Объектив микроскопа | Микроскопия — Микросистемы
«Свет — самое тёмное место в физике»
Объектив микроскопа – линза или система линз, собирающая и фокусирующая световые лучи от наблюдаемого объекта для получения изображения. Для увеличения изображения, необходимо увеличить угол зрения на объекте. Если Вам необходимо рассмотреть какой-то объект более детально, то достаточно приблизить его к глазам, но если Вам необходимо рассмотреть микроскопические объекты, то нужны мощные линзы. Первое, что нужно знать для понимания оптики: оптическое изображение – это световая проекция от видимых точек на плоскость. Чем ярче, контрастнее и многочисленнее точки – тем ярче, контрастнее и чётче изображение.Объективы классифицируются по степени коррекции аберраций (оптических искажений) и линейному увеличению:
АХРОМАТ – в этих объективах исправлены хроматические аберрации для двух длин волн (красный и синий, либо красный и зелёный), то есть волны с этими длинами волн, сфокусированы в одной точке.
ФЛЮОРИТ (ФЛУОТАР, ФЛУОРИТ/ПОЛУАПОХРОМАТ) – в таких объективах скорректированы хроматические аберрации для нескольких длин волн. Так же такие объективы пропускают намного больше света, чем Ахроматы. Применяются для исследований в УФ спектре, поскольку используются специальные стекла с пропусканием в УФ области спектра.
АПОХРОМАТ – в таких объективах скорректированы аберрации для четырех и более длин волн. Обеспечивают превосходную цветопередачу и яркость изображения. Пропускают больше света из ИК и видимого спектра, чем Флюорит, но меньше УФ.
СУПЕРАПОХРОМАТ – самые сбалансированные объективы, отличаются наилучшей цветопередачей. Пропускают волны в видимом диапазоне, УФ и ИК.
Объективы
Маркировка объективов Olympus:
Термины:
Разрешение – это минимальное различимое расстояние между двумя соседними точками.
Поле зрения – диаметр видимого изображения на исследуемом объекте.
Иммерсия – специальная жидкость с определённым коэффициентом преломления, служащая средой для прохождения света между исследуемым объектом и объективом для увеличения апертуры.
Рабочее расстояние – расстояние от линзы до исследуемого объекта, в пределах которого его изображение будет резким.
Оптическая система с коррекцией на бесконечность
– свет, собранный от образца, проходит через линзы объектива параллельными лучами. Параллельные лучи преломляются в линзах тубуса и фокусируется в промежуточное изображение.Такая корректировка даёт неоспоримые преимущества: можно изменять расстояние между тубусом и объективом, добавлять модули для ортоскопии, коноскопии, дополнительные светоделители и прочие.
Поляризационный объектив (P) – объектив, изготовленный из специального стекла без внутренних напряжений.Объектив для фазового контраста (PH) – объектив со встроенным фазовым кольцом.
Объективы Olympus подразделяются на сферы использования: для естественных наук и материаловедения. Виды объективов:
UPLSAPO – Универсальные План Суперапохромат, объективы с максимально возможной коррекцией в видимой части спектра, ближнем УФ и ИК. Имеется регулировка рабочего расстояния и апертуры. Такие объективы используются в конфокальных микроскопах и оптических системах сверхвысокого разрешения. Забудьте «мыльное» изображение в школьных микроскопах, в эти объективы вы сможете рассмотреть даже органеллы клеток, но для этого класса оборудования, такая задача не ставится. Такие объективы предназначены для конфокальных микроскопов, слайд-сканнеров и инспекционных систем. Обратите внимание на график светопропускания. Многие ошибочно думают, что пропускание такого широкого спектра лучей – невозможно, но факты говорят сами за себя.
PLAPON – План Апохромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне, ближнем УФ и частично ИК. Хорошее решение для спектрометрии и исследований в ИК диапазоне.
UPLFLN – Универсальные План Флюорит, объективы с коррекцией в видимом диапазоне и УФ. Предпочтителен при недостатке освещения, т.к. пропускает больше всего света. Лучшие друзья биологов, медиков и криминалистов. Слабая флуоресценция – серьёзная проблема для естественных наук, а учитывая, что каждая линза, даже просветлённая, рассеивает 2-5% света. В системе из 8 линз недостаток чувствуется очень остро. В этих объективах используется специальное низкодисперсное (UD) стекло и минерал флюорит, которое пропускает максимально возможное количество света. Изображение в этих объективах выглядит максимально сочным, ярким и резким, потому что в нём скорректированы практически все хроматические аберрации. У флюоритов низкий уровень дисперсии, поэтому расхождение света минимально и пользователь не видит цветного гало, даже на максимальном приближении.
PLN – План Ахромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне (голубой, зелёный, жёлтый). Эти объективы – стандарт для любой клинико-диагностической лаборатории. Хорошо пропускают свет во всём видимом спектре, а План коррекция позволяет работать со всем полем зрения без дополнительной перефокусировки.
ACHN – Ахромат, объективы без коррекции сферических аберраций, но с частичной коррекцией хроматизмов. Эти недорогие объективы подойдут для образовательных учреждений и любителей.
LCACHN – Ахромат с большим рабочим расстоянием, недорогие объективы предназначенные для исследования объектов с выраженным неровным профилем.
CPLFLN – План Флюорит для прецентрированного фазового контраста. Прецентрированный фазовый контраст, это одно из чудес современной оптики, ведь его нельзя сбить и не нужно каждый раз тратить время на точную настройку. У этих объективов большое рабочее расстояние, поэтому их используют в инвертированных микроскопов для микроскопии культур в специальной посуде.
APO – Апохромат, скорректированы многие хроматические аберрации в видимом, ближнем УФ и ИК диапазоне. Передаёт истинные цвета изображения и может использоваться для цитологии и гистологии.
UPLFL-P – План Флюорит для поляризации, сочетает в себе все достоинства флюорита и свободного от внутренних напряжений стекла. Универсальный светосильный объектив, в сочетании с линзой Бертрана отлично подходит для поляризации и ДИК. Эти объективы используют кристаллографы и минерологи, криминалисты, исследователи различных волокон. Поляризация один из основных методов контрастирования, ведь она не требует предварительной подготовки образцов, поэтому данные объективы широко распространены.
XLFLUOR – Флюорит для флуоресцентных исследований на малых увеличениях. Объектив уникален как по позиционированию, так и по исполнению. Обнаружить флуоресценцию в крупных объектах гораздо сложнее, чем рассмотреть её на большом увеличении. Всё дело в засветке и крайне малой светимости для малого увеличения, но у этого объектива малое поле зрения, максимально возможная (для малого увеличения) апертура, а значит высокая чувствительность.
MPLAPO – План Ахромат для материаловедения. Рассчитан на работу в отражённом свете, то есть свет падает через объектив на образец и отразившись от образца проходит через объектив и попадает на окуляры. Блики от осветителя отражённого света отсутствуют. Эти объективы устанавливаются в металлографических микроскопах, микроскопах для исследований нано материалов и мельчайших структур. В первую очередь – это исследовательские объективы.
MPLFLN – План Флюорит для материаловедения. Хорошая просветлённая оптика отлично подойдёт для изучения материалов, а ультрафиолете, а также ДИК контрасте.
MPLFLN-BD – План Флюорит для материаловедения, для светлого и тёмного поля. Свет в этом объективе попадает от осветителя на образец, через специальные каналы в стенках объектива, благодаря чему, реализуется метод тёмного поля.
MPLFLN-DBP — План Флюорит для материаловедения, для светлого, тёмного поля и поляризации. Отличается от предыдущего оптикой без напряжений. Лучшее, из доступного на данный момент, в среднем ценовом сегменте профессиональных микроскопов.
LMPLFLN – План Флюорит для материаловедения с большим рабочим расстоянием. Сделать объектив с большим рабочим расстоянием – весьма нетривиальная задача, потому что длиннофокусные линзы дают менее чёткое изображение.
MPLN – План Ахромат для материаловедения. Рядовые объективы, которые отлично подойдут для несложных исследований в металлографии, химии и электронике.
MPlanIR – Объективы для ИК микроскопии. Переключение между ИК и видимым освещением требует от обычного объектива фокусировку и подстройку освещения. С ИК коррекцией этого делать не нужно. Это не только экономия времени, но и повышенная точность.
