Độ phân giải và độ phóng đại: Vì sao phóng to hơn chưa chắc đã nhìn thấy nhiều hơn? (phần 2)
Topic 1: Độ phân giải và độ phóng đại: Vì sao phóng to hơn chưa chắc đã nhìn thấy nhiều hơn?
Phần 2: độ phóng đại hữu ích (Useful Magnification)
Độ phóng đại hữu ích
Độ phóng đại (Magnification) là mức độ phóng lớn hình ảnh của mẫu vật so với kích thước thực tế. Để có thể quan sát các chi tiết rất nhỏ của mẫu dưới kính hiển vi quang học, các chi tiết đó trước hết phải có độ tương phản (Contrast) đủ lớn để phân biệt với nền xung quanh. Đồng thời, hệ quang học của kính phải phóng đại hình ảnh đến mức mắt người có thể nhận biết được các chi tiết này, đây được gọi là độ phóng đại hữu ích (Useful Magnification).
Tuy nhiên, khi hình ảnh đã được phóng đại đến giới hạn mà mắt người có thể phân biệt, thì việc tiếp tục tăng độ phóng đại sẽ không giúp nhìn thấy thêm các chi tiết nhỏ hơn. Mỗi tổ hợp vật kính và thị kính đều có một khoảng độ phóng đại hữu ích. Đây là khoảng mà mắt người vẫn có thể khai thác tối đa lượng thông tin do vật kính tạo ra và được quyết định chủ yếu bởi khẩu độ số (Numerical Aperture – NA) của vật kính. Giá trị này được ước tính:
Useful Magnification (total) = 500 to 1000 × NA (Objective)
Độ phóng đại rỗng (Empty Magnification)
Khi độ phóng đại vượt quá giới hạn hữu ích, hiện tượng phóng đại rỗng sẽ xảy ra. Lúc này hình ảnh lớn hơn nhưng không xuất hiện thêm chi tiết mới; đường viền Airy và hiện tượng nhiễu xạ trở nên rõ hơn; hình ảnh dễ bị mờ, giảm độ sắc nét và khó quan sát.
Giới hạn quan sát của mắt người.
Độ phóng đại hữu ích của kính hiển vi không chỉ phụ thuộc vào khả năng của hệ quang học mà còn được quyết định bởi giới hạn phân giải của mắt người. Giới hạn này xuất phát từ cấu tạo của võng mạc, nơi các tế bào cảm quang được bố trí cách nhau khoảng 2-5 µm (tùy khu vực trên võng mạc và thị lực của mỗi người)
Mối liên hệ giữa giới hạn phân giải của mắt và kính hiển vi
Hãy xét hai điểm nằm rất gần nhau, nếu khoảng cách giữa hai điểm này đúng bằng giới hạn phân giải của vật kính, thì khoảng cách đó được xác định theo công thức:
r = λ/2NA
(Tham khảo thêm: độ phân giải).
Để mắt người có thể nhìn thấy hai điểm này là hai điểm riêng biệt, khoảng cách giữa chúng trên ảnh cần được phóng đại đến khoảng 0,15 mm (như đã đề cập ở trên).
Do đó, ta có mối quan hệ:
0.15 mm = M × λ/2NA
Trong đó: M là độ phóng đại cần thiết của kính hiển vi.
Biến đổi phương trình trên, ta thu được:
M = (2NA × 0.15)/λ
Sử dụng bước sóng trung bình khoảng 550 nm (tương đương 0,00055 mm), thay vào công thức trên sẽ thu được:
M = (NA × 0.30)/0.00055) ≈ 500 × NA
Kết quả trên chính là độ phóng đại tối thiểu cần thiết để mắt người có thể quan sát đầy đủ các chi tiết nhỏ mà vật kính đã phân giải được, phù hợp với phương trình (1) đã đề cập trước đó.
Độ phóng đại không tạo ra thêm chi tiết mà chỉ phóng lớn những gì độ phân giải đã ghi nhận được. Vì vậy, một hệ thống kính hiển vi hiệu quả không phải là hệ thống có độ phóng đại cao nhất, mà là hệ thống kết hợp hợp lý giữa vật kính có độ phân giải tốt và độ phóng đại nằm trong khoảng hữu ích. Hiểu rõ mối quan hệ này sẽ giúp người dùng lựa chọn cấu hình kính hiển vi phù hợp, khai thác tối đa khả năng phân giải và cung cấp hình ảnh rõ nét, giàu thông tin phục vụ cho quan sát, phân tích và nghiên cứu.
Tham khảo trang chuyên ngành: microscopyu.com/
[1] BrainKart. Ophthalmology: Eye Optics and Refractive Errors
[2] Helga Kolb (1995). Webvision: The Organization of the Retina and Visual System, University of Utah Health Sciences Center.
[3] ISO 8596:2017 – Ophthalmic optics – Visual acuity testing – Standard optotype.
Tìm đọc thêm: Resolution, Contrast, Numerical Aperture, Aberrations
Kết Luận
Độ phóng đại kính hiển vi quang học Nikon là sự kết hợp hoàn hảo giữa thiết kế quang học tinh xảo và công nghệ kỹ thuật chính xác. Với hệ thống thị kính và vật kính đa dạng, người dùng có thể linh hoạt chuyển đổi giữa các mức độ phóng đại để khám phá thế giới vi mô từ tổng quan đến chi tiết. Đây chính là lý do vì sao kính hiển vi Nikon luôn là sự lựa chọn hàng đầu trong các phòng thí nghiệm, trường học và trung tâm nghiên cứu trên toàn cầu.
Đại diện chính hãng Nikon tại Việt Nam ngành Nikon Bio Sinh Học và Nikon Công Nghiệp
Liên hệ ngay với chúng tôi – Công ty TNHH NI VINA – để sở hữu các thiết bị của hãng NIKON
– Hotline: 086-986-5068 hoặc 096 465 0110
– Zalo OA: NI VINA Company (https://zalo.me/nivina)
– Email: marketing@nivina.com.vn
– Địa chỉ:Trụ Sở – Hà Nội: Ô DV3-2.10, Tầng 2, Tòa nhà CT2&3, KĐT Dream Town, đường 70, Tây Mỗ, Nam Từ Liêm, Hà Nội
– Chi Nhánh Hồ Chí Minh: Tầng 3, Số 77 Tân Kỳ Tân Quý, Phường Tân Sơn Nhì, Quận Tân Phú, TP. HCM
