آپٹیکل مائکروسکوپ کی کارکردگی کی وضاحت اور حساب کتاب کیسے کریں۔

آپٹیکل مائکروسکوپ کی کارکردگی کی وضاحت اور حساب کتاب کیسے کریں۔

1. عددی یپرچر

عددی یپرچر کو مختصراً NA کہا جاتا ہے۔ عددی یپرچر آبجیکٹیو لینس اور کنڈینسر لینس کا بنیادی تکنیکی پیرامیٹر ہے، اور یہ دونوں کی کارکردگی کا فیصلہ کرنے کے لیے ایک اہم علامت ہے (خاص طور پر معروضی لینس کے لیے)۔ اس کی عددی قدر کا سائز بالترتیب آبجیکٹیو لینس اور کنڈینسر لینس کے کیسنگ پر نشان زد ہے۔

عددی یپرچر (NA) معروضی لینس کے سامنے والے لینس اور جس چیز کا معائنہ کیا جانا ہے اور یپرچر زاویہ (u) کے نصف حصے کے سائین کے درمیان میڈیم کے اضطراری انڈیکس (n) کی پیداوار ہے۔ فارمولا درج ذیل ہے: NA=nsinu/2

یپرچر اینگل، جسے "آئینے کے منہ کا زاویہ" بھی کہا جاتا ہے، وہ زاویہ ہے جو آبجیکٹیو لینس کے نظری محور پر آبجیکٹ پوائنٹ اور معروضی لینس کے سامنے والے لینس کے موثر قطر سے بنتا ہے۔ یپرچر زاویہ جتنا بڑا ہوگا، معروضی لینس میں داخل ہونے والی روشنی کا بہاؤ اتنا ہی بڑا ہوگا، جو معروضی لینس کے مؤثر قطر کے متناسب ہے اور فوکل پوائنٹ کے فاصلے کے الٹا متناسب ہے۔

خوردبین سے مشاہدہ کرتے وقت، اگر آپ NA کی قدر بڑھانا چاہتے ہیں، تو یپرچر زاویہ نہیں بڑھایا جا سکتا۔ واحد طریقہ یہ ہے کہ درمیانے درجے کی ریفریکٹیو انڈیکس این ویلیو میں اضافہ کیا جائے۔ اس اصول کی بنیاد پر، پانی میں وسرجن آبجیکٹیو لینسز اور آئل وسرجن آبجیکٹیو لینز تیار کیے جاتے ہیں۔ چونکہ میڈیم کا ریفریکٹیو انڈیکس n ویلیو 1 سے زیادہ ہے، NA ویلیو 1 سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

زیادہ سے زیادہ عددی یپرچر 1.4 ہے، جو نظریاتی اور تکنیکی طور پر حد تک پہنچ چکا ہے۔ فی الحال، ایک اعلی اضطراری انڈیکس کے ساتھ برومونافتھلین کو ایک میڈیم کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ برومونافتھلین کا ریفریکٹیو انڈیکس 1.66 ہے، لہذا NA کی قدر 1.4 سے زیادہ ہو سکتی ہے۔

یہاں یہ بتانا ضروری ہے کہ آبجیکٹیو لینس کے عددی یپرچر کے کردار کو مکمل طور پر ادا کرنے کے لیے، کنڈینسر لینس کی NA ویلیو مشاہدے کے دوران معروضی لینس کے برابر یا اس سے تھوڑی زیادہ ہونی چاہیے۔

عددی یپرچر کا دوسرے تکنیکی پیرامیٹرز سے گہرا تعلق ہے، اور یہ تقریباً دوسرے تکنیکی پیرامیٹرز کا تعین اور اثر انداز ہوتا ہے۔ یہ ریزولوشن کے متناسب، میگنیفیکیشن کے متناسب، اور فوکس کی گہرائی کے الٹا متناسب ہے۔ جیسے جیسے NA کی قدر بڑھتی ہے، اس کے مطابق فیلڈ آف ویو کی چوڑائی اور کام کا فاصلہ کم ہوتا جائے گا۔

2. قرارداد

خوردبین کی ریزولیوشن سے مراد دو آبجیکٹ پوائنٹس کے درمیان کم از کم فاصلہ ہے جسے خوردبین کے ذریعے واضح طور پر پہچانا جا سکتا ہے، جسے "تعصب کی شرح" بھی کہا جاتا ہے۔ اس کا حساب کا فارمولا ہے σ=λ/NA