По вопросам консультации и поставки — свяжитесь с нами любым удобным способом:
+7 (495) 234-23-32
Форма обратной связи
§ 6. Устройство увеличительных приборов
Вопросы в начале параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Очки, лупа, микроскоп, подзорная труба, бинокль, телескоп
2. Для его их применяют?
Данные приборы необходимы для того, чтобы рассматривать предметы, которые сложно рассмотреть невооружённым глазом. Это могут быть либо очень мелкие объекты, либо очень далеко расположенные, например, небесные тела.
Лабораторные работы
Лабораторная работа: Устройство лупы и рассматривание с её помощью клеточного строения растений
1. Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?
Ручная лупа состоит из трёх частей: ручки, оправы и двояковыпуклого увеличительного стекла.
Ручка нужна для того, чтобы было удобно пользоваться лупой, оправа — для присоединения увеличительного стекла к ручке, а увеличительное стекло (главная составная часть лупы) — для получения увеличенного изображения рассматриваемого предмета.
2. Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, арбуза, яблока. Что характерно для их строения?
Если внимательно рассмотреть мякоть томата, арбуза или яблока, то даже невооруженным взглядом можно заметить, что мякоть плодов состоит из мельчайших крупинок — клеток.
3. Рассмотрите кусочки мякоти плодов под лупой. Зарисуйте увиденное в тетрадь, рисунки подпишите. Какую форму имеют клетки мякоти плодов?
- Клетки мякоти томата напоминают маленькие зёрнышки. Они имеют вытянутую угловатую форму.
- Клетки арбуза прозрачные и шарообразные, щедро наполненные соком.
- Клетки яблока маленькие и круглые. Они располагаются очень близко друг к другу.
Лабораторная работа: Устройство микроскопа и приёмы работы с ним
1. Изучите микроскоп. Найдите тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясните, какое значение имеет каждая часть. Определите, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта.
- Тубус — это зрительная трубка, в которую вставлены увеличительные стёкла.
- Окуляр — верхняя часть тубуса микроскопа, через которую смотрят на изображение в микроскопе.
- Объектив — нижняя часть тубуса, которая при помощи дополнительных увеличительных стёкол позволяет ещё больше увеличить рассматриваемый объект.
- Штатив — специальное крепление, которое соединяет и удерживает все части микроскопа.
- Предметный столик — подставка с отверстием по центру, на которую помещают стеклянную пластину с изучаемым объектом.
- Зеркало — деталь микроскопа, предназначенная для улавливания солнечного луча и направления его на изучаемый объект.
- Винты — это механизмы, позволяющие настроить максимально чёткое изображение в окуляре.
Световой микроскоп может увеличивать изображение предметов до 3 600 раз. Для того чтобы узнать какое увеличение позволяет получить тот или иной световой микроскоп, надо перемножить увеличительные возможности окуляра на увеличительные возможности объектива (подписано на соответствующих частях микроскопа).
2. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.
Правила работы с микроскопом
- Для работы микроскоп ставят на 2-3 см от края стола немного левее от себя. Вся работа ведётся сидя.
- Перед началом работы микроскоп осматривают, очищают от пыли зеркало и окуляр мягкой салфеткой.
- После этого полностью открывают диафрагму микроскопа.
- Начинать работу всегда следует с малого увеличения.
- Объектив должен быть установлен в рабочее положение, то есть примерно на расстоянии 1 см от предметного стекла.
- При помощи зеркала устанавливается максимально эффективное освещение объекта. Для этого глядя в окуляр надо подвигать зеркало и поймав луч света направить его к объектив.
- Изучаемый объект (микропрепарат) кладётся на предметный столик под объектив. Затем, при помощи винтов, объектив опускается на расстояние 4-5 мм до микропрепарата. Внимание! В это время вы не должны смотреть в окуляр, а всё внимание уделить опускаемому объективу.
- После этого при помощи винта грубой наводки объектив устанавливается в неоходимое для рассматривания объекта положение. Внимание! Если вы глядите в окуляр, то винт грубой настройки можно вращать только на себя, то есть можно только понимать объектив. В противном случае (если глядя в микроскоп пробовать опускать объектив) можно повредить покровное стекло.
- Медленно передвигая микропрепарат рукой необходимо найти наиболее выгодное положение для его рассматривания.
- После окончания работы с микроскопом необходимо привести его в положение малого увеличения, поднять объектив, снять с предметного стола стекло с микропрепаратом, протереть мягкой салфеткой все части микроскопа и убрать его в место хранения.
3. Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.
Выполните самостоятельно.
Вопросы в конце параграфа
1. Какие увеличительные приборы вы знаете?
Ручная лупа, штативная лупа, оптический микроскоп, электронный микроскоп.
2. Что представляет собой лупа и какое увеличение она даёт?
Лупа — это самый простой увеличительный прибор. Она состоит из увеличивающей линзы, оправы и ручки или штатива.
Ручные лупы могут увеличивать предметы в 2 — 20 раз. Штативные лупы обычно мощнее. Они могут увеличивать предметы в 10 — 25 раз.
3. Как устроен микроскоп?
Световой микроскоп состоит из тубуса, окуляра, одного или нескольких объективов, штатива, предметного стола с отверстием, винтов и зеркала.
В тубусе, окуляре и объективах находятся увеличительные линзы. Предметный столик используется для размещения на нем микропрепарата, а зеркало — для направления луча света на исследуемый объект. При помощи винтов можно установить микроскоп в оптимальное для исследования положение. Штатив же удерживает все элементы микроскопа и делает работу на нем удобной.
4. Как узнать, какое увеличение даёт микроскоп?
Для того, чтобы узнать какое увеличение даёт конкретный микроскоп нужно посмотреть на цифры, которые написаны на оправе окуляра и объектива, а затем перемножить эти цифры. Например, на окуляре может быть написано 10х, а на объективе 30х. Тогда наибольшее возможное увеличение, которое может дать данный микроскоп, будет равно 10 • 30 = 3 000 раз. То есть можно будет увеличить рассматриваемый объект в 3 000 раз.
Подумайте
Почему с помощью светового микроскопа нельзя изучать непрозрачные предметы?
Невозможность изучения на световом микроскопе непрозрачных предметов объясняется особенностью конструкции данного типа оборудования.
Как мы знаем, зеркало, отражающее и направляющее световые лучи на изучаемый объект, находится под предметным столом с микропрепаратом. То есть изучаемый объект должен быть подсвечен снизу для того, чтобы мы могли увидеть его структуру.
Если же в качестве микропрепарата используется непрозрачный объект, то световой луч от зеркала не может пробиться сквозь него и в окуляр можно будет увидеть только тёмное пятно.
Задания
Выучите правила работы с микроскопом.
Используя дополнительные источники информации, выясните, какие подробности строения живых организмов позволяют рассмотреть самые современные микроскопы.
С помощью современных микроскопов, например электронных, можно рассмотреть вирусы, бактерии, клетки живых организмов, составные части клеток: вакуоль, ядро, цитоплазму и т.д. Можно понаблюдать за кровяными тельцами, строением растений и их частей и прочими объектами.
Сейчас существуют устройства, которые позволяют увидеть объемное 3-х мерное изображение изучаемого объекта. Называются такие устройства стереомикроскопы. При помощи такого оборудования чаще всего проводится изучение поверхности металла, древесины, пластмассы, минералов и других твёрдых предметов.
Словарик
Клетка — это элементарная единица строения всех живых организмов кроме вирусов.
Лупа — это самый простой увеличительный прибор, который состоит из двояковыпуклого увеличительного стекла, оправы и ручки (или штатива).
Микроскоп — это увеличительный прибор, который работает при помощи оптических линз и способен увеличивать изображение объекта в десятки, сотни или даже в тысячи раз.
Тубус — это деталь микроскопа, в которой расположены увеличительные линзы.
Окуляр — это верхняя часть тубуса микроскопа, состоящая из линзы и оправы и предназначенная для рассматривания изучаемого объекта.
Объектив — это нижняя часть тубуса микроскопа, включающая в себя несколько увеличительных стекл и оправу и предназначенная для дополнительного увеличения изображения объекта.
Штатив — это деталь микроскопа, предназначенная для соединения и удержания остальных деталей этого прибора.
