光学和电子显微镜分辨率的差异和改进
光学和电子显微镜分辨率的差异和改进
1.光学显微镜和电子显微镜的分辨率之间的差异
电子显微镜的出现是微光学领域的一场风暴。它将微光学的小分辨距离从0.2um增加到0.2?0.3nm,使人类能够看到一行原子阵列。人体的晶格结构大大提高了人类研究微观生物的能力。光学显微镜和电子显微镜的分辨率不同的原理是所使用的波长不同。前者使用可见光,分辨率高达0.1微米,仅放大倍数为1600倍左右。后者使用电子。根据物质波波长的理论,在数十千伏到数百千伏的电压加速下,电子显微镜的分辨率可以达到nm级,是光学显微镜的千分之一倍。
2.提高光学显微镜和电子显微镜的分辨率的方法
提高光学显微镜分辨率的方法。根据分辨率的计算公式:D=0.61λ/N.A。,可以知道有三种提高光学显微镜分辨率的方法:
①减小波长。可见光的短波长为0.39μm。如果使用0.13μm的紫外线作为光源,它将是普通显微镜的三倍以上。但是,由于紫外线显微镜的透镜材料需要特殊的材料(透射紫外线的材料),并且不能用肉眼直接观察紫外线显微镜,因此只能通过拍摄显微镜照片进行分析,这限制了光学显微镜的应用。紫外线显微镜。
②增加折射率。普通显微镜的物镜分为低倍物镜(2倍,4倍,10倍等),高倍物镜(40倍,45倍等),水浸物镜(63倍),油浸物镜(90×,100×)等待。低倍物镜也称为干式物镜。介质是空气,折射率是1。水浸物镜的介质是折射率为1.33的蒸馏水。油浸物镜的介质是雪松油或其他透明油。左右折射率通常为1.52,接近镜头和滑盖的折射率。由于使用高折射率介质,水浸物镜和油浸物镜不仅具有高放大倍率,而且具有高分辨率。
③增加物镜的光圈以提高分辨率。数值孔径的公式(喷嘴比)为:N.A=n.sinα其中:n-物镜与样品之间的介质分辨率;α-物镜的镜头孔径角。例如低倍物镜1×?6×,NA值0.04?0.15;中倍物镜6×?25×,NA值0.15?0.40;高倍物镜25×?63×,NA值0.35?0.95;而油浸物镜是指90×?100×,NA值可以达到1.25?1.40。可以看出,NA值越大,显微镜物镜的光圈越大,D值越小,分辨率越高,物像越清晰。