Mikroskopju ottiku konvenzjonali u mikroskopju ottiku fil-kamp qrib
Il-mikroskopju ottiku fil-kamp qrib huwa rivoluzzjoni fuq mikroskopi ottiċi konvenzjonali. Ma jużax lentijiet ottiċi għall-immaġini, iżda juża l-ponta tas-sonda biex tiskannja 'l fuq mill-wiċċ tal-kampjun biex tikseb informazzjoni dwar il-wiċċ tal-kampjun. Analizza l-essenza fiżika tal-prinċipji tal-immaġini bejn mikroskopi ottiċi tradizzjonali u mikroskopi ottiċi qarib, kif ukoll ix-xebh u d-differenzi fl-istrutturi taż-żewġ sistemi tal-mikroskopju. Introduċa l-metodu tal-manifattura ta 'sondi ottiċi tal-fibra. L-enfasi kienet fuq il-prinċipji ta 'skoperta ta' field kważi, effetti ta 'tunnellar ottiku, u l-proprjetajiet ta' oqsma mhux radjattivi.
Mikroskopi ottiċi tradizzjonali huma l-eqdem membri tal-familja tal-mikroskopju, bi storja ta 'bosta mijiet ta' snin. Huwa kien l-uniku mezz ta 'osservazzjoni ta' strutturi żgħar. Mikroskopi ottiċi tradizzjonali jużaw prinċipalment lentijiet ottiċi biex jkabbru jew jimmaġinaw oġġetti. B'mod ġenerali, lenti waħda tista 'tkabbar oġġett bosta għexieren ta' drabi, u l-użu ta 'taħlita ta' lentijiet jista 'kważi jkabbarha sa kważi elf darba. L-effett ta 'diffrazzjoni tad-dawl jillimita l-possibbiltà li tkompli titjieb ir-riżoluzzjoni ta' mikroskopi ottiċi. Dan huwa l-limitu ta 'riżoluzzjoni ta' Rayleigh.
Ħarsa ġenerali lejn il-mikroskopi ottiċi tradizzjonali
Mikroskopi ottiċi tradizzjonali huma magħmula minn lentijiet ottiċi. Billi tuża l-indiċi ta 'rifrazzjoni tal-materjal u l-kurvatura tal-lenti, l-oġġett osservat huwa ingrandita biex tikseb l-informazzjoni dettaljata tiegħu. Madankollu, l-ingrandiment ta 'mikroskopju ottiku ma jistax jiżdied b'mod arbitrarju, peress li huwa limitat mil-limitu ta' diffrazzjoni ottika.
Fejn R hija d-distanza bejn żewġ punti, λ huwa t-tul ta 'mewġa tar-raġġ, n huwa l-indiċi ta' rifrazzjoni tal-mezz, u θ hija l-apertura nofs angolari tal-lenti li tiġbor u tiffoka r-raġġ fuq id-ditekter. Jispeċifika d-distanza li fiha żewġ punti jistgħu jiġu distinti b'mod preċiż, li huwa determinat mill-parametri tas-sistema tal-immaġini. L-inugwaljanza ta 'hawn fuq tindika li sabiex titjieb ir-riżoluzzjoni (jiġifieri tnaqqas id-distanza R), hemm biss tliet modi: (1) Agħżel tulijiet ta' mewġ iqsar (jekk huma magħżula radjazzjoni elettromanjetika UV, raġġi X, jew raġġi tal-elettroni, dawn se jkunu aktar effettivi). (2) Biex ittejjeb N, taħdem b'materjali b'indiċi ta 'rifrazzjoni għolja. Dan huwa l-prinċipju ta 'mikroskopija ta' immersjoni, ivvintata minn Amici f'nofs -19 seklu. (3) Iżżid l-angolu tal-apertura tal-mikroskopju. Il-mikroskopi elettroniċi jużaw travi tal-elettroni minflok travi ħfief, u jtejbu ħafna r-riżoluzzjoni. Għandu jkun innutat li l-kriterju ta 'Rayleigh huwa bbażat fuq is-suppożizzjoni ta' mewġ ta 'propagazzjoni. Jekk l-għelieqi mhux radjattivi jistgħu jiġu skoperti, huwa mistenni li jevita l-kriterju ta 'Rayleigh u jaqsam kompletament il-limitazzjonijiet ta' barrieri ta 'diffrazzjoni.
Prinċipju ta 'mikroskopju ottiku fil-kamp qrib
Nistgħu nifhmu l-proċess tal-immaġini kif ġej: Meta foton jew elettron emess minn sors tad-dawl ikun ipproġettat fuq oġġett fil-mira, huwa rifless u maqbud jew riċevut minn xi ditekter (bħalma huma l-għajnejn jew il-kamera tal-osservatur). Minħabba l-fatt li t-trajettorja u n-numru ta 'partiċelli riflessi huma relatati mal-proprjetajiet tal-oġġett, ir-raġġi tal-partikuli jġorru informazzjoni dwar il-karatteristiċi tal-oġġett. Aħna nsejħu l-projezzjoni fuq mira ta '' immaġni '. Fiżikament, l-oġġetti u l-immaġini huma estremament differenti: l-oġġetti huma ġeneralment tridimensjonali; U ġeneralment hija projezzjoni b'żewġ dimensjonijiet ta 'kwantitajiet fiżiċi relatati mal-istruttura ta' l-oġġett, minħabba li l-mezz ta 'reġistrazzjoni huwa bidimensjonali. Din il-kwantità fiżika ġeneralment hija intensità tad-dawl, minħabba li d-ditekters huma biss sensittivi għall-intensità tad-dawl. Jekk nissostitwixxu l-oġġett innifsu b'qasam tad-dawl relatat mal-oġġett, nistgħu nistudjaw ir-relazzjoni bejn il-kamp tal-oġġett u l-kamp tal-immaġni, jiġifieri, ir-relazzjoni bejn l-intensità tal-kamp tal-oġġett u l-intensità tiegħu fuq il-pjan tal-immaġni. Madankollu, l-ewwel mistoqsija li teħtieġ li tingħata risposta hija: X'inhi r-relazzjoni bejn l-istruttura ta 'oġġett u l-kamp ħafif tagħha? Fil-prinċipju, l-ekwazzjonijiet ta 'Maxwell jipprovdu mod kif tistudja din il-problema: il-bidliet fid-distribuzzjoni tal-kurrent tal-elettroni jew id-densità tal-ħlas ġewwa oġġett taħt l-azzjoni ta' kamp elettromanjetiku estern; It-tariffi u l-kurrenti li joxxillaw jistgħu jikkawżaw bidliet fil-kamp elettromanjetiku, li jippermettu li jinfirex mill-wiċċ ta 'oġġett għall-ispazju estern. Skond il-prinċipju tal-kontinwità, jidher loġiku li jiġi dedott li d-distribuzzjoni tal-piżijiet u l-kurrenti fuq il-wiċċ ta 'oġġett tista' tiġi rikostruwita mid-distribuzzjoni tal-kamp spazjali estremament qrib l-oġġett. Minħabba l-fatt li d-distribuzzjoni ta 'piżijiet jew kurrenti tinbidel biss f'distanzi estremament żgħar (ġeneralment inqas mit-tul ta' mewġa), aħna nassumu wkoll li l- "kamp spazjali estremament viċin l-oġġett" jinbidel biss f'dawn id-distanzi żgħar.