Тип
— Биологический. Микроскопы, изначально рассчитанные на использование преимущественно в биологии и медицине — для изучения клеток, микроорганизмов и других подобных объектов. Одним из основных отличий данного типа микроскопов от стереоскопических является то, что в объективе используется только одна линза, и изображение получается плоским (притом что окуляр при этом может быть и одинарным, и сдвоенным, подробнее см. «Окуляр»). Таким образом, оценить объём предметов при взгляде через такой прибор невозможно. С другой стороны, биологические микроскопы могут обеспечивать довольно высокую кратность увеличения — до 2000х; а в тех сферах, где они применяются, объёмность и не требуется.— Стереоскопический. Микроскопы, имеющие объектив с парой линз и сдвоенный окуляр. Такая конструкция позволяет смотреть в окуляр обоими глазами и видеть при этом достоверное объёмное изображение. Микроскопы этого типа предназначаются в первую очередь для ремонта и сборки часов и других мелких механизмов, создания миниатюр, пайки микросхем, криминалистических исследований и т. п. Они дают сравнительно невысокое увеличение (до 200х, а иногда всего в несколько десятков крат), однако объёмность изображения позволяет точно орудовать инструментами в поле зрения. Кроме того, удобству работы способствуют большие рабочие расстояния.
Принцип работы
— Оптический. Традиционные микроскопы, работа которых основана на использовании линз и других оптических элементов. Позволяют обеспечить высокое качество изображения и хорошую кратность увеличения, при этом не зависят от электричества (разве что для системы подсветки могут понадобиться батарейки). В микроскопах этого типа используются традиционные окуляры, однако есть отдельные модели, допускающие подключение внешней камеры и вывод изображения на дисплей компьютера. Также отметим, что это единственный принцип, применяемый в стереоскопических моделях (см. «Тип»)— Цифровой. Микроскопы этого типа фактически представляют собой цифровые камеры, дополненные мощной увеличивающей оптикой. Изображение с такой камеры нужно выводить на экран; некоторые модели оснащены собственными дисплеями, другие экранов не имеют, и их нужно подключать к компьютеру/ноутбуку. Преимуществом первой разновидности является независимость от внешнего оборудования, достоинства второго варианта — компактность и сравнительно невысокая стоимость. В то же время стоит отметить, что по степени увеличения большинство цифровых микроскопов уступает оптическим, а для стереоскопического изображения этот принцип не подходит.
— Оптико-цифровой. Микроскопы, сочетающие в себе особенности оптических и цифровых моделей (см. соответствующие пункты). От «чисто цифровых» приборов та…кие модели отличаются более продвинутой оптикой, с револьверной головкой и высокой кратностью увеличения; от оптических — встроенной камерой и использованием экрана в роли окуляра (традиционные окуляры в оптико-цифровых моделях не применяются).
Кратность увеличения
Диапазон кратностей увеличения, обеспечиваемый прибором — от минимальной до максимальной.Кратность микроскопа высчитывается по формуле «кратность окуляра умножить на кратность объектива». Например, 20х объектив с 10х окуляром дадут кратность 10*20 = 200х. Современные микроскопы могут оснащаться револьверными головками на несколько объективов, зум-объективами (см. ниже) и сменными окулярами — так что в большинстве моделей кратность можно регулировать. Это позволяет подстраивать устройство под разные ситуации: когда нужно рассмотреть мелкие детали, используется высокая степень увеличения, а вот для расширения поля зрения кратность нужно уменьшать.
Подробные рекомендации по оптимальным кратностям для разных задач можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что многие производители идут на хитрость и указывают максимальное значение кратности по степени увеличения, достигаемой с дополнительной линзой Барлоу. Такая линза действительно может дать серьёзный прирост кратности, однако не факт, что изображение при этом получится качественным; подробнее см. «Комплектация».
Портативный
В данную категорию включены микроскопы небольшого размера, изначально рассчитанные на возможность постоянной переноски с собой и применение «в поле», вне лабораторий. Некоторые из таких устройств по габаритам и весу сравнимы с карманными фонариками. Кратность у портативных микроскопов невелика — до 100 – 200х, в некоторых моделях до 500х; однако высокая степень увеличения при упомянутом применении и не требуется. Подобные приборы ценятся ювелирами, экспертами-криминалистами и другими специалистами, которым часто приходится проводить исследования в полевых условиях.Объектив
— Зум-объектив. Объектив с переменной кратностью увеличения. Такая оптика позволяет плавно изменять общую кратность микроскопа в определённых пределах, не меняя объектива/окуляра и даже не отрываясь от наблюдений. С другой стороны, зум-объективы сложнее и дороже оптики с постоянной кратностью. Поэтому применяются они в основном в стереоскопических микроскопах (см. «Тип»): при ремонте, сборке и других задачах, для которых применяются такие приборы, возможность плавной подстройки кратности бывает крайне полезной.— Кратность увеличения. Кратность увеличения, обеспечиваемая объективом. Этот параметр, наряду с кратностью окуляра, влияет на общую кратность увеличения прибора (см. выше). Большинство биологических микроскопов (см. «Тип») оснащаются несколькими объективами разной кратности на револьверной головке; это позволяет подстраивать степень увеличения по желанию пользователя. Стандартные варианты кратности таких объективов — 4х, 10х, 40х, 100х.
— Ахромат. Одна из разновидностей цветовой коррекции, применяемой в объективах. Необходимость цветовой коррекции обусловлена тем, что свет разных цветов по-разному преломляется линзами, и без дополнительных мер изображение в микроскопе расплывалось бы радужными разводами. Ахроматика — одна из простейших разновидностей цветовой коррекции, в такой оптике скорректированы цветовые искажения по жёлтому и зелёному цвету. Объективы-ахроматы отличаются простотой ко…нструкции и невысокой стоимостью. Правда, качество изображения в них далеко от идеала: чёткое изображение такой объектив даёт только в центре картинки, ширина зоны резкости составляет около трети от общей ширины поля зрения, а по краям изображения могут появляться красно-синие разводы. Впрочем, этого вполне достаточно для общего ознакомления, начального обучения, а нередко — и для более серьёзных задач.
— Планахромат. Улучшенная и доработанная разновидность ахроматических объективов (см. выше). В планахроматах предусматривается дополнительная коррекция кривизны поля, благодаря чему область чётко видимого изображения в таких объективах составляет не менее 2/3 от общей ширины поля зрения, а нередко — и более. Именно такие объективы рекомендуются для серьёзной учёбы и профессионального применения.
— Посадочный диаметр. Размер резьбы, используемой для установки объектива. Больший посадочный диаметр, как правило, означает большую ширину объектива, а значит — более высокую светосилу и лучшее качество изображения. С другой стороны, крупный размер сказывается на габаритах, весе и стоимости оптики. В современных микроскопах в основном встречаются диаметры от 20 до 35 мм. Зная размер резьбы, можно приобретать сменные или запасные объективы для устройства.
Окуляр
— Монокуляр. Окуляр с одной линзой, в который можно смотреть только одним глазом. По очевидным причинам используется только в биологических микроскопах (см. «Тип»). Преимуществами монокуляров являются прежде всего меньшие размеры и стоимость, чем у других разновидностей; кроме того, они не требуют подстройки по межзрачковому расстоянию. С другой стороны, постоянно смотреть в окуляр одним глазом утомительно, поэтому данный вариант слабо подходит для ситуаций, когда в микроскоп приходится заглядывать часто и подолгу.— Бинокуляр. Сдвоенный окуляр, в который можно смотреть сразу обоими глазами. Отметим, что такая оптика применяется не только в стереомикроскопах, изначально предназначенных для рассматривания предмета через два объектива (см. «Тип»), но и в биологических микроскопах с одним объективом. Дело в том, что смотреть в оптический прибор двумя глазами значительно удобнее, чем одним, глаза при этом меньше нагружаются и усталость наступает не так быстро. Поэтому для серьёзных задач, связанных с частым использованием микроскопа, оптимальным вариантом являются бинокуляры (или тринокуляры, см. ниже). Обходится такая оптика дороже монокулярной, однако это компенсируется удобством использования.
— Тринокуляр. Разновидность бинокуляра (см. соответствующий пункт), дополненная третьим оптическим каналом для специальной камеры-видеоокуля…ра. Такая камера, как правило, подключается к ПК или ноутбуку; установив её в гнездо для третьего окуляра, можно осуществлять фото- и видеосъёмку, а также выводить изображение в реальном времени на экран компьютера. Одновременно с этим можно смотреть в микроскоп и обычным способом. Устройства с тринокулярами весьма функциональны и универсальны, однако сложны и стоят недёшево.
