kính hiển vi phòng thí nghiệm là gì
Một kính hiển vi phòng thí nghiệm tạo ảnh phóng đại của một mẫu quá nhỏ để khảo sát trực tiếp, và mọi điều về việc nên mua loại nào đều suy ra từ hai câu hỏi: mẫu được làm bằng gì, và ánh sáng có xuyên qua nó được hay không. Kính hiển vi không phải là một thiết bị mà là một dòng thiết bị, và các thành viên của họ ấy khác nhau ở cách chiếu sáng mẫu và ở vị trí đặt mẫu nhiều hơn là ở độ phóng đại.
Phân chia chính là giữa ánh sáng truyền qua, khi chùm sáng đi xuyên một mẫu mỏng rồi tới mắt, và ánh sáng phản chiếu, khi chùm sáng rơi trên bề mặt một mẫu đục rồi hắtกลับ. Kính hiển vi sinh học nhìn xuyên qua tế bào và mô trên một lam kính; kính hiển vi luyện kim nhìn bề mặt của một kim loại, một lớp phủ hay một khoáng vật mà không ánh sáng nào đi qua được. Quang học của cả hai là như nhau, và chính khác biệt về đường chiếu sáng làm cho loại này vô dụng với công việc của loại kia.
Phân chia thứ hai là hình học của thân máy. Ở máy kiểu đứng, vật kính nhìn xuống mẫu đặt trên bàn bên dưới nó, và mẫu phải đủ nhỏ, đủ phẳng để nằm ở đó. Ở máy kiểu ngược, vật kính nhìn lên từ bên dưới và bàn kính đỡ mẫu ở phía trên, nghĩa là một vật nặng, dày hoặc có hình dạng bất thường đều có thể được đặt và quét mà không phải cắt nhỏ cho vừa. Chính việc chuẩn bị mẫu, chứ không phải độ phóng đại, thường là thứ quyết định lựa chọn giữa hai kiểu.
Cách kính hiển vi phòng thí nghiệm đo
Kính hiển vi phức hợp tạo ảnh qua hai chặng: vật kính thu ánh sáng từ mẫu và dựng nên một ảnh trung gian đã phóng đại, rồi thị kính phóng đại tiếp ảnh đó cho mắt. Nhân hai con số với nhau sẽ được độ phóng đại toàn phần, và đó là con số ít cho thông tin nhất trong bản quy cách, bởi phóng đại mà không có độ phân giải chỉ tạo ra một chỗ mờ lớn hơn. Điều phân giải được chi tiết là khẩu độ số của vật kính, tức thước đo hình nón ánh sáng rộng đến đâu mà nó thu được, cùng với bước sóng của ánh sáng đang dùng.
Hệ quang học vì thế quan trọng hơn con số phóng đại in trên máy. Một vật kính đã hiệu chỉnh, tức vật kính đưa nhiều màu về cùng một tiêu diện và làm phẳng trường nhìn, chính là thứ cho phép phán định một cạnh ở độ phóng đại cao chứ không chỉ nhìn thấy nó. Chiếu sáng phải lấp đầy khẩu độ đúng cách, đó là việc của tụ quang và của màn chắn trường cũng như màn chắn khẩu độ, và một chiếc kính có đèn chưa khớp chưa canh sẽ kém hơn một chiếc thấp cấp hơn nhưng được dựng đúng.
