Что такое окуляр микроскопа и для чего он нужен. Какие бывают типы окуляров. Как выбрать подходящий окуляр для микроскопа. На что обратить внимание при работе с окуляром.
Что такое окуляр микроскопа и какую роль он играет
Окуляр — это важнейший компонент оптической системы микроскопа, расположенный ближе всего к глазу наблюдателя. Он представляет собой систему линз, которая выполняет несколько ключевых функций:
- Увеличивает изображение, сформированное объективом
- Формирует мнимое изображение объекта
- Корректирует некоторые аберрации оптической системы
- Определяет поле зрения микроскопа
Без качественного окуляра невозможно получить четкое и детальное изображение исследуемого образца. Окуляр работает как своеобразная лупа, через которую мы рассматриваем увеличенное объективом изображение.
Основные характеристики окуляров для микроскопов
При выборе и использовании окуляров микроскопа важно учитывать следующие ключевые параметры:
Увеличение окуляра
Типичные значения увеличения окуляров — 5x, 10x, 15x, 20x. Чем больше увеличение, тем крупнее будет казаться изображение, но уменьшается поле зрения. Для большинства задач оптимально подходят окуляры 10x.
Поле зрения
Это участок препарата, видимый через окуляр. Измеряется в миллиметрах или градусах. Широкопольные окуляры обеспечивают больший обзор образца.
Фокусное расстояние
От него зависит увеличение окуляра. Чем меньше фокусное расстояние, тем больше увеличение. Типичные значения — от 10 до 50 мм.
Совместимость с объективами
Окуляры должны быть согласованы по оптическим характеристикам с используемыми объективами микроскопа для получения качественного изображения.
Разновидности окуляров микроскопов
Существует несколько основных типов окуляров, различающихся по конструкции и назначению:
Гюйгенса
Простые двухлинзовые окуляры. Обеспечивают небольшое поле зрения, но дешевы в производстве. Используются в недорогих учебных микроскопах.
Рамсдена
Также состоят из двух линз, но обеспечивают лучшее качество изображения по краям поля зрения по сравнению с окулярами Гюйгенса.
Компенсационные
Корректируют хроматические аберрации, вносимые объективом. Применяются с апохроматическими и полуапохроматическими объективами.
Широкоугольные
Обеспечивают максимально широкое поле зрения. Удобны при поиске и обзоре препарата. Имеют сложную многолинзовую конструкцию.
Как правильно выбрать окуляр для микроскопа
При подборе окуляров для микроскопа следует учитывать несколько важных факторов:
- Совместимость с имеющимися объективами по оптическим характеристикам
- Соответствие увеличения окуляра решаемым задачам
- Наличие диоптрийной коррекции для работы без очков
- Удобство окулярных наглазников для комфортного наблюдения
- Возможность установки окулярных шкал и сеток при необходимости измерений
Важно подобрать окуляры, обеспечивающие оптимальное соотношение между увеличением, полем зрения и качеством изображения для конкретных исследовательских задач.
Особенности работы с окулярами микроскопа
При использовании окуляров микроскопа следует соблюдать некоторые правила:
- Настраивать межзрачковое расстояние бинокулярной насадки под свои глаза
- Использовать диоптрийную коррекцию для компенсации разницы в зрении глаз
- Протирать линзы окуляров только специальными салфетками
- Не касаться линз пальцами во избежание загрязнения
- Закрывать окуляры крышками, когда микроскоп не используется
Правильное обращение с окулярами поможет сохранить их оптические свойства и продлить срок службы микроскопа.
Влияние окуляра на общее увеличение микроскопа
Окуляр играет важную роль в формировании итогового увеличения микроскопа. Общее увеличение рассчитывается путем умножения увеличения объектива на увеличение окуляра. Например:- Объектив 40x + окуляр 10x = общее увеличение 400x
- Объектив 100x + окуляр 20x = общее увеличение 2000x
Однако важно помнить, что чрезмерное увеличение не всегда улучшает качество изображения. Оптимальное увеличение зависит от числовой апертуры объектива и разрешающей способности микроскопа.