— LCD-экран. Наличие у микроскопа LCD-экрана, заменяющего традиционный окуляр. К такому прибору не нужно всякий раз наклоняться для просмотра изображения, что бывает очень удобно, если наблюдения нужно совмещать с ведением записей и другими подобными занятиями. Микроскопы подобной конструкции обычно имеют функцию фото- и видеосъёмки, а также различные встроенные инструменты — например, масштабную сетку для оценки размеров видимых объектов, выводящуюся прямо на экран. Кроме того, изображение на экране может видеть не только непосредственный пользователь, но и все, кто находится рядом; такие возможности бывают незаменимы во время учебных занятий, консультаций, презентаций и т. п. С другой стороны, подобные микроскопы получаются громоздкими и дорогими.
— Кратность увеличения. Кратность увеличения, обеспечиваемая окуляром. Этот параметр, наряду с кратностью объектива, влияет на общую кратность увеличения прибора (см. выше). Классическим вариантом для окуляров в микроскопах считается 10х, однако встречаются и более высокие значения. В комплект поставки может входить несколько окуляров, разной кратности — для изменения общей степени увеличения. Встречается обозначение кратности с буквенным индексом, например, WF10x. Это означает, что окуляр имеет расширенное поле зрения (WF — широкое, EWF — экстра-широкое, UWF — сверхширокое).
— Наклон окуляра. От наклона окуляра зависит положение головы наблюдателя при взгляде в микроскоп и общее удобство использования. По данному показателю можно выделить три основных варианта: фиксированный угол, регулируемый угол, без наклона. Фиксированный угол чаще всего составляет 30° или 45° относительно горизонтали, именно эти значения считаются наиболее удобными. В микроскопах с регулируемым углом весь штатив, с тубусом и предметным столиком, закреплён на основании при помощи поворотного крепления. Это наиболее удобный вариант, позволяющий подстраивать наклон под свои предпочтения, однако крепление со временем склонно разбалтываться, поэтому в профессиональных микроскопах оно применяется редко. Третья разновидность — вертикальные микроскопы, без наклона — особого распространения не получили: такая конструкция используется в некоторых стереоскопических моделях (см. «Тип») для того, чтобы предметный столик оставался строго горизонтальным (это важно при некоторых работах с микроскопическими объектами).
— Посадочный диаметр. Номинальный диаметр окуляра, используемого в микроскопе, а также диаметр отверстия в тубусе, предназначенного для установки окуляра. В современных микроскопах используется несколько стандартных диаметров, в частности, 23 и 27 мм. На практике данный параметр необходим прежде всего в том случае, если планируется приобретать запасные или сменные окуляры к микроскопу, либо если «в хозяйстве» уже имеется окуляр, и нужно оценить его совместимость с данной моделью.
— Диоптрическая коррекция. Диапазон диоптрической коррекции, предусмотренный в окуляре. Такая коррекция применяется для того, чтобы близорукий или дальнозоркий человек мог смотреть в микроскоп без очков или контактных линз. В большинстве моделей с данной функцией диапазон коррекции составляет порядка 5 диоптрий в обе стороны; это позволяет использовать микроскоп при невысокой и средней степени близорукости/дальнозоркости.
Максимальное рабочее расстояние
Наибольшее рабочее расстояние, обеспечиваемое микроскопом.Рабочим расстоянием называют расстояние от объектива до рассматриваемого предмета. Этот параметр важен в первую очередь для стереомикроскопов (см. «Тип»): чем больше пространства остаётся под объективом, тем удобнее работать с различными инструментами и приспособлениями в поле зрения прибора. Однако тут стоит учитывать, что максимальное рабочее расстояние достигается на минимальной кратности увеличения, с ростом кратности объектив приходится приближать к рассматриваемому предмету. Для биологических же микроскопов рабочее расстояние не имеет особого значения: такие приборы работают в основном с плоскими препаратами, к которым объектив можно подводить практически вплотную.
Револьверная головка
Количество объективов в револьверной головке микроскопа.Револьверная головка представляет собой круглую насадку с несколькими объективами разной кратности. Поворачивая такую насадку, можно менять используемый в данный момент объектив; а чем больше объективов — тем шире у пользователя выбор при подборе оптимальной кратности микроскопа. С другой стороны, большое количество оптики сказывается на габаритах и цене устройства. В свете этого большинство современных микроскопов имеют 3 – 4 объектива — это количество считается оптимальным по соотношению функционала и цены.
Предметный столик
Конструкция предметного столика, предусмотренного в микроскопе.— Стационарный. Предметный столик, закреплённый неподвижно; наведение на резкость в таких микроскопах осуществляется за счёт движения вверх-вниз тубуса с объективом и окуляром. Такие системы просты и недороги, однако наводить резкость, глядя в постоянно движущийся окуляр, не очень удобно. Кроме того, для продвинутых биологических микроскопов (см. «Тип») с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр») данный вариант слабо подходит ещё и по некоторым конструктивным причинам. А вот абсолютное большинство стереомикроскопов оснащается именно стационарными столиками — это наиболее разумная конструкция с учётом специфики применения.
— Подвижный. В микроскопах этого типа вся оптическая система неподвижно закреплена на штативе, а предметный столик может перемещаться вверх-вниз для наведения оптики на резкость. Такая конструкция встречается исключительно в биологических микроскопах (см. «Тип»). Она несколько сложнее и дороже, чем при неподвижном столике, но в то же время значительно удобнее: при наведении на резкость окуляр не двигается, что позволяет с комфортом подстраивать изображение, не отрываясь от наблюдения. Кроме того, именно подвижный столик является наиболее подходящим для продвинутых приборов с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр»), практически все подобные микроскопы имеют подобное оснащение.
Препаратоводитель
Наличие препаратоводителя в конструкции предметного столика.Препаратоводитель представляет собой приспособление для плавного перемещения препаратных стёкол под объективом микроскопа, а также фиксации условных координат отдельных участков препарата. За перемещение отвечают механизмы, позволяющие сдвигать стекло отдельно в продольном и поперечном направлении. Фиксацию координат обеспечивают специальные шкалы с нониусами, точность определения координат может составлять от 0,1 до 0,01 мм.
Данная функция встречается исключительно в биологических микроскопах (см. «Тип»). Её наличие может быть крайне важным для исследований, связанных с высокими кратностями увеличения. Без препаратоводителя стекло пришлось бы перемещать вручную, а поиск определённых участков был бы весьма непростой, а то и невозможной задачей.
Фокусировка
Виды фокусировки (наведения на резкость), предусмотренные в микроскопе. Фокусировка осуществляется за счёт изменения расстояния между рассматриваемым предметом и объективом; виды её могут быть такими:— Грубая. Данный способ означает наличие одного поворотного регулятора, отвечающего за перемещение объектива или предметного столика. Достоинства подобной конструкции — простота и невысокая стоимость. В то же время фокусировка на высоких кратностях в таких микроскопах является довольно непростой задачей: поворачивать ручку настройки приходится буквально по долям миллиметра.
— Грубая / точная. Фокусировка, осуществляемая двумя механическими регуляторами — для предварительного наведения на резкость и для окончательной тонкой подстройки. Такая настройка сама по себе удобнее, чем только грубая (см. выше), а на высоких кратностях она бывает просто незаменимой. С другой стороны, наличие дополнительного регулятора усложняет и удорожает конструкцию, поэтому встречается данный вариант преимущественно в полупрофессиональных и профессиональных микроскопах.
— Ручная. Способ, предполагающий отсутствие механизма фокусировки как такового. Наведение на резкость в таких приборах осуществляется за счёт того, что пользователь вручную перемещает объектив — например, сдвигая его вверх-вниз на вертикальном штативе и фиксируя в нужном положении зажимом, или наклоняя вперёд-назад на поворотном креплении. Данный вариант подходит только д…ля моделей с невысокой кратностью, не требующих особой точности при фокусировке; он встречается преимущественно в цифровых микроскопах без собственного экрана (см. «Принцип работы»), а также портативных моделях (см. соответствующий пункт).