جہاں σ کم از کم ریزولوشن فاصلہ ہے؛ λ روشنی کی طول موج ہے؛ NA مقصدی لینس کا عددی یپرچر ہے۔ نظر آنے والے معروضی لینس کی ریزولیوشن کا تعین دو عوامل سے کیا جاتا ہے: معروضی لینس کی NA قدر اور روشنی کے منبع کی طول موج۔ NA قدر جتنی بڑی ہوگی، روشنی کی طول موج اتنی ہی کم ہوگی، اور σ قدر جتنی چھوٹی ہوگی، ریزولیوشن اتنی ہی زیادہ ہوگی۔

ریزولوشن کو بڑھانے کے لیے، یعنی σ کی قدر کو کم کرنے کے لیے، درج ذیل اقدامات کیے جا سکتے ہیں۔

1. طول موج λ قدر کو کم کریں اور مختصر طول موج روشنی کا ذریعہ استعمال کریں۔

2. NA قدر (NA=nsinu/2) بڑھانے کے لیے میڈیم n کی قدر میں اضافہ کریں۔

3. این اے ویلیو بڑھانے کے لیے یپرچر اینگل یو ویلیو میں اضافہ کریں۔

4. روشنی اور اندھیرے کے درمیان تضاد میں اضافہ کریں۔

3. میگنیفیکیشن اور موثر میگنیفیکیشن

معروضی لینس اور آئی پیس کی دو میگنیفیکیشنز کی وجہ سے، خوردبین کی کل میگنیفیکیشن Γ مقصدی لینس میگنیفیکیشن اور آئی پیس میگنیفیکیشن Γ1 کی پیداوار ہونی چاہیے:

Γ= Γ1

ظاہر ہے، میگنفائنگ گلاس کے مقابلے میں، خوردبین میں بہت زیادہ میگنیفیکیشن ہو سکتا ہے، اور خوردبین کی میگنیفیکیشن کو مختلف میگنیفیکیشن کے ساتھ معروضی لینس اور آئی پیس کا تبادلہ کرکے آسانی سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

میگنیفیکیشن بھی خوردبین کا ایک اہم پیرامیٹر ہے، لیکن کوئی آنکھ بند کر کے یقین نہیں کر سکتا کہ میگنیفیکیشن جتنی زیادہ ہوگی، اتنا ہی بہتر ہے۔ مائکروسکوپ میگنیفیکیشن کی حد موثر میگنیفیکیشن ہے۔

ریزولوشن اور میگنیفیکیشن دو مختلف لیکن متعلقہ تصورات ہیں۔ متعلقہ فارمولا: 500NA<><>

جب منتخب آبجیکٹو لینس کا عددی یپرچر کافی بڑا نہ ہو، یعنی ریزولوشن کافی زیادہ نہ ہو، تو خوردبین آبجیکٹ کی باریک ساخت میں فرق نہیں کر سکتی۔ اس وقت، یہاں تک کہ اگر میگنیفیکیشن ضرورت سے زیادہ بڑھ گئی ہے، حاصل شدہ تصویر صرف ایک تصویر ہو سکتی ہے جس میں ایک بڑی خاکہ لیکن غیر واضح تفصیلات ہوں۔ ، جسے غلط میگنیفیکیشن کہتے ہیں۔ اس کے برعکس، اگر ریزولوشن ضروریات کو پورا کرتا ہے لیکن میگنیفیکیشن ناکافی ہے، تو خوردبین حل کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے، لیکن تصویر اب بھی اتنی چھوٹی ہے کہ انسانی آنکھوں سے واضح طور پر نہیں دیکھا جا سکتا۔ لہٰذا، خوردبین کی حل کرنے کی طاقت کو پورا کرنے کے لیے، عددی یپرچر کو خوردبین کی کل میگنیفیکیشن کے ساتھ معقول طور پر ملایا جانا چاہیے۔

4. توجہ کی گہرائی

توجہ کی گہرائی توجہ کی گہرائی کا مخفف ہے، یعنی جب مائکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے، جب فوکس کسی خاص چیز پر ہوتا ہے، تو نہ صرف اس نقطہ کے جہاز کے تمام پوائنٹس کو واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے، بلکہ اوپر کی ایک خاص موٹائی کے اندر بھی۔ اور ہوائی جہاز کے نیچے، واضح ہونے کے لیے، اس واضح حصے کی موٹائی توجہ کی گہرائی ہے۔ اگر فوکس کی گہرائی بڑی ہے، تو آپ معائنہ کے تحت آبجیکٹ کی پوری تہہ دیکھ سکتے ہیں، جب کہ اگر فوکس کی گہرائی چھوٹی ہے، تو آپ معائنہ کے تحت شے کی صرف ایک پتلی تہہ دیکھ سکتے ہیں۔ توجہ کی گہرائی کا دوسرے تکنیکی پیرامیٹرز کے ساتھ درج ذیل تعلق ہے:

1. فوکس کی گہرائی کل میگنیفیکیشن اور مقصدی لینس کے عددی یپرچر کے الٹا متناسب ہے۔

2. فوکس کی گہرائی بڑی ہے، اور ریزولوشن کم ہو گیا ہے۔

کم میگنیفیکیشن آبجیکٹیو لینس کے فیلڈ کی بڑی گہرائی کی وجہ سے، کم میگنیفکیشن آبجیکٹیو لینس سے تصویریں لینا مشکل ہے۔ اس کو فوٹو مائیکروگرافس میں مزید تفصیل سے بیان کیا جائے گا۔

5. فیلڈ آف ویو قطر (فیلڈ آف ویو)

خوردبین کا مشاہدہ کرتے وقت، نظر آنے والے روشن سرکلر علاقے کو فیلڈ آف ویو کہا جاتا ہے، اور اس کا سائز آئی پیس میں فیلڈ ڈایافرام سے طے ہوتا ہے۔

فیلڈ آف ویو کے قطر کو فیلڈ آف ویو کی چوڑائی بھی کہا جاتا ہے، جس سے مراد معائنہ شدہ آبجیکٹ کی اصل رینج ہے جسے خوردبین کے نیچے نظر آنے والے سرکلر فیلڈ میں ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ فیلڈ آف ویو کا قطر جتنا بڑا ہوگا، اس کا مشاہدہ کرنا اتنا ہی آسان ہوگا۔

فارمولا ہے:

F{{0}FN/

فارمولے میں، F - منظر کے میدان کا قطر؛

FN - فیلڈ نمبر (فیلڈ نمبر، مختصراً FN، آئی پیس بیرل کے باہر نشان زد)؛

- مقصدی لینس کی میگنیفیکیشن۔

یہ فارمولہ سے دیکھا جا سکتا ہے:

1. منظر کے میدان کا قطر منظر کے میدانوں کی تعداد کے متناسب ہے۔

2. معروضی لینس کے متعدد کو بڑھانے سے منظر کے میدان کا قطر کم ہو جاتا ہے۔ لہذا، اگر آپ کم پاور لینس کے نیچے معائنہ شدہ آبجیکٹ کی پوری تصویر دیکھ سکتے ہیں، اور ہائی پاور آبجیکٹیو لینس میں تبدیل ہو سکتے ہیں، تو آپ معائنہ شدہ آبجیکٹ کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ دیکھ سکتے ہیں۔

6. ناقص کوریج

خوردبین کے نظری نظام میں کور سلپ بھی شامل ہے۔ کور شیشے کی غیر معیاری موٹائی کی وجہ سے، کور گلاس سے ہوا میں داخل ہونے کے بعد روشنی کا آپٹیکل راستہ تبدیل ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں فیز کا فرق ہوتا ہے، جو کہ خراب کوریج ہے۔ خراب کوریج کی نسل خوردبین کی آواز کے معیار کو متاثر کرتی ہے۔

بین الاقوامی ضابطوں کے مطابق، کور گلاس کی معیاری موٹائی {{0}}.17mm ہے، اور قابل اجازت حد 0 ہے۔{3}}.18mm ہے۔ اس موٹائی کی حد میں فرق کو معروضی لینس کی تیاری میں شمار کیا گیا ہے۔ آبجیکٹیو لینس ہاؤسنگ پر نشان زد 0.17 مقصدی لینس کے لیے درکار کور گلاس کی موٹائی کی نشاندہی کرتا ہے۔

7. کام کی دوری WD

کام کرنے کی دوری کو آبجیکٹ فاصلہ بھی کہا جاتا ہے، جس سے مراد آبجیکٹیو لینس کے سامنے والے لینس کی سطح سے معائنہ کرنے والی چیز تک کا فاصلہ ہے۔ خوردبین کے معائنے کے دوران، جس چیز کا معائنہ کیا جائے وہ معروضی لینس کی فوکل لمبائی سے ایک سے دو گنا کے درمیان ہونا چاہیے۔ لہذا، یہ اور فوکل کی لمبائی دو تصورات ہیں۔ جسے عام طور پر فوکسنگ کہا جاتا ہے وہ دراصل کام کے فاصلے کو ایڈجسٹ کرنا ہے۔

معروضی لینس کے ایک مخصوص عددی یپرچر کی صورت میں، کام کرنے کا فاصلہ چھوٹا ہوتا ہے اور یپرچر کا زاویہ بڑا ہوتا ہے۔

بڑے عددی یپرچر اور چھوٹے کام کے فاصلے کے ساتھ اعلی میگنیفکیشن آبجیکٹیو لینس