顯微鏡圖像法

Writer： admin Time：2020-03-09 09:47:05 Browse：℃

一,、分辨率
分辨率是描述點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離用以辨別圖像清晰度的概念。但在使用中具體含義
有些差異,。
1.人眼分辨率
人眼分辨率是指眼睛視覺(jué)細(xì)胞可以分辨出的兩點(diǎn)間的最小角距,。裸眼的分辨率大約為1'（1°=60'=3600”），在近距離觀察中,，對(duì)應(yīng)的角距大約是0.1mm,。
角距與距離有關(guān)。距離越遠(yuǎn),，角距越大,。雖然兩星球相差十萬(wàn)八千里,但我們?nèi)匀浑y以分辨，看成是一個(gè)點(diǎn),。人眼分辨率還和光強(qiáng),、顏色、運(yùn)動(dòng)有關(guān),。
2.圖片的分辨率
圖像由點(diǎn)組成,。這個(gè)點(diǎn)也叫像素——度量位圖圖像內(nèi)數(shù)據(jù)量多少的度量單位。
圖片的分辨率是指單位面積或單位長(zhǎng)度的像素多少,，常用單位是ppi（每英寸像素pixel per inch）,。
像素越多，分辨率就結(jié)高,。分辨率通常以像素?cái)?shù)來(lái)計(jì)量,，例如，格式為“1024×768”
即每一條水平線上包含有1024個(gè)像素點(diǎn),，共有768條線,。
現(xiàn)在路檔手機(jī)分辨率為480×640，即達(dá)到了307200 像素（30萬(wàn)像素）,。iPhone4的分辨率為960×640,，對(duì)于至3.5吋或（英）寸的小尺寸，以及在30cm左右的觀看距離幾乎達(dá)
到了視網(wǎng)膜分辨率的極限,。
3.掃描儀的分辨率
掃描時(shí),掃描僅把源圖像分成大量網(wǎng)格,，再在每個(gè)網(wǎng)格里取出一個(gè)樣點(diǎn)來(lái)代表這一網(wǎng)格里所包含的內(nèi)容。所以掃描儀的分辨率用dpi(dot per inch）表示,，即每時(shí)多少個(gè)點(diǎn),。
4,、打印機(jī)的分辯率
打印機(jī)分辨率又稱(chēng)輸出分辨率,是指橫向和縱向兩個(gè)方向上每時(shí)最多能夠打印的點(diǎn)
數(shù)，也用dpi表示,。
打印機(jī)的分辨率越高,，輸出的效果就越精密。一般,，彩色照片的分辨率是300x600dpi;激光打印機(jī)均在600×600dpi 以上,。
5.分辨率與數(shù)據(jù)處理
分辨率不高，就會(huì)有顆粒感,、粗糙感,。分辨率越高，圖像顯示越清晰,、細(xì)膩,，包含的數(shù)
據(jù)越多,就需要耗用更多的計(jì)算機(jī)資源、更大的硬盤(pán)空間等,。
人眼可自動(dòng)對(duì)焦,、曝光自動(dòng)補(bǔ)償、動(dòng)模糊處理,、夜視等,；持續(xù)抓拍，拼接成全景圖,。每
分鐘接收的數(shù)據(jù)量約為140.34GB,，如果刻成藍(lán)光光碟，需要6張,。更神奇的是人腦,，在
處理這些數(shù)據(jù)的同時(shí)，還包括音頻,、溫度,、氣味等數(shù)據(jù)，處理速度是PB級(jí)的,。
二,、顯微鏡的發(fā)展
工欲善其事，必先利其器,?？萍歼M(jìn)步總伴隨著工具的完善和革新。
19 世紀(jì)30年代后期,，施萊德（M.Schleide）和施曼（T.Schmann）發(fā)明了光學(xué)顯微鏡,，
使人類(lèi)“看”到了細(xì)菌、微生物和微米級(jí)的微小物體,，并沿用至今,。