Блокировка фокусировки
Возможность заблокировать механизм фокусировки микроскопа. Один из вариантов применения данной функции — работа с большим количеством однотипных препаратов: заблокировав наведённый на резкость микроскоп, можно менять препараты, не тратя времени на фокусировку при каждой смене. Кроме того, блокировка не помешает при работе на очень высоких кратностях (от 1000х и выше). Фокус на таких увеличениях нужно наводить очень точно, а рабочее расстояние получается небольшим — в итоге, случайно задев ручку грубой фокусировки, можно основательно сбить настройки или даже «въехать» объективом в препарат. Блокировка позволяет избежать подобных неприятностей.Подсветка
Тип подсветки предметного столика, используемой в микроскопе.— Светодиодная (LED). Наиболее продвинутая на сегодняшний день разновидность подсветки. Светодиоды дают яркий свет белого цвета с холодной окраской, оптимальный для работы с прозрачными образцами. Такие источники света можно оснащать регуляторами яркости. Кроме того, LED-подсветка чрезвычайно экономична в плане потребления энергии и практически не вырабатывает излишнего тепла. Всё это делает данный вариант подходящим даже для наиболее продвинутых микроскопов.
— Галогенная. До появления светодиодов подобная подсветка была основным вариантом, применявшимся в биологических микроскопах (см. «Тип») среднего и профессионального уровней. Галогенные лампы обеспечивают мощный поток света, при этом яркость подсветки, как правило, можно регулировать; спектр свечения получается достаточно удобным для наблюдений, а нагрев относительно невелик (хотя и больше, чем в светодиодах). По экономичности энергопотребления такое освещение уступает светодиодному, однако превосходит лампы накаливания.
— Лампа накаливания. Наиболее простая и недорогая разновидность подсветки. Собственно, именно невысокая стоимость является основным преимуществом подобных систем. А вот недостатков у ламп накаливания немало. Во-первых, они дают тёплый оттенок свечения, искажающий цветопередачу; для несложных задач это не критично, но вот в серьёзных исследованиях недопустимо. Во-вторых, лампа сильно нагревается, что…может отрицательно повлиять на препарат. В-третьих, такое освещение потребляет довольно много энергии. Как следствие, лампы накаливания встречаются исключительно в недорогих микроскопах начального уровня, и даже среди них они постепенно выходят из употребления.
— Зеркальная. Освещение при помощи зеркала, отражающего свет от окна, потолочной лампы или другого внешнего источника освещения. Из достоинств этого варианта можно назвать простоту, невысокую стоимость, компактность и полную независимость от источников энергии. С другой стороны, подобный микроскоп зависит от внешнего освещения, а настройка зеркала требует определённых навыков и с непривычки может оказаться довольно непростым делом. Поэтому в чистом виде зеркальные системы используются сравнительно редко, однако зеркало может предусматриваться как дополнение к другому источнику освещения, например, галогенной лампе.
Верхняя подсветка
Наличие в микроскопе подсветки, направленной сверху вниз. В биологических микроскопах (см. «Тип») такая подсветка даёт возможность рассматривать непрозрачные объекты; также в некоторых случаях она может применяться как дополнение к основному нижнему освещению. А в стереоскопических моделях применяется только верхний свет — это обусловлено спецификой применения.Конденсор
Особенности конструкции конденсора, установленного в микроскопе.Конденсор является частью системы подсветки в биологических микроскопах (см. «Тип»). Это оптическая система, особым образом обрабатывающая поступающий на препаратное стекло поток света. Для разных ситуаций могут потребоваться разные способы такой обработки; соответственно, в микроскопах могут применяться разные виды конденсоров. Тем не менее, самым популярным в наше время является простейший конденсор Аббе. Он обеспечивает концентрацию пучка света и равномерное его распределение по полю зрения. Изначально такое приспособление предназначено для исследований методом светлого поля, однако может применяться и для фазоконтрастных наблюдений. Конденсор Аббе мможет оснащаться ирисовой апертурной диафрагмой — с её помощью можно снизить яркость освещения — а также цветными светофильтрами.
Другие, более специфические виды конденсоров (например, фазовый или тёмного поля) обычно приобретаются по отдельности и в стандартное оснащение микроскопа включаются редко.
В характеристиках конденсора может указываться N.A. — размер апертуры (действующего отверстия) в миллиметрах, например, N.A.=1,2. Это довольно специфический параметр; достаточно сказать, что он подбирается производителем под комплектные объективы и на выбор микроскопа принципиально не влияет.
Встроенная камера
Наличие в микроскопе собственной встроенной камеры, позволяющей осуществлять фото- и видеосъёмку объектов в поле зрения, а также выводить изображение на внешний экран (или собственный, при его наличии). Конкретные особенности применения данной функции могут быть разными, в зависимости от особенностей конструкции. Так, некоторые микроскопы (в основном портативные, см. соответствующий пункт) работают только с внешними экранами, другие имеют собственные дисплеи, третьи могут работать и с собственным, и с внешним экраном. Аналогично могут различаться особенности записи фото/видео; подробнее см. соответствующий пункт.Функции и возможности
— Регулировка межзрачкового расстояния. Возможность изменять расстояние между окулярами в бинокулярном или тринокулярном микроскопе (см. «Окуляр»). Для нормальной видимости необходимо, чтобы расстояние между линзами окуляров соответствовало расстоянию между зрачками пользователя. У разных людей это расстояние различается, соответственно, для комфортного использования может потребоваться данная настройка.— Регулировка яркости. Возможность изменять яркость подсветки — для подстройки освещения под особенности ситуации. К примеру, для исследования тонкого прозрачного препарата в светлом поле высокая яркость будет излишней, а вот при просвечивании плотного тёмного объекта без неё не обойтись.
— Освещение по Келлеру. Наличие в микроскопе освещения по системе Келлера. Такое освещение применяется исключительно в биологических моделях (см. «Тип») , оно является признаком прибора профессионального уровня. Система Келлера усложняет и удорожает конструкцию, кроме того, для неё может потребоваться специфическая настройка, однако при правильной настройке качество освещения получается очень высоким, а изображение — максимально достоверным. Отметим, что в микроскопах встречается т. н. «упрощённая система Келлера», когда настройки выставляются на заводе и не поддаются изменению; однако в данном случае имеется в виду именно полноценное…, регулируемое освещение по Келлеру.
— Запись фото / видео. Возможность фото- и видеосъёмки изображения, видимого в микроскоп. Особенности реализации данной функции в разных микроскопах могут быть разными. К примеру, одни модели нужно подключать к компьютеру, другие могут записывать материалы напрямую на карту памяти или другой носитель. Также сами камеры, осуществляющие съёмку, могут быть как встроенными, так и съёмными (см. «Комплектация»/соответствующие пункты).
Питание
Способы питания, предусмотренные в микроскопе. Даже оптическим моделям может потребоваться источник энергии для работы подсветки (см. выше), а для других разновидностей питание является практически обязательным. Некоторые модели могут поддерживать несколько типов питания.— Сеть 220 В. Подключение к обычной розетке на 220 В. Достаточно удобный и практичный вариант, слабо подходящий разве что для портативных моделей (см. выше).
— USB порт. Питание от разъёма USB часто встречается в цифровых микроскопах (см. «Принцип работы»): устройство запитывается от того же разъёма, через который подключается к компьютеру или другому внешнему экрану. А в оптических моделях подобное питание может предусматриваться в дополнение к вышеописанной сети 220 В . Отметим, что USB-порты, помимо прочего, встречаются также в ноутбуках и других портативных устройствах, что позволяет применять такие микроскопы даже при отсутствии розеток поблизости. Это особенно удобно в случае портативных приборов (см. выше).
— Аккумулятор. Питание от собственного встроенного аккумулятора, в некоторых случаях — несъёмного. Данный вариант делает микроскоп полностью автономным и позволяет применять его даже при полном отсутствии поблизости внешних источников питания. С другой стороны, этот момент актуален в основном для портативных моделей, и то лишь в отдельных случаях, а встроенная батарея заметно сказывается на весе, габаритах и цене устройства. Поэтому чисто аккумуляторные…микроскопы встречаются крайне редко, чаще такой способ питания предусматривается в дополнение к сети 220 В или USB (см. выше) — как запасной на случай проблем с внешним питанием.
