광학 현미경을 가장 많이 활용하는 산업은 무엇입니까?
광학 현미경은 오래되고 젊은 과학 도구입니다. 탄생한지 300년의 역사를 가지고 있습니다. 광학 현미경은 일부 과학 연구 작업에서 생물학, 화학, 물리학, 천문학 등과 같이 널리 사용됩니다. 모두 현미경이 없습니다.
현재 그것은 거의 과학 기술의 이미지 보증이 되었습니다. 과학기술 관련 언론보도에 자주 등장하는 그 모습만 봐도 이 말이 사실인지 알 수 있다.
생물학에서 실험실은 학습자가 미지의 세계를 연구하는 데 도움이 될 수 있는 이러한 종류의 실험 장비와 분리할 수 없습니다. 세상을 이해하기 위해.
병원은 현미경의 최대 적용처로 주로 환자의 체액 변화, 인체에 침입한 세균, 세포 조직 구조 변화 등의 정보를 확인하고 의사에게 치료 처방을 위한 참고 및 검증 방법을 제공하는 데 사용된다. 계획. 미세 수술에서 현미경은 의사를 위한 유일한 도구입니다. 농업, 번식, 해충 방제 및 기타 작업에서는 현미경의 도움 없이는 할 수 없습니다. 산업 생산에서 미세 부품의 가공 검사 및 조립 조정, 재료 특성 연구는 모두 현미경으로 가능합니다. 그들의 재능을 보여줄 장소; 범죄 수사관은 종종 실제 살인자를 결정하는 중요한 수단으로 다양한 미세한 범죄를 분석하기 위해 현미경에 의존합니다. 환경 보호 부서는 또한 다양한 고체 오염 물질을 감지하기 위해 현미경이 필요합니다. 지질학 및 광업 엔지니어 및 문화 유물 고고학자가 사용하는 현미경으로 찾은 단서는 깊이 묻힌 광물 매장지를 판단하거나 먼지 투성이의 역사적 진실을 추론할 수 있습니다. 현미경을 사용하여 피부와 모발의 질을 감지할 수 있는 미용 및 미용 산업과 같이 사람들의 일상 생활도 현미경 없이는 할 수 없습니다. 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 현미경이 사람들의 생산과 삶에 얼마나 밀접하게 통합되어 있는지 알 수 있습니다.
다양한 응용 목적에 따라 현미경은 생물 현미경, 금속 현미경, 입체 현미경 및 편광 현미경의 네 가지 범주로 크게 분류할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 생물 현미경은 주로 생물 의학에 사용되며 관찰 대상은 대부분 투명 또는 반투명 마이크로 바디입니다. 금속 현미경은 주로 금속 구조 및 재료의 표면 결함과 같은 불투명 물체의 표면을 관찰하는 데 사용됩니다. 대상이 확대되고 이미지화되는 동안 인간의 눈에 대한 대상과 이미지의 방향도 일관되고 사람들의 기존 시각 습관과 일치하는 깊이감이 있습니다. 편광 현미경은 서로 다른 미세 물체를 구별하기 위해 편광에 대해 서로 다른 재료의 투과 또는 반사 특성을 사용합니다. 또한 도립생물현미경이나 배양용기의 바닥을 통해 배양을 관찰하는데 주로 사용되는 배양현미경과 같이 일부 특수한 형태도 세분할 수 있다. 형광 현미경은 특정 물질을 사용하여 특정 단파장 빛을 흡수합니다. 특정 장파장 빛을 방출하여 이러한 물질의 존재를 발견하고 그 내용물을 판단합니다. 비교 현미경은 두 물체의 유사점과 차이점을 비교하기 위해 동일한 시야에서 두 물체의 병치 또는 중첩 이미지를 형성할 수 있습니다.
전통적인 광학 현미경은 주로 광학 시스템과 이를 지지하는 기계적 구조로 구성됩니다. 광학계에는 대물렌즈, 접안렌즈, 집광렌즈 등이 있으며 모두 다양한 광학유리로 이루어진 복잡한 확대경이다. 대물렌즈는 시료의 상을 확대하고 배율 M object는 다음 공식에 의해 결정된다. 대물렌즈와 접안렌즈 사이의 거리로 이해할 수 있습니다. 접안렌즈는 대물렌즈에서 형성된 상을 다시 확대하여 사람의 눈 앞 250mm에 허상을 형성하여 관찰한다. 이것은 대부분의 사람들에게 가장 편안한 관찰 위치입니다. 접안렌즈 M eye=250/f' eye, f' eye의 배율은 접안렌즈 초점 거리입니다. 현미경의 전체 배율은 대물렌즈와 접안렌즈의 곱, 즉 M=M object*M eye=Δ*250/f' eye *f; 물체. 대물렌즈와 접안렌즈의 초점거리를 줄이면 전체 배율이 높아지는 것을 알 수 있는데, 이는 현미경으로 세균과 기타 미생물을 보는 열쇠이며 일반 돋보기와의 차이이기도 하다.
