לאיזו עדשת מיקרוסקופ יש את ההגדלה הנמוכה ביותר?

תשובה מהירה: ברוב המיקרוסקופים המורכבים הסטנדרטיים, לעדשת האובייקטיב 4x יש את ההגדלה הנמוכה ביותר והיא נקראת בדרך כלל אובייקטי הסריקה . שדה הראייה הרחב ומרחק העבודה הארוך יחסית שלו הופכים אותו לשימושי לאיתור ומרכז דגימה לפני המעבר להגדלה של פי 10, פי 40 או יותר. עם זאת, מערכות מחקר ותעשייה מיוחדות עשויות להשתמש גם ב-1x, 2x, 2.5x או מטרות אחרות בעלות הגדלה נמוכה.

טייק אווי מפתח

• מטרת הסריקה פי 4 היא בדרך כלל מטרת ההספק הנמוכה ביותר במיקרוסקופ מורכב בכיתה או במעבדה.

• עם עינית פי 10, מטרה פי 4 מספקת הגדלה חזותית כוללת של פי 40.

• התחלה בעוצמה נמוכה מספקת תצוגה רחבה יותר, מקלה על המיקוד ומפחיתה את הסיכון למגע של המטרה במגלשה.

• שדה הראייה, הצמצם המספרי, הרזולוציה ומרחק העבודה תלויים באובייקט הספציפי ובמערכת המיקרוסקופ; הגדלה לבדה לא קובעת אותם.

• מיקרוסקופים מיוחדים של OEM ותעשייתיים עשויים להשתמש ביעדים מתחת פי 4, לכן יש לבדוק תמיד את ההגדלה החרוטה ואת גיליון הנתונים של היצרן.

לאיזו עדשת אובייקט יש את כוח ההגדלה הנמוך ביותר?

עדשת אובייקטיבית 4x

במיקרוסקופ מורכב נפוץ המצויד במטרות 4x, 10x, 40x ו- 100x, האובייקטיב 4x מספק את ההגדלה הנמוכה ביותר . בדרך כלל הוא נבחר תחילה מכיוון שהוא מציג שטח דגימה גדול יותר ומקל על איתור אזור העניין.

כאשר תצפית חזותית משתמשת בעינית פי 10, ההגדלה הכוללת מחושבת כך:

הגדלה חזותית כוללת = הגדלה אובייקטיבית × הגדלה של עינית

לכן, מטרה פי 4 בשימוש עם עינית פי 10 מספקת הגדלה חזותית כוללת של פי 40.

השמות התיאוריים אינם עקביים לחלוטין. חלק מהחומרים החינוכיים קוראים לאובייקטיבי פי 4 'הספק נמוך' ולאובייקטיבי פי 10 'עוצמה בינונית.' ההגדלה החקוקה על קנה האובייקטיבי אמינה יותר מהשם המתאר.

מדוע כדאי להתחיל עם היעד בעל העוצמה הנמוכה ביותר?

מומלץ להתחיל עם מטרת הסריקה פי 4 מכמה סיבות מעשיות.

שדה ראיה רחב יותר

מטרה בעוצמה נמוכה יותר מציגה בדרך כלל שטח דגימה גדול יותר. זה עוזר למשתמש למצוא את הדגימה, לזהות את המבנה הכללי שלה ולמרכז את האזור שייבחן מאוחר יותר בהגדלה גבוהה יותר.

מיקוד ראשוני קל יותר

יעד ה-4x הוא בדרך כלל פחות רגיש לשינויי מיקוד קטנים מאשר יעד בעל עוצמה גבוהה יותר. משתמשים יכולים להביא את הדגימה לעין ביתר קלות לפני שהם עוברים ל-10x או 40x.

עוד אישור עבודה

בתוך סדרת אובייקטים קונבנציונלית, למטרות בהגדלה נמוכה יותר יש בדרך כלל מרחק עבודה ארוך יותר. זה מספק מרווח רב יותר בין האלמנט הקדמי האובייקטיבי למגלשה, ומפחית את הסיכון למגע מקרי. מרחק העבודה בפועל עדיין משתנה בהתאם לתכנון האובייקטיבי ויש לבדוק אותו בגיליון הנתונים של הדגם.

