현미경의 네 가지 광학 원리
1, 굴절 및 굴절률
빛은 균일한 등방성 매질에서 두 점 사이를 직선으로 전파합니다. 밀도가 서로 다른 투명한 물체를 통과할 때, 다양한 매질에서 빛의 전파 속도가 다르기 때문에 굴절이 발생합니다. 투명한 물체(예: 유리)의 표면에 수직이 아닌 광선이 공기에 의해 방출되면 광선의 방향이 경계면에서 변경되어 법선과 굴절각을 형성합니다.
2, 렌즈의 성능
렌즈는 현미경의 광학 시스템을 구성하는 가장 기본적인 광학 부품입니다. 대물렌즈, 접안렌즈, 콘덴서 구성요소는 모두 단일 또는 다중 렌즈로 구성됩니다. 모양에 따라 볼록 렌즈(포지티브 렌즈)와 오목 렌즈(네거티브 렌즈)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 광축에 평행한 광선이 볼록 렌즈를 통과하여 한 지점에서 교차할 때 이 지점을 초점면이라고 하며, 교차점을 통과하고 광축에 수직인 평면을 초점면이라고 합니다. 두 개의 초점이 있습니다. 물체 공간의 초점을 "물체 초점"이라고 하며, 해당 지점의 초점 평면을 "물체 초점 평면"이라고 합니다. 반대로, 이미지 공간의 초점을 "이미지 초점"이라고 하며, 해당 지점의 초점 평면을 "이미지 초점 평면"이라고 합니다. 오목렌즈를 통과한 빛은 수직의 허상을 형성하고, 볼록렌즈는 수직의 실상을 형성합니다. 실제 이미지는 화면에 표시될 수 있지만 가상 이미지는 화면에 표시될 수 없습니다.
3, 이미징에 영향을 미치는 핵심 요소 - 수차
객관적인 조건으로 인해 어떤 광학 시스템도 이론적으로 이상적인 이미지를 생성할 수 없으며 다양한 수차의 존재가 이미지 품질에 영향을 미칩니다. 다음은 다양한 수차에 대한 간략한 소개입니다.
1. 색차는 렌즈 이미징의 심각한 결함으로, 여러 색상의 빛을 광원으로 사용할 때 발생하며 단색광은 색차를 생성하지 않습니다. 백색광은 빨간색, 주황색, 노란색, 녹색, 파란색, 파란색, 보라색의 7가지 유형으로 구성됩니다. 각 종류의 빛의 파장이 다르기 때문에 렌즈를 통과할 때의 굴절률도 다릅니다. 이런 방식으로 물체 쪽의 점이 이미지 쪽에서 색점을 형성할 수 있습니다. 광학 시스템의 주요 기능은 색수차를 제거하는 것입니다.
색상차에는 일반적으로 위치 색상차와 배율 색상차가 포함됩니다. 위치 색상 차이로 인해 이미지의 어떤 위치에서든 관찰할 때 점이나 후광이 나타나 이미지가 흐릿해집니다. 그리고 확대 색수차로 인해 이미지에 색상이 있는 가장자리가 생깁니다.
2. 구면수차는 렌즈의 구면에 의해 발생하는 축 위의 단색 수차를 말합니다. 구면 수차의 결과는 점을 이미징한 후 더 이상 밝은 점이 아니라 중간 가장자리가 점차 흐려지는 밝은 점이 되어 이미징 품질에 영향을 미칩니다.
구면수차 보정은 렌즈 조합을 사용하여 수행되는 경우가 많습니다. 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 구면 수차는 반대이기 때문에 볼록 렌즈와 오목 렌즈의 서로 다른 재질을 선택하고 함께 접착하여 이를 제거할 수 있습니다. 기존 모델 현미경의 대물 렌즈의 구면 수차는 완전히 수정되지 않았으므로 수정 효과를 얻으려면 해당 보상 접안 렌즈와 일치해야 합니다. 일반 신형 현미경의 구면수차는 대물렌즈에 의해 완전히 제거됩니다.
3. Huixia Huixia는 축외점의 단색수차에 속합니다. 축을 벗어난 물체가 큰 조리개 빔으로 이미지화되면 방출된 빔은 렌즈를 통과하여 더 이상 한 지점에서 교차하지 않습니다. 밝은 점의 이미지는 혜성과 비슷한 점 모양을 형성하므로 "코마"라는 이름이 붙었습니다.
4. 난시는 선명도에 영향을 미치는 축외 단색 수차이기도 합니다. 화각이 크면 가장자리의 물체 지점이 광축에서 멀리 떨어져 있고 빔이 너무 많이 기울어져 렌즈를 통과한 후 난시가 발생합니다. 난시로 인해 이미징 후 원래 물체 지점이 두 개의 분리된 수직 짧은 선이 되고 이상적인 이미지 평면에서 결합되어 타원형 점을 형성합니다. 난시는 복잡한 렌즈 조합을 통해 제거됩니다.
5. "이미지 필드 곡률"이라고도 알려진 필드 곡률. 렌즈에 필드 곡률이 있으면 전체 빔의 교차점이 이상적인 이미지 지점과 일치하지 않습니다. 각각의 특정 지점에서 선명한 이미지를 얻을 수 있지만 전체 이미지 평면은 곡면입니다. 이로 인해 현미경 검사 중에 전체 이미지 표면을 명확하게 볼 수 없게 되어 관찰 및 사진 촬영이 어려워집니다. 따라서 현미경 연구에 사용되는 대물 렌즈는 일반적으로 평면 대물렌즈이며 이미 필드 곡률을 수정했습니다.
6. 필드 왜곡을 제외하고 앞서 언급한 다양한 수차는 모두 이미지의 선명도에 영향을 미칩니다. 왜곡은 빔의 동심도가 손상되지 않는 또 다른 유형의 수차입니다. 따라서 영상의 선명도에는 영향을 주지 않으나, 원본 물체와 비교했을 때 모양이 왜곡되는 현상이 발생합니다.