Khi việc khảo sát phải được ghi lại hoặc đo lường, bộ ghi hình trở thành một kênh quang học thứ hai với quy cách riêng. Độ phân giải cảm biến, cỡ điểm ảnh tương quan với ảnh, và hệ quang chuyển tiếp nối nó với kính hiển vi cùng nhau quyết định ảnh ghi được có thể cho thấy gì; một ảnh có thể hoàn toàn nét trên màn hình mà vẫn quá ít điểm ảnh để đo một đặc trưng cho chính xác. Hiệu chuẩn bằng một thước chuẩn đặt trên bàn kính là thứ biến một khoảng cách tính bằng điểm ảnh thành một khoảng cách tính bằng micromet, và phép hiệu chuẩn ấy riêng cho từng vật kính.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Đường chiếu sáng | Ánh sáng truyền qua mẫu, hoặc ánh sáng phản hồi từ bề mặt của mẫu | Thiết bị khảo sát được những mẫu nào ngay từ đầu. Điều này do bản thân mẫu ấn định chứ không phải do sở thích. |
| Hình học thân máy | Thân đứng nhìn xuống, hoặc thân ngược nhìn lên từ phía dưới bàn kính | Một mẫu lớn, dày hay bất thường có đặt được mà không phải cắt lát hay không, và các cơ cấu chuyển dời nằm trong tầm với như thế nào. |
| Đầu quan sát | Một mắt, hai mắt, hoặc đầu ba mắt có cổng gắn bộ ghi hình | Thiết bị dành cho một người quan sát, cho việc dùng thường ngày thoải mái, hay cho xem và ghi ảnh đồng thời. Cổng nối chính là thứ biến một bộ ghi hình thành bộ phận gắn cố định. |
| Bộ vật kính | Các bậc phóng đại, cấp hiệu chỉnh và khoảng làm việc của từng vật kính | Dải phóng đại dùng được, trường nhìn phẳng tới đâu ở vùng rìa, và khoảng sáng còn lại giữa vật kính với mẫu là bao nhiêu. |
| Bàn kính và cơ chuyển dời | Kích thước bàn kính, hành trình của bàn, và chuyển động do tay người hay do cơ cấu dẫn động | Một mẫu có quét được một cách có hệ thống và quay lại đúng một điểm đã đánh dấu hay không; đó chính là thứ biến việc xem thành việc đo. |
| Chiếu sáng và tương phản | Nguồn sáng, và nền sáng có được bổ sung bằng nền tối, ánh sáng phân cực hay chiếu xiên hay không | Một mẫu có tương phản thấp có nhìn thấy được hay không. Nhiều mẫu vô hình trong nền sáng và cần một kỹ thuật chứ không cần thêm phóng đại. |
| Ghi ảnh và phân tích | Một bộ ghi hình, độ phân giải của nó, và phần mềm dùng để chụp, đo và lập báo cáo | Việc khảo sát có tạo ra một bản ghi hay không, và các phép đo có rút ra được từ bản ghi đó hay không. Phần mềm không hiệu chuẩn được thì chỉ là một màn hình chứ không phải một thiết bị. |
Đường chiếu sáng và hình học thân máy bị chính mẫu ấn định. Mọi thứ xếp sau chúng là câu hỏi về việc khảo sát thuận tiện đến lúc thực hiện và đến lúc lưu lại.