מחקר שנערך ב- Scientific Reports עם ביקורת עמיתים תיעד מערכת מיקרוסקופ באמצעות א אובייקטיבי 5x/0.15 NA עם מרחק עבודה של 12 מ'מ ושדה ראייה של 2.6 × 2.6 מ'מ, לעומת אובייקטיבי NA 10x/0.30 עם מרחק עבודה של 11 מ'מ ושדה ראייה של 1.3 × 1.3 מ'מ . ערכים ספציפיים למערכת אלו ממחישים כיצד הגדלה, NA, מרחק עבודה ושדה ראייה משתנים יחד; אין להתייחס אליהם כמפרט אוניברסלי עבור כל מטרה פי 5 או פי 10.

מעבר בטוח יותר לעוצמה עליון

ברגע שהדגימה ממוקדת ומרוכזת ב-4x, קל יותר לעבור למטרה בעלת הגדלה גבוהה יותר מבלי לאבד את אזור העניין. מרכז מחדש חשוב מכיוון ששטח הדגימה הנראית לעין הופך קטן יותר ככל שההגדלה גדלה.

כיצד משתנים שדה ראייה, צמצם מספרי ומרחק עבודה

הגדלה משפיעה על מה שהמשתמש רואה, אך היא אינה מתארת ​​את הביצועים האופטיים המלאים של מטרה.

שדה ראיה

לתצפית חזותית דרך עינית, ניתן לחשב את קוטר שדה הדגימה המשוער כך:

קוטר שדה הדגימה ≈ מספר שדה עינית ÷ הגדלה אובייקטיבית

לדוגמה, מיקרוסקופ עם מספר שדה של 20 יספק את שדות הראייה המשוערים הבאים:

אלו דוגמאות מחושבות, לא מפרטים אוניברסליים. מיקרוסקופ עם מספר שדה שונה, תצורת עדשת צינור, אופטיקה ממסרת או מערכת מצלמה יפיקו שדה ראייה שונה.

צמצם ורזולוציה מספריים

צמצם מספרי (NA) מתאר את יכולתו של אובייקטיבי לקבל אור יוצר תמונה ולפתור פרטים עדינים של הדגימה. הגדלה גבוהה יותר אינה מבטיחה אוטומטית רזולוציה טובה יותר; רזולוציה שימושית תלויה גם ב-NA, אורך גל תאורה, תיקון אופטי, ניגודיות הדגימה ויישור המערכת.

לדוגמה, סדרת תכנית-אכרומט קונבנציונלית עשויה להשתמש ב-NA של כ-0.10 ב-4x, 0.25 ב-10x ו-0.40 ב-20x. ערכים אלו הם דוגמאות מייצגות ולא מפרטים לכל מטרה. השתמש תמיד ב-NA החקוק על הקנה או רשום בגיליון הנתונים של היצרן.

תוך שימוש ביחס ריילי שנדון בסקירת עמיתים של גודווין, D = 0.61λ/NA, אור 550 ננומטר נותן ערכי רזולוציה רוחבית תיאורטית של כ-3.36 מיקרומטר ב-NA 0.10, 1.34 מיקרומטר ב-NA 0.25 ו-0.84 מיקרומטר ב-NA 0.40 . אלו הן אומדני עקיפה מחושבים ולא מפרטי מערכת מובטחים; הביצועים בפועל תלויים גם בתאורה, ניגודיות, סטייות, דגימה ויישור.

מאמר ביקורת עמיתים ביופיזיקה מדווח על כך אור של 500 ננומטר עם מטרה NA 1.4 מקביל לרזולוציה מרחבית תיאורטית של 178 ננומטר, בעוד ששדה הראייה ב-100x קטן יותר משישה מאשר ב-40x . המחברים גם מציינים שדגימת יתר עם פיקסלים של מצלמה קטנים שלא לצורך לא מוסיפה רזולוציה אופטית ויכולה להפחית את רגישות הזיהוי. זה מחזק מדוע יש להעריך הגדלה, NA, גודל שדה ודגימת גלאים יחד.

מרחק עבודה

מרחק עבודה הוא המרחק בין האלמנט הקדמי של המטרה לבין הדגימה או כיסוי הכיסוי כאשר התמונה בפוקוס. זה בדרך כלל מתקצר ככל שההגדלה וה-NA גדלים בסדרה קונבנציונלית, אבל מרחק עבודה ארוך ויעדים מיוחדים הם יוצאי דופן חשובים. מסיבה זו, אין לפרסם ערך מרחק עבודה קבוע אחד עבור כל מטרה של 4x, 10x או 40x.