Современные тенденции в разработке окуляров
Производители микроскопов постоянно совершенствуют конструкцию окуляров. Основные направления развития включают:
- Расширение поля зрения для удобства обзора образцов
- Улучшение коррекции аберраций для повышения качества изображения
- Создание эргономичных наглазников для комфортной длительной работы
- Разработку окуляров со встроенными цифровыми дисплеями
- Применение новых оптических материалов и покрытий
Объективы и окуляры для микроскопов
Объектив микроскопа — микрообъектив представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Микрообъектив создает действительное перевернутое изображение, которое рассматривается через окуляр.
Объективы различаются по оптическим характеристикам и конструкции:
По степени исправления хроматической аберрации: — ахроматы, апохроматы и др.
С исправленной кривизной изображения: — планахроматы, планапохроматы.
По длине тубуса микроскопа — 160 мм для проходящего света, 190 мм для отраженного света, бесконечность — для проходящего и отраженного света;
По свойствам иммерсии: сухие системы (без иммерсии) и иммерсионные системы.
Объективы апохроматы отличаются от ахроматов степенью исправления хроматической аберрации. Благодаря более совершенному устранению дефектов изображения, связанных с хроматической аберрацией, качество изображения, получаемого при наблюдении цветных объектов (окрашенные срезы, микроорганизмы и т.
п.), особенно при больших увеличениях, значительно выше при использовании апохроматов. Апохроматы, а также ахроматы большого увеличения применяются совместно с компенсационными окулярами. На оправе апохроматов обычно выгравировано АПО (APO). У ахроматов и апохроматов, особенно большого увеличения, остается неисправленной кривизна поля изображения.
1. Линзовые микрообъективы
2. Ахроматы
3. Ахростигматы и планахроматы
4. Ахрофлюары и планахрофлюары
5. Планапохроматы
6. Специального применения
При визуальном наблюдении окуляр служит для рассматривания увеличенного изображения предмета, даваемого объективом. В этом случае он выполняет роль лупы. Для нормального человеческого глаза изображение, образованное объективом, совмещается с передне фокальной плоскостью окуляра и тогда лучи выходят из окуляра параллельным пучком, давая изображение предмета на бесконечности. Соответствующей перефокусировкой всего микроскопа можно получить изображение за окуляром на расстоянии наилучшего зрения.
Окуляры широко применяются в качестве прокционных систем при микрофотографии, передаче действительного изображения на экран или какой-либо другой приемник изучения.
Линзовые микрообъективы очень широко применяются для комплектации световых микроскопов различных областей назначения. Микрообъектив формирует конгруэнтное изображение исследуемого объекта . Оптические конструкции современных линзовых микрообъективов претерпели значительные изменения по отношению к классическим, предложенным еще Аббе в прошлом веке. В основном эти изменения обусловлены стремлением к повышению информативности объективов, улучшению их разрешающей способности и полезного увеличения.
Проектирование микрообъективов. Инженерами постоянно ведутся работы по оптимизации схемных решений микрообъективов на основе комплексного подхода с использованием модульного принципа построения оптических схем и механических конструкций из базовых элементов с заранее известными свойствами.
Ведутся проекты различных по сложности оптических схем микрообъективов с унифицированными для оптики любого класса характеристиками.
Простейшие объетивы к микроскопам — это ахроматы. Низкая стоимость этих объективов делает их привлекательными как для производителей, так и для большинства потребителей. Оптические системы обеспечивают высокий контраст и чёткость в пределах примерно 1/3 линейного поля, что в большинстве случаев микроскопических исследований бывает достаточно. При расчёте оптических схем таких объективов основное внимание уделяется простоте и высокой технологичности изготовления оптических деталей.
Оптические схемы таких объективов являются логическим продолжением схем, использованных при расчёте простейших микрообъективов, дополненных компонентами с заранее известными свойствами. В этом случае, как правило, после основной схемы добавляется длиннофокусный отрицательный мениск, обращённый вогнутостью к пространству изображений.
Оптические системыобеспечивают высокий контраст и чёткость в пределах 2/3 линейного поля (для ахростигматов) и полного для план объективов. деталей.
В частных микроскопических приложениях требуются более светосильные, чем обычные, микрообъективы. При таких исследованиях на микроскопе иногда отступают от рекомендуемого для визуальной микроскопии критерия полезного увеличения; особую ценность представляют объективы малого увеличения, имеющие максимально возможную расчётную числовую апертуру. Иногда для удобства в работе требуется наличие в объективе материальной ирисовой апертурной диафрагмы.
