Potere di risoluzione, Apertura Numerica (AN), profondità focale
Ci sono molte definizioni e caratteristiche che identificano la qualità di un microscopio ottico. Certamente tra quelle più importanti troviamo il potere di risoluzione che è direttamente collegato alla qualità dell’obiettivo utilizzato. La caratteristica principale di un obiettivo, oltre alla sua capacità di correggere le aberrazioni geometriche e cromatiche, è quella di “risolvere” di vedere e distinguere oggetti particolari con maggiore definizione e precisione.
L’apertura numerica di un obiettivo
L’apertura numerica è un fattore chiave per le prestazioni di un obiettivo (potere risolutivo, profondità focale e luminosità). Questo è un valore che possiamo leggere direttamente sul barilotto dell’obiettivo ed è uno dei pochi indicatori di qualità che possiamo ricavare per determinare quale sia effettivamente il livello di risoluzione del nostro microscopio. Possiamo già affermare che a parità di correzione ottica l’obiettivo con AN maggiore ha sicuramente una capacità di risoluzione migliore.
Come viene calcolata l’AN di un obiettivo
Come già detto sull’obiettivo sono indicate alcune caratteristiche che sono fondamentali per definirne la sua qualità.
L’AN è quindi direttamente indicata ed il suo valore viene calcolato come segue:
N.A.= n x sinθ
n= indice di rifrazione tra obiettivo e preparato, In caso di aria il valore è 1.
È evidente che essendo AN al denominatore maggiore sarà il suo valore, maggiore sarà il potere di risoluzione di quell’obiettivo.
Potere di risoluzione
Il potere risoluzione di un obiettivo è misurato dalla sua capacità di differenziare, di distinguere di “vedere” due linee o due punti in un oggetto. Maggiore è il potere risolutivo, minore è la distanza minima tra due linee o due punti ancora distinguibili e quindi l’obiettivo avrà una maggiore capacità di risoluzione. Come già detto più grande è l’NA, maggiore è il potere risolutivo.
R = 0,61 * (ʎ / AN)
R= potere risolutivo
ʎ= Lunghezza d’onda della luce (per il visibile si usa 550nm)
Profondità di campo di un obiettivo “depth of focus”
La profondità di campo si riferisce alla profondità dello strato del campione che è nitidamente a fuoco allo stesso tempo. Poiché gli occhi umani sono individualmente diversi nella capacità di regolazione della messa a fuoco, ogni percezione della profondità focale varia. In pratica indica lo spessore (in micron) all’interno del quale tutti i punti sull’asse Z sono contemporaneamente a fuoco. Questa distanza diminuisce con l’aumentare dell’ingrandimento e dell’apertura numerica dell’obiettivo.
Allo stato attuale, la formula di Berek viene utilizzata per dare un valore di profondità di campo rispetto all’obiettivo usato.
ω = potere risoluzione occhio umano (0,0014)
M = Ingrandimento totale microscopio
λ = lunghezza d’onda della luce (550 nm)
Nella tabella si possono verificare alcuni valori di profondità di campo in base all’AN degli obiettivi utilizzati e relativa risoluzione.
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