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浸油有助于通過顯微鏡查看圖像的兩個特征:更精細的分辨率和亮度。這些特性在高放大倍率下尤為 關鍵。因此只有通常用于油浸的高功率,短焦距的物鏡才可以使用。
油浸物鏡通常可用40至120倍。請勿將它們與也在此范圍內制造的“高干燥"物鏡或浸水物鏡相混淆。正如“油"浸沒物鏡必須與油一起使用才能獲得可用的圖像一樣,“水"浸沒物鏡必須與水一起使用,而“干"浸物鏡必須與水一起使用。在高度干燥的地方使用油會否定球面和色差校正,從而破壞圖像。
對于任何給定的鏡頭,都有固定的焦距。將物鏡對準焦點后,會有一個光錐從樣品上的一點延伸到物鏡的整個直徑。由該錐形成的角度為角孔(A.A.),如圖1所示。它的變化范圍從低功率干油(長焦距)的10°到高功率油(短焦距)的140°。當然,the greatest 理論角度孔徑為零焦距時為180°。
樣品下方是第二個匹配的圓錐形光錐,圓錐形的底部是聚光鏡的頂面,頂部是樣品上某個點的頂點。然后,理論照明為從聚光鏡到物鏡的每條光線提供一條直線路徑。

該直線路徑會受到折射率不同的任何材料的干擾。理想情況下,圖2從冷凝器向上開始,有空氣(索引為1.00),滑塊(約1.515),安裝介質,蓋玻片(約1.515),空氣(1.00),最后是物鏡。由于大多數聚光鏡和物鏡為1.515,因此通過用浸油(1.515)填充氣隙并使用安裝介質(1.515)可獲得均勻的路徑。除1.515以外的其他安裝媒體各有優缺點,但并非本文討論的一部分。
獲得的分辨率與角孔徑直接相關,A.A。越大。錐形更寬,射線更斜。但是,除非存在均一的光路,否則最傾斜的光線會因載玻片或防護玻璃內部的內部反射而丟失。
中角孔徑的油浸物鏡比角孔徑較大的“干式"油鏡具有更高的分辨能力,因此必須考慮Ernst Abbe提出的術語“數值孔徑"(N.A.)。 N.A.等于n x sin 1/2 A.A.其中n是路徑中的zuidi 折射率。因此,保護玻璃和物鏡之間的氣隙在理論上的zui大 N.A.為1.00;水1.33;浸泡油1.515。由于其他限制,透鏡玻璃1.515的實際N.A.僅為1.40,因此使用浸油可以充分利用物鏡的分辨力。并且,對于給定的角孔,浸入式油鏡比等效焦距的干物鏡可將分辨率提高約50%。

圖2.射線R1-由均勻路徑產生的直射線。 (光學上油)。 射線R2-由氣隙引起的射線偏差。 注意,R1的傾斜角度比R2的傾斜角度更大,并且在樣品上形成更大的孔徑角,表明有更多的光到達物鏡,并且分辨率會更高。 R1a和R1b表示發生反射的位置,而R1c和R1d表示在不上油的情況下折射會導致光損失的位置。 假定安裝介質與滑塊和玻璃蓋罩的索引相同。
就像浸油允許使用物鏡的整個N.A.(分辨力)一樣,獲得冷凝器的zui大N.A.也是必要的。在冷凝器為N.A. 1.40且冷凝器與滑塊底部之間有氣隙的情況下,極限值為N.A. 1.(空氣)。額外的光因聚光器內的內部反射而丟失。
物鏡必須“干式"或“上油"使用,根據設計而定,冷凝器可以上油或干式工作,但限于工作值。用水(1.33)或浸油(1.515)“注油"可獲得冷凝器的全分辨率(N.A. 1.25)。 N.A. 1.40的冷凝器必須使用1.40或更大的介質,例如浸油1.515,才能使用其設計的N.A.。
第三個考慮因素是安裝介質本身。 “空氣固定"樣品可以接收1.0 N.A的光錐。過量的光會因載玻片頂部表面的全反射而損失掉。因此,在確定冷凝器的可用NA時,要考慮第二個極限或工作NA值。
光學系統的分辨能力是通過平均物鏡的N.A.值和聚光鏡的工作N.A.來計算的。如上所述,物鏡必須按設計使用,干燥,澆水或上油。冷凝器工作壓力N.A.僅在將其上油到滑板時等于設計的N.A.,并且使用折射率大于冷凝器N.A的安裝介質。