מאמר סקירת עמיתים של מכשירים מדעיים דיווח על מטרה מיוחדת שהשתלבה NA 0.40 עם מרחק עבודה של 18.2 מ'מ ב-852 ננומטר דרך חלון 5 מ'מ סיליקה מאוחה; התכנון המדווח סיפק שדה ראייה מוגבל של עקיפה של 0.61 מ'מ ורזולוציה של 1.3 מיקרומטר . זהו עיצוב מחקר שנבנה למטרה, לא מטרה קטלוגית טיפוסית, אבל הוא מאשר שמרחק עבודה הוא משתנה עיצובי ולא תוצאה קבועה של הגדלה.

האם יש עדשות אובייקטיביות מתחת לפי 4?

כֵּן. המטרה פי 4 היא בדרך כלל העדשה בעלת העוצמה הנמוכה ביותר במיקרוסקופ הוראה סטנדרטי, אך היא אינה ההגדלה הנמוכה ביותר הקיימת בכל מערכות המיקרוסקופ וההדמיה.

מערכות מחקר, בדיקה ומערכות הדמיה מיוחדות עשויות להשתמש ב-1x, 2x, 2.5x או מטרות אחרות בהגדלה נמוכה כאשר הן דורשות שדה אובייקט גדול יותר, מרחק עבודה ארוך יותר או סקירה רחבה יותר של מדגם.

הגדלה נמוכה גם לא בהכרח אומרת כוח רזולוציה נמוך. במחקר שנערך בביקורת עמיתים eLife , מקונל ועמיתיו הפגינו מומחיות 4x Mesolens עם NA 0.47 ושדה ראייה של 6 מ'מ; זה פתר פרטים טוב יותר מ-1 מיקרומטר ותמך בהדמיה תלת מימדית של דגימות בעובי של עד 3 מ'מ . התוצאה ממחישה מדוע יש להעריך הגדלה, NA, גודל שדה ומרחק עבודה ביחד.

לדוגמה, ה מיקרו-אובייקט Band Optics MC-LD-2X הוא אובייקט 2x ספציפי לדגם עם NA של 0.055, מרחק עבודה של 25 מ'מ ושדה ראייה Ø16.5 מ'מ בטווח אורכי גל של 430-670 ננומטר. נתונים אלה מתארים את העיצוב האופטי הספציפי הזה ואין להתייחס אליהם כערכים אוניברסליים עבור כל המטרות פי 2.

התשובה המדויקת ביותר היא אפוא:

ברוב המיקרוסקופים המורכבים הסטנדרטיים, מטרת הסריקה פי 4 היא בעלת ההגדלה הנמוכה ביותר. במערכות מיוחדות, המטרה המותקנת הנמוכה ביותר עשויה להיות 1x, 2x, 2.5x או ערך אחר.

כיצד לזהות את המטרה בעלת העוצמה הנמוכה ביותר

השתמש במפרט החרוט במקום להסתמך רק על גודל עדשה או צבע.

1. בדוק את סימון ההגדלה. חפש ערכים כגון 2x, 4x, 10x או 40x. הערך המותקן הקטן ביותר הוא יעד ההספק הנמוך ביותר.

2. קרא את הצמצם המספרי. סימון כגון 4x/0.10 מציין הגדלה אובייקטיבית פי 4 ו-NA של 0.10.

3. בדוק את סימון המערכת האופטית. מטרות מתוקנות אינסוף מסומנות בדרך כלל בסמל אינסוף, בעוד שמטרות מצומדות סופיות עשויות להראות אורך צינור כגון 160 מ'מ.

4. אשר את מדיום הטבילה. מטרות עשויות להיות מיועדות לשימוש יבש, שמן, מים, גליצרול או מדיום מוגדר אחר.

5. השתמש ברצועות צבע רק כמדריך משני. פס אדום מזהה בדרך כלל מטרה פי 4, אבל המפרט החרוט וגיליון הנתונים נשארים המקורות המוסמכים.

כיצד להשתמש ביעד סריקה פי 4 בבטחה

1. הנח את המיקרוסקופ על משטח יציב והכין את ההארה לפי הוראות היצרן.

2. סובב את פיסת האף עד שהאובייקט 4x ננעל במקומו.

3. אבטח את השקופית והצב את הדגימה מעל נתיב ההארה.

4. הביאו את הדגימה לעין באמצעות הליך המיקוד שצוין עבור המיקרוסקופ.

5. מרכז את אזור העניין לפני המעבר ל-10x או 40x.

6. לאחר הגדלת ההגדלה, חידד את התמונה בזהירות והשתמש בפוקוס עדין במידת הצורך.