그래서 우리가 더 미묘한 물체를 볼 수 있도록 배율을 높이기 위해 f' 물체 f' 메쉬를 제한 없이 줄이는 것을 생각할 수 있습니까? 내 대답은 아니오 야! 이미징에 사용되는 빛은 본질적으로 일종의 전자파이기 때문에 일상생활에서 볼 수 있는 수면의 잔물결이 장애물을 만났을 때 돌아다닐 수 있는 것처럼 전파 과정에서 회절 및 간섭 현상이 불가피하게 발생하기 때문입니다. , 두 개의 물결 열이 만날 때 서로를 강화하거나 약화시킬 수 있습니다. 점 모양의 발광체에서 방출된 광파가 대물렌즈에 들어가면 대물렌즈의 프레임이 빛의 전파를 방해하여 회절과 간섭을 일으킨다. 강도가 약하고 점차 약해지는 일련의 밝은 고리가 있습니다. 중앙의 밝은 점을 Airy 디스크라고 합니다. 두 개의 발광점이 일정 거리에 가까워지면 두 개의 광점이 두 개의 광점으로 확인되지 않을 때까지 중첩됩니다. Rayleigh는 두 개의 광점 중심 사이의 거리가 Airy 디스크의 반경과 같을 때 두 개의 광점을 구별할 수 있다고 생각하여 판단 기준을 제시했습니다. 계산 후 이때 두 발광점 사이의 거리는 e=0.61 入/n.sinA=0.61 I/NA, 여기서 I는 빛의 파장, 파장은 사람의 눈이 받아들일 수 있는 빛의 수는 약 0.4-0.7um이고, n은 공기 중에서 발광점이 위치한 매질의 굴절률, n ≈1, 수중에서 n≈1.33, A는 대물렌즈 프레임에 대한 발광점의 개방각의 절반이고, NA는 대물렌즈의 개구수라고 한다. 위의 식에서 대물렌즈가 구분할 수 있는 두 점 사이의 거리는 빛의 파장과 개구수에 의해 제한됨을 알 수 있습니다. 인간의 눈에서 가장 예리한 시력의 파장은 약 0.5um이고 각도 A는 90도를 초과할 수 없으므로 sinA는 항상 1보다 작습니다. 투광 매질은 약 1.5이므로 e 값은 항상 광학 현미경이 구별할 수 있는 최소 한계 거리인 0.2um보다 큽니다. 현미경을 통해 이미지를 확대하고 대물렌즈로 확인할 수 있는 물체점 거리 e를 사람의 눈으로 확인할 수 있을 만큼 일정한 NA 값으로 확대하려면 {{26보다 크거나 같은 Me가 필요합니다. }}.15mm, 여기서 {{30}}.15mm는 육안으로 실험한 값 눈 앞 250mm에서 구분할 수 있는 두 미세 물체 사이의 최소 거리이므로 M보다 큼 또는 (0.15∕0.61 in) NA≈500N.A와 같거나, 관측이 너무 힘들지 않게 하기 위해 M을 두 배로 하면 충분합니다. 즉, 500N. A 이하 M 1000N.A 이하가 현미경 전체 배율의 합리적인 선택 범위입니다. 전체 배율이 아무리 커도 의미가 없습니다. 대물 렌즈의 개구수가 최소 분해 거리를 제한하고 배율을 높여 더 이상 구별할 수 없기 때문입니다. 작은 개체가 자세히 설명되어 있습니다.
이미징 대비는 광학 현미경의 또 다른 핵심 문제입니다. 소위 콘트라스트는 이미지 표면에서 인접한 부분 간의 흑백 대비 또는 색상 차이를 나타냅니다. 0.02 이하의 밝기 차이는 사람의 눈으로 판단하기 어렵습니다. 약간 더 민감합니다. 생물학적 표본과 같은 일부 현미경 관찰 대상의 경우 세부 사항 간의 밝기 차이가 매우 작고 현미경 광학 시스템의 설계 및 제조 오류로 인해 이미징 대비가 더욱 감소하여 구별하기 어렵습니다. 이때 물체의 세부 사항을 명확하게 볼 수 없는 것은 전체 배율이 너무 낮거나 대물 렌즈의 개구수가 너무 작기 때문이 아니라 이미지 평면의 콘트라스트가 너무 낮기 때문입니다.
수년 동안 사람들은 현미경의 해상도와 이미징 대비를 개선하기 위해 열심히 노력했습니다. 컴퓨터 기술과 도구의 지속적인 발전으로 광학 설계의 이론과 방법도 지속적으로 개선되고 있습니다. 원료 성능, 공정 및 검출 방법의 지속적인 개선과 관찰 방법의 혁신으로 광학 현미경의 이미징 품질이 회절 한계의 완벽에 가까워졌습니다. 사람들은 표본 염색, 암시야, 위상 대비, 형광, 간섭, 편광 및 기타 관찰 기술을 사용하여 광학 현미경을 만들 것입니다. 그것은 모든 종류의 표본 연구에 적응할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 전자현미경, 초음파현미경 등의 확대영상기기가 속속 등장하여 여러 측면에서 우수한 성능을 보여주었지만 아직까지 저렴함, 편리성, 직관성, 특히 생물체 연구에 적합하지 못한 실정이다. 여전히 그 자리를 굳건히 지키고 있는 광학현미경의 라이벌. 한편 레이저, 컴퓨터, 신소재기술, 정보기술이 결합된 고대광학현미경은 활력을 되찾고 활력을 보여주고 있다. 디지털 현미경, 레이저 공초점 주사 현미경, 근거리 주사 현미경, 이광자 현미경 및 다양한 새로운 환경 조건에 적응할 수 있는 다양한 새로운 기능이나 장비가 끝없이 등장하여 광학 현미경의 응용 분야가 더욱 확장됩니다. 화성 탐사선이 업로드한 암석층의 현미경 사진은 얼마나 흥미진진합니까! 우리는 광학 현미경이 업데이트된 태도로 인류에게 도움이 될 것이라고 전적으로 믿을 수 있습니다.
