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技術(shù)文章

你知道顯微鏡放大的是長度還是面積呢?

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顯微鏡放大的是長度而不是面積,因?yàn)樵谟懻擄@微鏡放大倍數(shù)時(shí),我們是以線的長度對比來計(jì)算,而不是面積。

 

顯微鏡的放大倍數(shù)

顯微鏡的放大倍數(shù)是指物像大小與物體實(shí)際大小的比例,光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)是物鏡倍數(shù)和目鏡倍數(shù)的乘積,比如10X的物鏡搭配10X的目鏡,放大倍數(shù)就是100X,100倍。光學(xué)顯微鏡受到衍射限制,有效的放大倍率在1600倍左右。

 

放大比例計(jì)算用的是長度而不是面積

在討論顯微鏡的放大倍數(shù)時(shí),我們用的是長度比例,而不是面積比例。

為了快速測量、驗(yàn)證顯微鏡的放大比例和分辨率,科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種特殊的樣品叫“測微尺",測微尺上有微米級(jí)精度的標(biāo)尺,通過觀察鏡下得到的畫面尺寸,對比標(biāo)尺數(shù)值,就可以快速驗(yàn)證顯微鏡的放大倍數(shù)是否準(zhǔn)確,如果使用了顯微鏡相機(jī),還可以利用測微尺為電子標(biāo)尺校正,然后用戶就可以利用數(shù)字成像加上電子標(biāo)尺功能來測量樣品的尺寸。

 

為什么是長度而不是面積?

為什么我們討論放大倍數(shù)時(shí)用長度而不是面積呢?上述討論測微尺工具時(shí)也其實(shí)已經(jīng)暗示,測量長度比例要比測量面積比例簡單方便得多。非平場物鏡可能存在畸變。

而另一方面,這也與光學(xué)缺陷相關(guān)。顯微鏡成像可能存在桶形畸變或者枕形畸變,成像的面會(huì)有變形,會(huì)導(dǎo)致一個(gè)正方形經(jīng)過放大會(huì)變形成桶形或者枕形,消色差物鏡和半平場消色差物鏡都有這些問題。當(dāng)以長度計(jì)算放大比例時(shí),偏差是可控的,如果以面積來計(jì)算放大比例,面積 = 長度 x 寬度,長寬都有偏差,相乘結(jié)果會(huì)帶來更大的偏差,相比更加不準(zhǔn)確。

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