20 世紀(jì)30年代早期,，盧斯卡（E.Ruska）發(fā)明了電子顯微鏡，使人類(lèi)能“看”到了病毒等亞微米的物體,，它與光學(xué)顯微鏡一起成為了微電子技術(shù)的基本工具,。
1981年，IBM 蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室的比尼格（ Gerd K.Binnig）和羅勒爾（HeinrichRohder)發(fā)明了適用于導(dǎo)電樣品的掃描隧道顯微鏡(STM),，使人類(lèi)實(shí)現(xiàn)了觀察單個(gè)原子的愿望,；1985年，他們又發(fā)明了具有原子分辨率,、適用于非導(dǎo)電樣品的原子力顯微鏡（AFM）,。
STM 與AFM一起構(gòu)建了掃描探針顯微鏡(SPM)系列，包括極化力顯微鏡——原子力顯微鏡系列中的一種,，在針尖與樣品間加一偏壓，可以對(duì)極化分子進(jìn)行成像,。
掃描探針顯微鏡解析度精確到納米,，也稱(chēng)為納米顯微鏡。
SPM的發(fā)明和應(yīng)用,，不僅能觀察一個(gè)個(gè)原子,、分子，還能操縱它們,，成為人們探索納米世界咎"眼"和“手”,，直接觸發(fā)了納米技術(shù)的誕生。憑借業(yè)資赫沙便格羅新?tīng)柡捅R斯卡分享了1986年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。
20世紀(jì)80年代末,，我國(guó)自行設(shè)計(jì)的掃描隧道顯微鏡誕生。
三,、工作原理
顯微鏡圖像法是測(cè)量粒度最基本的方法之一,。其裝置由顯微鏡、CCD攝像頭（或數(shù)碼像機(jī)）,、圖形采集卡,、計(jì)算機(jī)等部分組成。測(cè)試步驟如下：
（1）將顯微鏡放大后的顆粒圖像通過(guò)CCD 攝像頭和圖形采集卡傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行邊緣識(shí)別處理,。
（2）計(jì)算出每個(gè)顆粒的投影面積,。
（3）根據(jù)等效投影面積原理，計(jì)算出每個(gè)顆粒的粒徑,。
（4）統(tǒng)計(jì)出所設(shè)定的粒徑區(qū)間的顆粒數(shù)量,，最后得到粒度分布。
四,、樣品制備
不同類(lèi)別的顯微鏡,，前期樣品制備過(guò)程也不同,。
1. 光學(xué)顯微鏡
在測(cè)試前首先進(jìn)行稍微復(fù)雜一些的樣品制備過(guò)程。
對(duì)光學(xué)顯微鏡而言,將極少量樣品置于玻璃載片,，再加可揮發(fā)的或粘滯性的分散液進(jìn)
行分散,。
2. 透射顯微鏡
對(duì)透射顯微鏡而言，先制做具有一定強(qiáng)度,、光穩(wěn)定性和透光性都比較好的支持膜,。
（1）塑料膜：取火棉膠在酷酸內(nèi)酯的溶液（1%~5%）滴到水面上，蒸干,，成型,。
（2）無(wú)機(jī)膜：碳膜，二氧化硅膜,?？捎谜婵照翦兎ㄖ频谩?br /> （3）金屬膜：鍍膜,?？捎谜婵照翦兎ㄖ频谩?br /> 五,、特點(diǎn)
該法具有如下特點(diǎn)：
（1）單顆粒測(cè)量,。它是唯一可觀察和測(cè)量單個(gè)顆粒的大小、形狀和形貌的方法,。但
是由于所測(cè)題粒個(gè)數(shù)較少,難以保證測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性,。改進(jìn)措施是多點(diǎn)取樣以及多次測(cè)量。
（2）適用范圍大,。光學(xué)顯微鏡：0.3-200m,；掃描電子顯微鏡；最小0.01μm,；透射電
子顯微鏡：0.001~5μm,。