В традиционном понимании коррекция аберраций проводится, исходя из условия визуального наблюдения, однако в планапохроматах исправление выполняется одинаково тщательно для всего рабочего спектрального диапазона. С точки зрения построения оптических схем и механических конструкций планапохроматы являются наиболее сложными, имеют большое количество компонентов.
Следуя цели достижения наивысшего качества изображения инженеры — оптотехники пытаются исправить все известные аберрации, используя максимальное число коррекционных параметров.
Для некоторых видов микроскопических исследований требуются объективы, у которых расстояние между исследуемым объектом и фронтальной линзой объектива в 1.5-2 раза больше его фокусного расстояния. Такие объективы называют объективами с увеличенными рабочими расстояниями. Для микроскопических задач, связанных с фокусировкой лазерного излучения в спектральной области вне видимого диапазона, требуются микрообъективы, которые не только хорошо корригированы в отношении сферической аберрации, но и не имеют склеенных компонентов. Для некоторых видов петрографических исследований методом поляризации требуется полный комплект иммерсионных микрообъективов, в том числе, малых увеличений. Для исследования специфических объектов методом тёмного поля в отражённом свете требуются микрообъективы, позволяющие производить фокусировку осветительных пучков на объекте, минуя основную оптическую схему.
Для этого используют так называемыетемнопольные микрообъективы.
Оптическое и геометрическое увеличение микроскопа
Увеличение системы — важный фактор, в основе которого лежит выбор того или другого микроскопа в зависимости от решения необходимых задач. Все мы привыкли к тому, что проводить контроль полупроводниковых элементов необходимо на инспекционном микроскопе с увеличением 1000 и более крат, изучать насекомых можно, работая с 50 кратным стереомикроскопом, а луковые чешуйки, окрашенные йодом или зеленкой, мы изучали в школе на монокулярном микроскопе, когда понятие увеличения еще не было нам знакомо.
Но как интерпретировать понятие увеличения, когда перед нами находится цифровой или конфокальный микроскоп, а на объективах стоят значения 2000х, 5000х? Что это означает, будет ли 1000 кратное увеличение на оптическом микроскопе давать изображение, аналогичное цифровому 1000 кратному микроскопу? Об этом вы узнаете в этой статье.
Оптическое увеличение системы
Когда мы работаем с лабораторным или стереоскопическим микроскопом, подсчет текущего увеличения системы не составляет труда.
Необходимо перемножить увеличение всех оптических компонентов системы. Обычно, в случае стереомикроскопа это объектив, трансфокатор или увеличительный барабан и окуляры.
В случае обычного лабораторного микроскопа дело обстоит еще проще – общее увеличение системы = кратность окуляров умноженная на кратность объектива, установленного в рабочую позицию. Важно помнить, что иногда встречаются специфические модели тубусов микроскопа, имеющие увеличивающий или уменьшающий фактор (особенно распространено для старых моделей микроскопов Leitz). Также, дополнительные оптические компоненты, будь то источник коаксиального освещения в стереомикроскопе или промежуточный адаптер для камеры, располагающийся под тубусом, могут иметь дополнительный фактор увеличения.
К примеру, стереомикроскоп Olympus SZX-16 с окулярами 10х, объективом 2х, трансфокатором в позиции 8х и блоком коаксиального освещения с фактором 1,5х будет обладать общим оптическим увеличением 10х2х8х1,5 = 240 крат.
Под оптическим увеличением (Г) в таком случае следует понимать отношение тангенса угла наклона луча, вышедшего из оптической системы в пространство изображений, к тангенсу угла сопряженного ему луча в пространстве предметов. Либо отношение длины, сформированного оптической системой изображения отрезка, перпендикулярного оси оптической системы, к длине самого отрезка
Геометрическое увеличение системы
В случае, когда у системы нет окуляров, а увеличенное изображение формируется камерой на экране монитора, к примеру, как на микроскопе ADF F20, следует переходить к термину геометрического увеличения оптической системы.
Геометрическое увеличение микроскопа – отношение линейного размера изображения объекта на мониторе к реальному размеру изучаемого объекта.
Получить значение геометрического увеличения можно перемножив следующие величины: оптическое увеличение объектива, оптическое увеличение адаптера камеры, отношение диагонали монитора к диагонали матрицы камеры.