לניקוי, ראשית הסר אבק רופף עם מפוח אוויר נקי מתאים. השתמש ברקמת עדשה בדרגה אופטית ורק בנוזל הניקוי המומלץ למטרה הספציפית. אל תניח שממס או שיטת ניקוי אחת בטוחה לכל ציפוי או מכלול אופטי.

מתי יש צורך ביעד מותאם אישית בהגדלה נמוכה?

מטרת מיקרוסקופ סטנדרטית 4x עשויה שלא לענות על כל דרישות הדמיה תעשייתיות או OEM. ייתכן שיהיה צורך במטרה מותאמת אישית או ספציפית ליישום כאשר המערכת דורשת שדה ראייה מסוים, מרחק עבודה, טווח אורכי גל, פורמט חיישן, צמצם מספרי, מעטפת מכנית או תצורת עדשת צינור.

לפני שתבקש סקירת עיצוב אופטי, הגדר את הדרישות הבאות:

• הגדלת יעד ושדה ראייה

• מרחק עבודה נדרש

• פורמט חיישן וגודל פיקסל

• צמצם מספרי או יעד רזולוציה

• אורך גל וטווח ציפוי

• אורך מוקד עדשת צינור או מרחק מצומד סופי

• מידות הרכבה ושטח מכני פנוי

• תנאי סביבה וכמות ייצור

אופטיקה להקה מספקת עדשות מיקרו אובייקטיביות ו שירותים אופטיים מותאמים אישית עבור מערכות הדמיה OEM הדורשות ביצועים אופטיים ומכניים ספציפיים לדגם.

שאלות נפוצות

איך נקראת עדשת האובייקטיב בהגדלה הנמוכה ביותר?

ברוב המיקרוסקופים המורכבים הסטנדרטיים, מטרת ה-4x נקראת מטרת הסריקה מכיוון שהיא משמשת לסריקת השקופית, לאתר את הדגימה ולמרכז את אזור העניין.

איזו מטרה מספקת את הגדלה הכוללת הנמוכה ביותר?

האובייקט המותקן עם ההגדלה החרוטה הקטנה ביותר מספק את ההגדלה האובייקטיבית הנמוכה ביותר. בסט נפוץ של 4x, 10x, 40x ו- 100x, המטרה של 4x מספקת את ההגדלה הנמוכה ביותר. עם עינית פי 10, היא מייצרת הגדלה חזותית כוללת של פי 40.

האם מטרת ה-10x היא מטרה בעלת הספק נמוך?

לעתים קרובות היא מתוארת כאובייקטיבי עוצמה נמוכה, בעוד שעדשת ה-4x נקראת אובייקטיבי הסריקה. הטרמינולוגיה משתנה בין מערכות ההוראה, אז זהה מטרה לפי הגדלה החרוטה שלה ולא השם המתאר שלה.

האם מטרה פי 4 יכולה להראות תאים בודדים?

מטרה פי 4 שימושית לאיתור דגימה וצפייה במבנים גדולים או בסידור הרקמה הכולל. בדרך כלל זה לא מספק מספיק פרטים פתורים לבחינת מבנים תאיים קטנים, מה שבדרך כלל דורש מטרה תואמת NA גבוה יותר.

האם למיקרוסקופ יכול להיות מטרה פי 1 או פי 2?

כֵּן. מטרות בהגדלה נמוכה כגון 1x, 2x ו- 2.5x משמשות בחלק ממערכות המחקר, הבדיקה וההדמיה של OEM. מטרת ההספק הנמוכה ביותר תלויה ביעדים המותקנים במכשיר הספציפי.

מַסְקָנָה

מטרת הסריקה פי 4 היא בדרך כלל מטרת ההגדלה הנמוכה ביותר במיקרוסקופ מורכב סטנדרטי. הוא מספק שדה ראייה רחב, מקל על המיקוד הראשוני ועוזר למשתמשים לאתר ולרכז דגימה לפני המעבר לעוצמה גבוהה יותר. עם זאת, תוויות הגדלה כגון 'סריקה' ו'הספק נמוך' אינן אוניברסליות, ומערכות מיוחדות עשויות להשתמש ביעדים מתחת לפי 4.

יש להעריך תמיד את הביצועים האובייקטיביים באמצעות מפרט הדגם המלא, כולל NA, שדה ראייה, מרחק עבודה, טווח אורכי גל, תיקון אופטי ותאימות מערכת. Band Optics מפתחת ומייצרת רכיבים אופטיים מדויקים ומיקרו-מטרות עבור יישומי הדמיה של OEM, עם בדיקה ספציפית לדגם ודרישות ביצועים אופטיים שנלקחו בחשבון במהלך התכנון והייצור.