光学顕微鏡の接眼レンズと対物レンズの倍率はどうやって知るのでしょうか?
光学顕微鏡の倍率は、対物レンズの倍率と接眼レンズの倍率の積です。たとえば、対物レンズが 10 倍で接眼レンズが 10 倍の場合、倍率は 10 倍10=100 になります。
1. 対物レンズの分類:
対物レンズは使用条件の違いにより、乾式対物レンズと液浸対物レンズに分けられ、液浸対物レンズは水浸対物レンズと油浸対物レンズに分けられます(一般的に使用される倍率は90-100倍です)。
倍率の違いにより、低倍率対物レンズ(10倍未満)、中倍率対物レンズ(約20倍)、高倍率対物レンズ(40-65倍)に分けられます。
収差補正により、アクロマート対物レンズ(一般的に使用される、スペクトル内の2色の光の色収差を補正できる対物レンズ)とアポクロマート対物レンズ(スペクトル内の3色の光の色収差を補正できる対物レンズ、高価であまり使用されない)に分けられます。
2. 対物レンズの主なパラメータ:
対物レンズの主なパラメータには、倍率、開口数、作動距離などがあります。
① 倍率とは、目で見た像の大きさとそれに対応する標本の大きさの比を指します。面積比ではなく長さ比を指します。例:倍率100倍は、長さ1μmの標本を指します。拡大された像の長さは100μmです。面積で計算すると、倍率は10,000倍になります。
顕微鏡の総倍率は、対物レンズと接眼レンズの倍率の積に等しくなります。
②. 開口数はレンズ開口比とも呼ばれ、NAまたはAと略されます。対物レンズとコンデンサーの主なパラメータであり、顕微鏡の解像度に比例します。ドライ対物レンズの開口数は0.05-0.95で、油浸対物レンズ(杉油)の開口数は1.25です。
③. 作動距離とは、観察する標本が最も鮮明なときに、対物レンズの前レンズの底から標本のカバーガラスの上部までの距離を指します。対物レンズの作動距離は、対物レンズの焦点距離に関係しています。対物レンズの焦点距離が長いほど、倍率は低くなり、作動距離は長くなります。たとえば、10倍対物レンズには10/0.25と160/0.17と表示されています。ここで、10は対物レンズの倍率、0.25は開口数、160はレンズバレルの長さ(mm)、0.17はカバーガラスの標準厚さ(mm)です。10倍対物レンズの有効作動距離は6.5mm、40倍対物レンズの有効作動距離は0.48mmです。
3. 対物レンズの機能は、まず標本を拡大することです。これは、顕微鏡の性能、つまり解像度のレベルを決定する最も重要なコンポーネントです。
解像度は解像度や解像力とも呼ばれます。解像度の大きさは、解像距離(解像できる2つの物体点間の最小距離)の数値で表されます。明所視距離(25cm)では、通常の人間の目は、0.073mm離れた2つの物体点をはっきりと見ることができます。この0.073mmという値は、通常の人間の目の解像距離です。顕微鏡の解像距離が小さいほど、解像度が高くなり、性能が優れていることを意味します。
顕微鏡の解像度は対物レンズの解像度によって決まり、対物レンズの解像度は開口数と照明光の波長によって決まります。
通常の中心照明(光が標本を均一に通過する明所照明)を使用する場合、顕微鏡の分解能距離はd=0.61λ/NAです。
式中のdは対物レンズの分解距離、単位はnmです。
λ——照明光の波長、単位はnm。
NA ——対物レンズの開口数
例えば、油浸対物レンズの開口数は1.25、可視光の波長範囲は400-700nm、平均波長は550nmなので、d=270nmとなり、これは照明光の波長の約半分になります。一般的に、可視光で照明された顕微鏡の解像度限界は0.2μmです。
(2)接眼レンズ
観察者の目に近いため接眼レンズとも呼ばれる。鏡筒の上端に取り付けられる。
1. 接眼レンズの構造
通常、接眼レンズは上部レンズと下部レンズの 2 組で構成されています。上部レンズは接眼レンズと呼ばれ、下部レンズは収束レンズまたは視野レンズと呼ばれます。上部レンズと下部レンズの間、または視野レンズの下には開口部があります (そのサイズによって視野のサイズが決まります)。標本は開口部の表面に正確に結像されるため、特定の特性を持つ対象を示すためのポインターとして、小さな髪の毛を開口部に接着することができます。観察する標本のサイズを測定するために、接眼レンズミクロメーターをその上に配置することもできます。
接眼レンズの長さが短いほど、倍率は大きくなります (接眼レンズの倍率は接眼レンズの焦点距離に反比例するため)。
2. 接眼レンズの機能
対物レンズで拡大された鮮明な実像を、人間の目で容易に判別できる程度までさらに拡大することです。一般的に使用される接眼レンズの倍率は5-16倍です。
3. 接眼レンズと対物レンズの関係
対物レンズで鮮明に解像された微細構造は、接眼レンズで再拡大しないと、人間の目が解像できる大きさに達しないため、鮮明に見えません。しかし、対物レンズで解像できない微細構造は、高倍率の接眼レンズで再拡大しても見えません。それでも鮮明ではないため、接眼レンズは拡大鏡としてしか機能せず、顕微鏡の解像度は向上しません。対物レンズが非常に近い2つの物点を解像できる場合でも、2つの物点の像間の距離が目の解像距離よりも小さいため、鮮明に見ることができない場合があります。したがって、接眼レンズと対物レンズは互いに関連し、互いに制限し合っています。