К примеру, при работе на лабораторном микроскопе с объективом 50х, адаптером камеры 0,5х, камерой 1/2.5” и, выводя изображение на монитор ноутбука 14”, мы получим геометрическое увеличение системы = 50х0,5х(14/0,4) = 875х.
Хотя оптическое увеличение при этом будет равно 500х в случае 10х окуляров.
Цифровые микроскопы, конфокальные профилометры, электронные микроскопы и другие системы, формирующие цифровое изображение объекта на экране монитора оперируют понятием геометрического увеличения. Не стоит путать это понятие с оптическим увеличением.
Разрешение микроскопа
Широко распространено заблуждение, что разрешение микроскопа и его увеличение связаны между собой жесткой связью — чем больше увеличение, тем более мелкие объекты мы сможем в него увидеть. Это не верно. Самым важным фактором всегда остается разрешение оптической системы. Ведь увеличение неразрешенного изображения не даст нам о нем новой информации.
Разрешение микроскопа зависит от числового значения апертуры объектива, а также от длины волны источника освещения. Как вы видите, параметра увеличения системы в этой формуле нет.
где λ — усредненная длина волны источника света, NA – числовая апертура объектива, R — разрешение оптической системы.
При использовании объектива с NA 0,95 на лабораторном микроскопе с галогенным источником (средняя длина волны порядка 500 нм) мы получаем разрешение около 300 нм.
Как видно из принципиальной схемы светового микроскопа, окуляры увеличивают действительное изображение объекта. Если, к примеру, повысить кратность увеличения окуляров в 2 раза (вставить в микроскоп окуляры 20х) — то общее увеличение системы удвоится, но разрешение при этом останется прежним.
Важное замечание
Предположим, что у нас есть два варианта построения простого лабораторного микроскопа. Первый построим, используя объектив 40х NA 0,65 и окуляры 10х. Второй же будет использовать объектив 20х NA 0,4 окуляры 20x.
Увеличение микроскопов в обоих вариантах будет одинаковое = 400х (простое перемножение увеличения объектива и окуляров). А вот разрешение в первом варианте будет выше, чем во втором, так как числовая апертура объектива 40х больше. К тому же не стоит забывать о поле зрения окуляров, у 20х этот параметр на 20-25% ниже.
Окуляр Определение и значение | Dictionary.com
- Основные определения
- Викторина
- Примеры
- Британский
- Научный
Показывает уровень сложности слова.
[ ahy-pees ]
/ ˈaɪˌpis /
Сохрани это слово!
Показывает уровень оценки в зависимости от сложности слова.
сущ.
линза или комбинация линз в оптическом приборе, через которые глаз видит изображение, сформированное линзой или линзами объектива; глазной.
ВИКТОРИНА
ВЫ ПРОЙДЕТЕ ЭТИ ГРАММАТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИЛИ НАТЯНУТСЯ?
Плавно переходите к этим распространенным грамматическим ошибкам, которые ставят многих людей в тупик. Удачи!
Вопрос 1 из 7
Заполните пропуск: Я не могу понять, что _____ подарил мне этот подарок.
Происхождение окуляра
Впервые зафиксировано в 1780–1790 гг.; глаз + кусок
Слова поблизости окуляр
ураганное ушко, игольное ушко, дневное око, открыватель для глаз, открытие глаза, окуляр, подушечка для глаза, глазница, точка для глаза, сногсшибательный, сногсшибательный
Dictionary.com Полный текст На основе Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc. 2023
Как использовать окуляр в предложении
Сам микроскоп оснащен мягким окуляром, большой ручкой фокусировки и фиксированным объективом, а в полный комплект входит 6 предметные стекла для растений, 6 пустых предметных стекол, футляр для предметных стекол, лабораторное руководство, пипетка, пинцет, чашка для образцов и многое другое.
Лучшие микроскопы для детей 2022 года|Карсен Джоэнк|21 мая 2022 г.|Popular-Science
Когда астрономы перестали смотреть в окуляры и начали фокусироваться на фотопластинках, планеты стали еще более неясными.
Планеты с гигантскими бриллиантами внутри — Выпуск 102: Скрытые истины|Кори С. Пауэлл|7 июля 2021|Наутилус
Однако на длинных волнах радиоизлучения тарелки радиотелескопов тоже блестят, отражая радиоволны от неба к приемнику, подобно тому, как видимый свет отражается от зеркала телескопа в окуляр.