Cách chọn kính hiển vi phòng thí nghiệm
| Quyết định | Căn cứ quyết định | Thông tin cần hỏi |
|---|
| Ánh sáng có xuyên qua mẫu hay không | Một lát cắt mỏng hay một tiêu bản phết, hoặc một vật rắn đục | Điều này chọn đường chiếu sáng và do đó chọn cả dòng thiết bị, và không phụ kiện nào biến loại này thành loại kia được. |
| Kích thước và hình dạng của mẫu | Một khối mẫu đã gắn, một lam kính, hoặc một chi tiết không cắt được | Nơi mẫu không thể thu nhỏ, chính hình học thân ngược mới cho phép khảo sát nó. |
| Cỡ của đặc trưng cần quan tâm | Những hạt nguyên vẹn, chiều dày một lớp phủ, hay một kết tủa mịn | Chính đặc trưng, chứ không phải mẫu, đặt ra dải vật kính, và khẩu độ số mà nó đòi hỏi mới là con số cần kiểm tra. |
| Tương phản mà mẫu mang lại | Một mẫu tự nhiên có màu hoặc tán xạ mạnh, hay một mẫu gần như trong suốt | Một mẫu tương phản thấp là bài toán kỹ thuật, và phụ kiện cho nó phải được chọn cùng lúc với thiết bị chứ không thêm vào sau. |
| Có cần một phép đo hay không | Một phán định định tính, hay một kích thước hoặc một phép đếm | Đo lường đòi hỏi hiệu chuẩn theo một chuẩn và một bàn kính chuyển dời được một cách tin cậy, điều đó làm thay đổi những gì thiết bị phải có. |
| Kết quả có phải được lưu lại hay không | Một nhận định nêu tại lúc xem, hay một ảnh đính kèm báo cáo | Việc ghi ảnh và phần mềm đi kèm được quy định cùng lúc với quang học, vì cổng gắn bộ ghi hình và khớp nối là một phần của thân máy. |
| Ai sẽ dùng thiết bị | Một chuyên gia duy nhất, hay nhiều người dùng luân phiên | Việc dựng hình dễ dàng, chỉnh thị kính và khả năng lặp lại giữa những người dùng quan trọng hơn bất kỳ một con số quang học đơn lẻ nào khi dùng chung. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên mô tả nhiệm vụ và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về kính hiển vi phòng thí nghiệm thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với kính hiển vi phòng thí nghiệm |
| Máy đo độ cứng | Tạo ra một vết lõm rồi đo vết lõm đó, nên phép đo là cơ khí chứ không phải quang học, ngay cả khi vết lõm được đọc qua một thấu kính. Hai thiết bị thường được dùng trên cùng một mẫu và trả lời những câu hỏi hoàn toàn khác nhau. |
| Máy đo độ nhám bề mặt | Dò hoặc căn biên dạng của một bề mặt và báo nó bằng một con số. Kính hiển vi cho thấy bề mặt trông như thế nào; thiết bị đo độ nhám nói bề mặt lệch khỏi mặt phẳng ra sao. |
| Máy đo độ dày lớp phủ | Báo chiều dày của một lớp bằng một phương pháp vật lý, trong khi kính hiển vi đo chiều dày ấy từ một mặt cắt được chuẩn bị sẵn. Con đường quang học chậm hơn và là con đường có thể dùng để kiểm tra lại phương kia. |
| Máy phân tích kích thước hạt | Báo một phân bố kích thước rút từ số lượng lớn hạt trong một mẫu đã phân tán. Kính hiển vi xem kỹ một vài hạt được chọn, đó là một loại bằng chứng khác, và cỡ hạt đánh giá qua kính hiển vi là một đại lượng khác với phân bố cỡ bột. |
| Thiết bị kiểm tra công nghiệp | Tiêu đề chung cho thiết bị kiểm tra ở phân xưởng, mà một chiếc kính hiển vi dùng cho việc kiểm tra là một trường hợp. Khi yêu cầu chính là việc ghi ảnh, nó được quy định như một kính hiển vi chứ không nằm dưới tiêu đề chung. |
Ranh giới cần chốt đầu tiên là ánh sáng xuyên qua mẫu hay phản hồi từ bề mặt mẫu, vì chỉ một sự thật đó đã chọn ra thiết bị và loại bỏ phần lớn các phương án thay thế.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Mẫu cần khảo sát, nó trong suốt hay đục, và nó lớn bao nhiêu, dày bao nhiêu
- Đặc trưng cần khảo sát và thang mà nó phải được phân giải ở đó
- Mẫu có cắt lát và gắn được hay không, hay phải khảo sát theo nguyên trạng
- Kỹ thuật tương phản yêu cầu, nếu mẫu gần như trong suốt
- Có phải lấy phép đo từ ảnh hay không, và đo theo chuẩn nào
- Ảnh có phải được chụp, đo và báo cáo hay không, và do bao nhiêu người dùng
- Dải phóng đại và khoảng làm việc cần có ở bậc phóng đại cao nhất
- Nguồn sáng và nguồn điện hiện có tại nơi sử dụng
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
