रकाश उत्सर्जक बिंदु में स्थित है। उस माध्यम का अपवर्तक सूचकांक जिसमें प्रकाश उत्सर्जक बिंदु स्थित है, जैसे हवा में, n ≈ 1, पानी में, n ≈ 1.33, और A ऑब्जेक्टिव लेंस के प्रकाश उत्सर्जक बिंदु के लिए आधा बेज़ल कोण, NA जिसे ऑब्जेक्टिव लेंस का संख्यात्मक एपर्चर कहा जाता है। उपरोक्त सूत्र से, उद्देश्य लेंस प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और मानव आंख की सीमाओं के संख्यात्मक एपर्चर द्वारा दो बिंदुओं के बीच की दूरी को भेद सकता है, मानव आंख के दृश्य * लगभग 0.5 माइक्रोन की तीव्र तरंग दैर्ध्य के कारण, और ए कोण 9 0 डिग्री से अधिक नहीं है, साइनए हमेशा 1 से कम है, उपलब्ध प्रकाश-संचार माध्यम के लिए * लगभग 1.5 का अपवर्तक सूचकांक, इसलिए ई-मूल्य हमेशा 0.2 माइक्रोन से अधिक है, यह ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप दूरी की * सबसे छोटी सीमा को भेद सकता है। माइक्रोस्कोप आवर्धन इमेजिंग के माध्यम से, यदि आप ऑब्जेक्ट बिंदु स्पेसिंग ई के ऑब्जेक्टिव लेंस रिज़ॉल्यूशन के कुछ एनए मूल्य को मानव आंखों द्वारा अलग किए जाने के लिए पर्याप्त रूप से बड़ा करने में सक्षम होना चाहते हैं, तो यह आवश्यक है कि मी {{३१}}.१५ मिमी से अधिक या बराबर हो, जहां {{३५}}.१५ मिमी प्रयोगात्मक मानव आंख के लिए २५{{३७}} मिमी के बीच की दूरी पर आंख के सामने रखी गई दो सूक्ष्म वस्तुओं के बीच अंतर कर सकती है * छोटा, इसलिए एम (०.१५ ∕ ०.६१ में) एनए ≈ ५००एनए.ए से अधिक या बराबर, अवलोकन करने के लिए अवलोकन को बहुत श्रमसाध्य नहीं बनाने के लिए, एम दोगुना पर्याप्त होगा, यानी, ५००एनए.ए से कम या बराबर एम १०००एनए.ए से कम या बराबर, माइक्रोस्कोप रेंज के कुल आवर्धन का एक उचित चयन है, और फिर कुल आवर्धन अर्थहीन है, क्योंकि उद्देश्य लेंस का संख्यात्मक एपर्चर सीमित कर दिया गया है * आवर्धन बढ़ाने के लिए छोटी दूरी तय करने से छोटी वस्तुओं के विवरण में अंतर करना असंभव हो गया है।