Как радиоастрономия открывает Вселенную|Эмили Левеск|13 апреля 2021 г.|Журнал Quanta
Перед началом экспозиции фокус настраивается с помощью мощного положительного окуляра.
Фотографии туманностей и скоплений|Джеймс Эдвард Киллер
Глядя в окуляр, юный изобретатель стоял как завороженный.
Том Свифт и его гигантский телескоп|Виктор Эпплтон
Остерегайтесь распространенного заблуждения, что объект, находящийся близко перед телескопом, может быть виден наблюдателем в окуляр.
Учебник астрономии|George C. Comstock
Вставьте окуляр-микрометр внутрь окуляра и отрегулируйте столик-микрометр на предметном столике микроскопа.
Элементы бактериологической техники|Джон Уильям Генри Эйр
Это обычный окуляр с регулируемой квадратной диафрагмой, управляемой рычагом, выступающим со стороны монтировки.
Элементы бактериологической техники|Джон Уильям Генри Эйр
Определение окуляра в Британском словаре
окуляр
/ (ˈaɪˌpiːs) /
существительное
линза или комбинация линз в оптическом приборе, ближайшем к глазу наблюдателя
Цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co. Ltd., 1979, 1986 © HarperCollins Издатели 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
Научные определения для окуляра
окуляр
[ī′pēs′]
Линза или группа линз, расположенная ближе всего к глазу, в оптическом приборе, таком как телескоп или микроскоп.
Научный словарь American Heritage® Авторские права © 2011. Опубликовано издательством Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.
Определение и значение окуляра — Merriam-Webster
наглазник ˈī-ˌpēs
: линза или комбинация линз на окуляре оптического прибора
Примеры предложений
Недавние примеры в Интернете
Он разработан, чтобы быть полностью удобным для дошкольников, с большой ручкой фокусировки для мизинцев и большим окуляром 
— Кэтлин Уиллкокс, 9 лет.0140 Popular Mechanics , 11 января 2023 г.
И камеры, используемые в современных телескопах, теперь достаточно продвинуты, чтобы многие могли обнаружить тусклый звездный свет, даже если человеческий глаз не может заметить его через окуляр .
— Эрик Бетц, Discover Magazine , 20 февраля 2021 г.
В окуляр камеры Альперт разговаривает со своими объектами; в более игривых моментах фильма некоторые, кажется, выступают перед камерой.
— Ричард Броуди, 9 лет.0140 The New Yorker , 18 октября 2022 г.
Этот окуляр , сделанный из многослойных искусственных листьев плюща и изящных зеленых блесток (и приклеенный безопасным для кожи клеем), обязательно привлечет внимание.
— Ребекка Норрис, Country Living , 15 сентября 2022 г.
Сделайте несколько фотографий окуляра и выберите фотографию с лучшим фокусом.
— Кевин Амброуз, 9 лет.0140 Вашингтон пост , 12 июля 2022 г.
По сравнению с современными обсерваториями на Земле или в космосе, летящими за миллионы миль, Лэдд может видеть с увеличением от 83 до 600 раз в зависимости от окуляра .
— Карлос Р. Муньос, BostonGlobe.com , 18 февраля 2022 г.
С 1993 года экипажи космических челноков совершили еще четыре миссии по обслуживанию этого окуляра
Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «окуляр».
История слов
Первое известное использование
1729, в значении, определенном выше
Путешественник во времени
Первое известное использование окуляр был в 1729 г.
Посмотреть другие слова того же года
Словарные статьи Рядом с
окуляроткровение
окуляр
глазница
Посмотреть другие записи поблизости
Процитировать эту запись0015
«Окуляр.» Словарь Merriam-Webster.
Копия цитирования
Детское определение
окуляр
существительное
наглазник ˈī-ˌpēs
: линза или комбинация линз на окуляре оптического прибора (например, микроскопа или телескопа)
Medical Definition
окуляр
существительное
наглазник ˈī-ˌpēs
: линза или комбинация линз на окуляре оптического прибора
звонили также окуляр
Еще от Merriam-Webster на
окулярНглиш: перевод окуляр для говорящих на испанском языке
0141
Последнее обновление:
