วิธีคำนวณกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์เป็นวัสดุหลักทางวิทยาศาสตร์มานานหลายศตวรรษ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยสามารถเข้าถึงโลกที่มองไม่เห็นได้ ความสามารถในการขยายวัตถุและสิ่งมีชีวิตได้ช่วยพัฒนาความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์และมีส่วนทำให้เกิดความก้าวหน้ามากมาย องค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งของกล้องจุลทรรศน์คือกำลังขยาย ซึ่งหมายถึงระดับที่ภาพของวัตถุหรือสิ่งมีชีวิตถูกขยายให้ใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับขนาดจริง การขยายนี้แสดงในรูปของค่าตัวเลขที่เรียกว่าปัจจัยการขยายหรือกำลังขยาย

 

โดยทั่วไป กล้องจุลทรรศน์มี 2 ประเภท ได้แก่ กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใช้แสงที่มองเห็นได้เพื่อให้แสงสว่างแก่ตัวอย่างและสามารถมีกำลังขยายตั้งแต่ 40x ถึงมากกว่า 1,000x ในทางกลับกัน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนใช้อิเล็กตรอนเพื่อสร้างภาพ และสามารถบรรลุกำลังขยายที่สูงกว่ามากถึงล้านเท่า

 

ตอนนี้เราสามารถหารือเกี่ยวกับวิธีการคำนวณกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

 

ภายในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง มีเลนส์อยู่สองประเภทที่ช่วยขยายภาพ: เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา วัตถุประสงค์มีหน้าที่รวบรวมและโฟกัสแสงจากตัวอย่าง ในขณะที่เลนส์ใกล้ตาจะช่วยขยายภาพให้ใหญ่ขึ้น กำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นผลมาจากกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุและกำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา

ภาพที่สังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นเพียงภาพระนาบของโครงสร้าง ดังนั้น กำลังขยายจึงหมายถึงกำลังขยายที่สอดคล้องกันของความยาวหรือความกว้างของโครงสร้าง ไม่ใช่การขยายที่สอดคล้องกันของปริมาตรของวัตถุ หรือกำลังขยายที่สอดคล้องกันของ พื้นที่ผิวของวัตถุ หรือการขยายที่สอดคล้องกันของพื้นที่ของภาพ

 

มีสองแนวคิดเกี่ยวกับการขยายภาพทั้งหมด แนวคิดหนึ่งคือการขยายภาพแบบออพติคอล และอีกแนวคิดหนึ่งคือการขยายภาพแบบดิจิตอล

 

1. กำลังขยายด้วยแสง หมายถึง กำลังขยายของวัตถุที่สังเกตได้จากเลนส์ใกล้ตาของกล้องจุลทรรศน์ วิธีการคำนวณการขยายด้วยแสงนั้นค่อนข้างง่าย กล่าวคือ เลนส์ใกล้วัตถุหลายตัว * เลนส์ใกล้ตาหลายตัว

 

ตัวอย่างเช่น เมื่อคำนวณกำลังขยายของกล้องจุลทรรศน์สามมิติ วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์สามมิติแบบซูมต่อเนื่องมักจะเป็น 0.68-4.7X และกำลังขยายทั้งหมดของกล้องจุลทรรศน์นี้คือ 6{{4} }X เมื่อช่องมองภาพเป็น 10X

 

การคำนวณกล้องจุลทรรศน์ชีวภาพและกล้องจุลทรรศน์โลหะนั้นง่ายกว่า การกำหนดค่าวัตถุประสงค์ทั่วไปคือ 4X/10X/40X/100X การกำหนดค่าปกติของช่องมองภาพคือ 10X, 15X และ 20X กำลังขยายทั้งหมดสามารถรับได้โดยการคูณผลคูณของเลนส์ใกล้ตาและวัตถุตามลำดับ

 

2 การขยายแบบดิจิตอล

 

การขยายแบบดิจิตอลหมายถึงการขยายภาพที่แสดงบนภาพหลังจากเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก ในปัจจุบัน ตลาดส่วนใหญ่ใช้กล้องจุลทรรศน์สามตาซึ่งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ จอมอนิเตอร์ หรือโทรทัศน์ผ่านกล้อง CCD/CMOS เพื่อการสังเกตการณ์ด้วยภาพ เพื่อลดความเมื่อยล้าของดวงตาและในขณะเดียวกันก็อำนวยความสะดวกในการแบ่งปันกับผู้อื่น

 

1 วัดภาพโดยตรง

 

วางไมโครมิเตอร์บนกลไกเชิงกลและปรับให้ได้ภาพไมโครมิเตอร์บนจอภาพ จากนั้นใช้ไม้บรรทัดวัดความยาวของไมโครมิเตอร์บนจอภาพโดยตรง

 

ผลการวัดของหนึ่งกริด /ความยาวจริงของแต่ละกริดของการขยายวัตถุระดับไมโครเมตร=

 

การขยายวัตถุ/การขยายวัตถุประสงค์ =การขยายแบบดิจิทัล

 

โดยทั่วไป จะมีการเพิ่มสเกลลงในรูปภาพเพื่อระบุการขยายของวัตถุที่แก้ไข

 

หมายเหตุ: หากไม่มีไมโครเมตร สามารถใช้ไม้บรรทัดแทนได้ ในขณะเดียวกันก็สามารถวัดกริดได้อีกหลายช่องระหว่างการคำนวณเพื่อลดข้อผิดพลาด

2 คำนวณกำลังขยายจริงโดยใช้สูตร

การขยายแบบดิจิตอล=การขยายตามวัตถุประสงค์ * {25.4 * ขนาดหน้าจอ (นิ้ว)/เส้นทแยงมุมของกล้อง} * การขยายด้วยอะแดปเตอร์

บันทึก:

1) เลนส์ใกล้วัตถุหลายตัวหมายถึงเลนส์ใกล้วัตถุหลายตัวของกล้องจุลทรรศน์ที่คุณใช้อยู่ตอนนี้ เช่น 20X

2) กำลังขยายของอะแดปเตอร์: หมายถึงกำลังขยายของส่วนที่เชื่อมต่อของกล้องจุลทรรศน์และอุปกรณ์ถ่ายภาพ โดยปกติจะเป็น 1 เท่า แต่รวมถึง 0.35, 0.5 และ 0 ด้วย 75X

3) 25.4 * ขนาดหน้าจอ (นิ้ว): ขนาดหน้าจอจะถูกแปลงเป็นมิลลิเมตร 1 นิ้ว=25.4 มม.

4) เส้นทแยงมุมของกล้อง: หมายถึงขนาดชิปของ CCD/CMOS โดยปกติจะเป็น 1/3 นิ้ว 1/2 นิ้ว 2/3 นิ้ว และความยาวที่สอดคล้องกันคือ 6 มม. 8 มม.; 11 มม.

 

ตัวอย่างเช่น: , วัตถุประสงค์คือ 40X, C-mount คือ 0.5X, ขนาดจอภาพคือ 27", กล้องคือ 1/2.8" (5.18*3.89 มม.) กล้อง 5.0MP((บันทึก:เส้นทแยงมุมของกล้องนี้ประมาณ 5.05 มม. คำนวณแล้ว)

 

ตอนนี้ ,กำลังขยายดิจิตอล {{0}}*0.5* 27"*25.4/5.05=2716