— Батарейки. Ещё одна разновидность автономного питания, наряду с описанными выше аккумуляторами. Наличие батарейного отсека обходится дешевле встроенного аккумулятора, однако сами батарейки приходится приобретать отдельно — причём либо регулярно покупать одноразовые элементы, либо выложить довольно крупную сумму за аккумуляторы и зарядное устройство к ним. Кроме того, качество батареек сильно зависит от конкретной марки, и далеко не всякие элементы могут нормально «завести» микроскоп и обеспечить приемлемое время автономной работы. Поэтому такое питание, как и аккумуляторное, в чистом виде встречается редко, чаще оно дополняет подключение к сети 220 В или USB.
Комплектация
Дополнительное оснащение, входящее в комплект поставки микроскопа.— Камера. В данном случае подразумевается съёмная камера, устанавливамая либо на основной оптический канал (для использования внешнего экрана в роли окуляра), либо на третий дополнительный канал тринокуляра (см. «Окуляр»). Помимо этого, встречаются также встроенные камеры (см. соответствующий пункт). Некоторые модели, поставляемые без камеры, позволяют докупить её отдельно, но данный вариант комплектации в целом всё же более удобен.
— Адаптер для смартфона. Приспособление, позволяющее устанавливать на микроскоп смартфон таким образом, чтобы камера аппарата «видела» изображение в окуляре. Таким образом можно проводить фото- и видеосъёмку на смартфон, а также использовать его экран в качестве окуляра — например, если изображение хочется показать сразу нескольким людям.
— Набор аксессуаров и препаратов. Набор дополнительных принадлежностей для работы с микроскопом. В такой набор обычно входят как минимум препаратные и покрывные стёкла; помимо них, в комплекте могут поставляться инструменты для препарирования, различные вспомогательные составы (смола для приклеивания, масла и жидкости для иммерсионных объективов), а также готовые препараты для проверки возможностей микроскопа и первоначального обучения работе с ним.
— Линза Барлоу. Дополнительная линза, которая устанавливается пер…ед окуляром и изменяет общую кратность увеличения — как правило, в сторону повышения, но возможно и наоборот. Чтобы вычислить общую степень увеличения при применении такой оптики, нужно изначальную кратность прибора умножить на кратность линзы: к примеру, 200х микроскоп с 1,6х линзой Барлоу даст 200*1,6 = 320х увеличение. Отчасти именно поэтому линзы Барлоу имеют очень невысокую кратность — даже она даёт значительный прирост увеличения. Вторая причина заключается в том, что повышать общую степень увеличения имеет смысл только до определённого предела — сверх этого предела оптика будет лишь растягивать изображение, не повышая детализацию. Собственно, во многих микроскопах именно это и происходит, если настроить прибор на максимальную кратность и установить линзу Барлоу. Так что данное приспособление стоит рассматривать скорее как инструмент для настройки увеличения на средних кратностях, а не как способ повышения максимальной кратности.
— Чехол/кейс. Футляр для хранения и транспортировки микроскопа. Чехлами называют мягкие футляры, они предназначены в основном для защиты от загрязнений; кейсы делаются из твёрдых материалов, они более громоздки, зато способны защитить прибор ещё и от ударов и сотрясений..
5 разных типов микроскопов и их применение
Как и многие другие технологические устройства, микроскопы имеют очень долгую историю. Самые ранние микроскопы содержали простое увеличительное стекло с малой мощностью (до 10 раз). Их использовали для наблюдения за маленькими насекомыми, такими как блохи.
Ранние версии оптических микроскопов были разработаны в конце 15 века. Хотя изобретатель неизвестен, за эти годы было сделано несколько заявлений. Использование микроскопов для исследования органических тканей появилось только в 1644 году.
Сегодня у нас есть микроскопы, которые могут обеспечить разрешение в 50 пикометров с увеличением до 50 миллионов раз, что достаточно для наблюдения ультраструктуры различных неорганических и биологических образцов.
Современные микроскопы можно классифицировать по-разному. Один из способов сгруппировать их — это способ их взаимодействия с образцами для создания изображений. Основываясь на том же факторе, мы перечислили 5 основных типов микроскопов и их использование.
1. Оптические микроскопы
Оптические микроскопы являются наиболее распространенными микроскопами, которые используют свет, чтобы пройти через образец для генерации изображений. Они могут иметь очень простую конструкцию, хотя сложные оптические микроскопы направлены на повышение разрешения и контрастности образца.
В дальнейшем их можно подразделить на два типа: простые и сложные микроскопы. Простой микроскоп использует одну линзу (например, увеличительное стекло) для увеличения, в то время как сложные микроскопы используют несколько линз для увеличения образца.
Они часто оснащены цифровой камерой, поэтому образец можно наблюдать с помощью компьютера. Это позволяет провести глубокий анализ микроскопического изображения.
Оптические микроскопы могут обеспечивать увеличение до 1250 раз с теоретическим пределом разрешения 0,250 микрометров. Тем не менее, развитие сверхразрешенной флуоресцентной микроскопии в последнее десятилетие привело оптическую микроскопию в наноразмерность.
Варианты оптического микроскопа
- Стереомикроскоп : предназначен для наблюдения образцов в 3D при небольшом увеличении.
- Сравнительный микроскоп : используется для исследования бок о бок образцов.
- Поляризационный микроскоп : используется в оптической минералогии и петрологии для выявления минералов и горных пород в тонких срезах.
- Двухфотонный микроскоп : позволяет получать изображения живых тканей глубиной до 1 мм.
- Инвертированный микроскоп : исследует образец снизу; обычно используется для металлографии и клеточных культур в жидкости.
- Эпифлуоресцентный микроскоп : разработан для анализа образцов, содержащих флуорофоры.
Применение
Основные оптические микроскопы часто встречаются в классах и дома. Сложные широко используются в фармацевтических исследованиях, микробиологии, микроэлектронике, нанофизике и минералогии.
Они часто используются для исследования тканей с целью изучения проявлений заболеваний. В клинической медицине исследование биопсии или хирургического образца относится к гистопатологии.
2. Электронные микроскопы
Электронный микроскоп использует пучок ускоренных электронов для получения изображения образца. Точно так же, как оптические микроскопы используют стеклянные линзы, электронные микроскопы используют фасонные магнитные поля для создания систем электронно-оптических линз.
Поскольку длина волны электрона может быть намного короче, чем у фотонов, электронные микроскопы имеют более высокую разрешающую способность и увеличение, чем обычные оптические микроскопы. Они могут выявить структуры объектов размером с пикометр.
Первый электронный микроскоп, который превысил разрешение, достигнутое с помощью оптического микроскопа, был разработан немецким физиком Эрнстом Руской в 1933 году. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для дальнейшего улучшения увеличения и разрешения микроскопа.
Современные электронные микроскопы способны увеличивать образцы до 2000000 раз, однако они все еще полагаются на прототип Руска (разработанный в 1931 году) и его связь между разрешением и длиной волны.
Электронные микроскопы имеют некоторые ограничения: они дороги в изготовлении, обслуживании и должны быть размещены в стабильных средах, таких как системы подавления магнитного поля. Также объекты должны просматриваться в вакууме.
Современный просвечивающий электронный микроскоп | Предоставлено: Дэвид Морган из Кембриджа, Великобритания.Два основных типа электронного микроскопа
1. Просвечивающий электронный микроскоп: используется для наблюдения за тонкими образцами, через которые могут проходить электроны, создавая проекционное изображение. Он может захватывать мелкие детали размером с колонку атомов.
В этом случае образец обычно представляет собой очень тонкий срез (<100 нанометров), и изображение создается в результате взаимодействия образца с электронами при прохождении пучка через образец.
Современные аппаратные корректоры могут помочь этому микроскопу достичь высокого разрешения в 50 пикометров с увеличением, превышающим 50 000 000 раз.
2. Сканирующий электронный микроскоп: генерирует изображения образца путем сканирования его поверхности сфокусированным пучком электронов. Электроны взаимодействуют с атомами в образце и генерируют сигналы, которые содержат данные о составе образца и топографии поверхности.
Поскольку этот тип микроскопии отображает только поверхность (не внутреннюю часть) образцов, он обеспечивает низкое разрешение изображения по сравнению с просвечивающей электронной микроскопией. Тем не менее, он может генерировать хорошее качество трехмерных изображений поверхности образца.
Вещи, которые вы можете наблюдать с помощью сканирующего электронного микроскопа, включают элементы на головке булавки, волосковые клетки внутреннего уха человека и поверхность глаза мухи-мухи.
Применение
Электронные микроскопы широко используются для изучения ультраструктуры различных неорганических и биологических образцов, таких как металлы, кристаллы, образцы биопсии, крупные молекулы, клетки и микроорганизмы.
Современные электронные микроскопы оснащены специальными цифровыми камерами и фрейм-грабберами для записи структуры образца и создания электронных микрофотографий.
Они часто используются в промышленных целях (для помощи в процессе производства) и в криминалистике (для предоставления доказательств в преступных и юридических целях).
3. Сканирующий зондовый микроскоп
Сканирующая зондовая микроскопия была открыта в 1981 году для изображения поверхности образца на атомном уровне. Он использует физический зонд для сканирования образца и формирования сильно увеличенных изображений.
Исходя из цели исследования, в сканирующей зондовой микроскопии используются разные методы.
Например, прибор может быть установлен в «режим постукивания», при котором кантилевер колеблется так, что наконечник периодически касается поверхности образца. Это в основном используется для изучения образцов с мягкими поверхностями.
В другом способе микроскоп может быть установлен в «режим контакта», при котором между острием кантилевера и поверхностью образца прикладывается постоянная сила. Этот режим быстро создает изображения поверхности.
В отличие от методов электронной микроскопии, образцы не требуют помещения в определенную вакуумную среду. Вместо этого они могут отображаться на воздухе при комнатном давлении и температуре или внутри жидкого реакционного сосуда. Однако, они часто не полезны для анализировать жидкост-жидкостные или твердотельные интерфейсы.
Современный сканирующий зондовый микроскопРаспространенные типы сканирующих зондовых микроскопов
А) Атомно-силовой микроскоп: имеет разрешение порядка долей нанометра, что позволяет получать изображения практически любого типа поверхности, включая стекло, полимеры и биологические образцы.
B) Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля: может достигать производительности пространственного разрешения сверх классического дифракционного предела. Он может быть использован для изучения всех проводящих, непроводящих и прозрачных образцов.
C) Сканирующие туннельные микроскопы: могут достигать бокового разрешения 0,1 нм и глубины 0,01 нм. Образцы могут быть отображены в экстремальных условиях, при температурах от почти абсолютного нуля до более 1000 ° C.
Кроме того, сканирующий туннельный микроскоп был первым микроскопом, который использовал квантовые концепции , которые проложили путь к развитию квантового микроскопа запутывания и фотоионизационного микроскопа.
Применение
Сканирующие зондовые микроскопы используются в широком спектре естественных наук, включая медицину, клеточную и молекулярную биологию, физику твердого тела, химию полимеров и полупроводниковую науку и технику.
Например, в молекулярной биологии этот метод микроскопии используется для анализа структуры и механических характеристик белковых комплексов и сборок. В клеточной биологии он используется для определения взаимодействия между определенными клетками и различения нормальных клеток и раковых клеток на основе твердости клеток.
В физике твердого тела он используется для изучения взаимодействия между соседними атомами и изменений в расположении атомов посредством атомных манипуляций.
4. Сканирующие акустические микроскопы
Сканирующий акустический микроскоп измеряет изменения акустического импеданса с помощью звуковых волн. Он в основном используется для неразрушающей оценки, анализа отказов и выявления дефектов в недрах материалов, в том числе обнаруженных в интегральных микросхемах.
Этот тип микроскопа был впервые разработан в 1974 году в микроволновой лаборатории Стэнфордского университета. С тех пор были сделаны многочисленные улучшения для повышения его точности и разрешения.
Микроскоп непосредственно фокусирует звук от датчика в маленькой точке на образце. Звук, падающий на объекты, либо поглощается, либо рассеивается под разными углами. Эти рассеянные импульсы, распространяющиеся в определенном направлении, дают полезную информацию об образце.
Разрешение образца изображения либо ограничено шириной звукового луча (зависит от частоты звука), либо физическим разрешением сканирования.
В отличие от обычных оптических микроскопов, которые позволяют наблюдать поверхность образца, акустические микроскопы фокусируются на определенной точке и получают изображения из более глубоких слоев. Кроме того, они обеспечивают более точные результаты и увеличивают объем данных, сохраняя при этом целостность образца.
Сканирующий акустический микроскоп Sonix HS 1000Применение
Многие компании используют этот тип микроскопии в аналитических лабораториях для определения качества своих электронных компонентов. Производители также используют его для контроля качества, квалификации поставщиков, тестирования надежности продукции, а также для исследований и разработок.
В биологии эти микроскопы предоставляют полезные данные о физических силах, удерживающих структуры в определенных формах, таких как эластичность клеток и тканей. Это чрезвычайно полезно при изучении процесса подвижности клеток (способность организма самостоятельно передвигаться, используя метаболическую энергию).
5. Рентгеновский микроскоп
Рентгеновские микроскопы генерируют увеличенные изображения объектов, используя электромагнитное излучение в мягком луче. Они способны выдавать 3D-изображение компьютерной томографии относительно больших образцов с высоким разрешением.
Для идентификации рентгеновских лучей, проходящих через образец, используется детектор с зарядовой связью. Поскольку рентгеновские лучи легко проникают сквозь вещество, микроскопы этого типа могут отображать внутреннюю часть образцов, непрозрачных для видимого света.
Современные рентгеновские микроскопы позволяют наблюдать различные образцы, в том числе те, которые имеют низкий контраст поглощения и более плотный материал, например керамические композиты. Чтобы достичь этого, микроскоп изменяет длину волны рентгеновского излучения, что увеличивает контраст или проникновение.
Его разрешение лежит между оптической микроскопией и электронной микроскопией. В отличие от традиционных электронных микроскопов, рентгеновские микроскопы могут отображать толстые биологические материалы в их естественном состоянии.
Рентгеновский микроскоп ZEISS Xradia 510 VersaПрименение
Рентгеновская микроскопия оказалась чрезвычайно полезной в области медицины и материаловедения. Он был использован для анализа структуры различных тканей и образцов биопсии.
В области материаловедения рентгеновские микроскопы могут определять структуру кристалла вплоть до размещения отдельных атомов внутри его молекул. Он также обеспечивает неразрушающий, неинвазивный метод поиска дефектов в трех измерениях.
Аберрации – это искажения изображения, вызванные отклонением луча от идеальной траектории движения в реальной оптической системе. Идеальная траектория оптического луча показана на всех рисунках, представленных выше, иными словами – это математическая модель распространения света и построения стигматического изображения.
Аберрации делятся на два класса: монохроматические и хроматические. Монохроматические аберрации обусловлены геометрией линзы или зеркала и возникают, как при отражении света, так и при его преломлении. Они появляются даже при использовании монохроматического (узкого участка спектра) света, отсюда и название.
Хроматические аберрации вызваны дисперсией (расщепление света на спектр), изменение линзы по показателю преломления с длиной волны. Из-за дисперсии различные длины волн света фокусируются в разных точках. Хроматическая аберрация не появляется, когда используется монохроматический свет.
Рисунок 1. Глубина резкости. Глубина фокуса
Простейшие монохроматические аберрации – расфокусировку и искажение на наклонной плоскости, исправляются смещением объектива вдоль оптической оси, чтобы совместить фокусную плоскость линзы с плоскостью изображения. Чем больше глубина резкости объектива, тем легче сфокусироваться на объекте. В быту люди очень часто путают понятия глубины резкости изображения в пространстве (ГРИП) и глубину фокуса, рисунок 1. Чтобы объект был чётко виден, необходимо, что он располагался между дальней и ближней точками глубины резкости. Посмотрите на рисунок 9, две маленькие вертикальные стрелочки на рисунке справа – это размер светового пятна, то есть изображение объекта, который мы рассматриваем под микроскопом. Оптика Olympus скорректирована на бесконечность, это значит, что лучи получаемого изображения параллельны, рисунок 2. Параллельные лучи преломляются линзами Вашего глаза (роговицей, хрусталиком, стекловидным телом) и фокусируется на светочувствительной сетчатка, регистрирующей изображение.
Рисунок 2. Увеличение в микроскопе
Сферическая аберрация (Аберрация осевых точек в контексте монохроматических аберраций) – это искажение изображения, из-за несовпадения фокусов (мест пересечения) световых пучков. Происходит, когда периферийные части линзы преломляют лучи сильнее, чем центральные. Из-за этих искажений изображение размыто, как бы не фокусировали объектив, например, если сфокусироваться на центре изображения, то края будут размыты, если сфокусироваться на краях изображения, то центр будет размыт. Есть очень простой опыт, чтобы увидеть эти аберрации: Для проведения опыта: поставьте два листа плотного черного картона параллельно друг другу. В одном из листов проделайте два миллиметровых отверстия по центру на расстоянии 1 см друг от друга. Закройте отверстия кусочком матового стекла, как показано на рисунке 3а, и установите перед матовым стеклом лампу. между двумя листами картона пометите собирающую линзу, включите лампу и попытайтесь получить изображение точек на поверхности картона. Как бы вы не двигали линзу, чёткого изображения не получится, потому что пучки света, проходящие через периферию линзы, буду сфокусированы на более близком расстоянии, чем пучки, прошедшие через центральную часть.
Рисунок 3. Сферическая аберрация. Опыт. 1- линза,
2 – перфорированный картон, 3 – матовое стекло,
4 – картон без отверстий, б – картонный круг с отверстием по центру
А теперь закроем периферию линзы толстым картоном с вырезом по центру, как показано на рисунке 3б, и тогда мы получим изображение нескольких точек, рисунок 4 (если используется лампа накаливания, то мы увидим наиболее яркие точки на раскалённой нити) или одного пятна. Устройство, ограничивающее поток света через линзу, называется – диафрагма.
Рисунок 4. Полученное изображение
Эту аберрацию устраняют добавлением линз с обратной кривизной в оптическую систему.
Рисунок 5. а) ход лучей в собирающей линзе. б) ход лучей в рассеивающей линзе
Коматическая аберрация (кома) – это частный случай сферической аберрации при преломлении боковых лучей. Боковые лучи, преломляясь, не собираются в одной точке, поэтому на изображении эти искажения видны в виде точек с размытым «хвостом», похожие на «кометы», рисунок 8. Исправляются эти аберрации, как и сферические. Дополнительно могут быть подточены края рассеивающей линзы.
Рисунок 6 Коматическая аберрация
Рисунок 7. исправление сферической аберрации
Рисунок 8. Коматические аберрации на изображении.
Астигматизм – это искажение, при котором лучи, распространяющиеся в одном направлении и по одной прямой, в перпендикулярных плоскостях, имеют разное фокусное расстояние, из-за чего изображение будет размыто в одной из плоскостей (горизонтально или вертикально). Это одна из немногих аберраций, у которой есть определённая польза, а именно возможность точной фокусировки. Например, астигматизм используют для STORM микроскопии. Цилиндрическая линза может быть введена в систему визуализации для создания астигматизма, который позволяет измерять положение источника света с ограниченной дифракцией по вертикали (оси Z). Для фокусировки астигматизм используется в оптических головках проигрывателей компакт-дисков. Линза с астигматизмом проецирует овальную точку на диск, и по ориентации овала датчики дисковода определяют на каком расстоянии находится головка считывателя, не позволяя ей поцарапать диск. В лазерах астигматизм используется для проецирования точки в линию. Исправляется астигматизм – точной выточкой линзы. Линза должна быть круглой, чтобы фокус двух перпендикулярных лучей в одной точке.
Рисунок 9. Астигматизм. S1 – фокус первого луча в фиолетовой плоскости. T1 – фокус второго луча в красной плоскости
Рисунок 10. Астигматические аберрации
Кривизна поля изображения – это аберрация при которой изображение объекта не плоское, а выгнутое или вогнутое. Для устранения этого явления используют: диафрагму, астигматизм, промежуточные изогнутые линзы, которые корректируют его по краям (с каждой следующей линзой сферизация уменьшается). Обратите внимание, линза окуляров всех хороших микроскопов немного вогнута, а проецируемое объективом искривлённое изображение, выглядит плоским для наблюдателя.
Рисунок 11. Кривизна поля
Дисторсия – искажение при котором линейное увеличение, в поле зрения объектива, неравномерно. Эту аберрацию используют в оптике для специальных фотографических объективов типа «рыбий глаз», калейдоскопах и других оптических приборах. Для микроскопии это явление неприемлемо и его исправляют при помощи диафрагмы, линзы френеля и использования линз с разной кривизной.
Рисунок 12. Дисторсия: Сверху: дисторсия «подушка», посередине «бочка» или «рыбий глаз»
Хроматические аберрации – искажения, возникающие из-за того, что волны разной длины (разного цвета) не сфокусированы в одной точке. Из-за этих аберраций вы можете видеть дисперсию света по краям объектов на изображении, как показано на рисунке 13. Любая линза преломляет свет с разными длинами волн по-разному, из-за дисперсии оптических сред. Именно на эти аберрации обращают внимание в первую очередь, при выборе объектива, потому что их обнаружить легче всего, рисунок 13. Существует два типа хроматических аберраций: осевая (продольная) и поперечная (боковая). Осевая аберрация возникает, когда световые волны различной длины фокусируются на разных расстояниях от линзы (смещение фокуса). Поперечная аберрация возникает, когда разные длины волн фокусируются в разных положениях в фокальной плоскости, поскольку увеличение и/или искажение линзы также зависит от длины волны. Боковая аберрация характерна для коротких фокусных расстояний.
Рисунок 13. Хроматические аберрации на нижнем изображении
Полностью компенсировать хроматические аберрации практически невозможно, поэтому их компенсируют только для определённой части спектра. Минимизировать эти аберрации можно с помощью линз Френеля, дифракционных оптических элементов и ахроматического дублета. Ахроматический дублет – это система, состоящая из двух отдельных линз, с разной дисперсией. Как правило, один элемент представляет собой отрицательный (вогнутый) элемент, изготовленный из кремневого стекла, имеющего относительно высокую дисперсию, а другой представляет собой положительный (выпуклый) элемент, изготовленный из стекла с более низкой дисперсией. Эти линзы, установленные рядом друг с другом, компенсируют хроматическую аберр
Микроскоп — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом.
Микроскоп применяют для получения больших увеличений при наблюдении мелких предметов. Увеличенное изображение предмета в микроскопе получается с помощью оптической системы, состоящей из двух короткофокусных линз — объектива O1 и окуляра O2. Объектив даст действительное перевернутое увеличенное изображение предмета. Это промежуточное изображение рассматривается глазом через окуляр, действие которого аналогично действию лупы. То есть изображение в микроскопе получается перевернутым. Окуляр располагают так, чтобы промежуточное изображение находилось в его фокальной плоскости; в этом случае лучи от каждой точки предмета распространяются после окуляра параллельным пучком.
Полезное увеличение микроскопа — такое увеличение, при котором предмет, имеющий размер, равный пределу разрешения микроскопа, имеет изображение, размер которого равен пределу разрешения глаза.
Полезное увеличение микроскопа находится в области 500 — 1000-кратной величины апертуры объектива. Нормальным увеличением микроскопа называется такое, которое получается при 500 А и диаметре зрачка выхода, равном 1 мм.
Полезное увеличение микроскопа в среднем равно 1000-кратному.
Полезное увеличение микроскопа определяется увеличением объектива, поэтому на совершенствование объективов обращается серьезное внимание.
Полезное увеличение N микроскопа должно быть подобрано так, чтобы при этом была рациональным образом использована разрешающая сила объектива микроскопа. Для этого необходимо, чтобы угловая величина изображения наблюдаемой детали по отношению к центру зрачка глаза была бы не меньше 2 минут, а еще лучше, как принято считать, доходила бы до 4 минут, что обусловлено разрешающей способностью глаза.
23. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.
Одной из важнейших характеристик микроскопа является его разрешающая способность. Разрешение — способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов. Линейный предел разрешения микроскопа, то есть минимальное расстояние между точками предмета, которые изображаются как раздельные, зависит от длины волны и числовой апертуры микроскопа:
σ=λ/2A
Апертура — характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения.
A = nSin(α/2), где n — показатель преломления той среды, в которой находится предмет и из которой исходят лучи, а α — угол, составляемый крайними лучами, идущими из предмета и попадающими еще в объектив.
Повысить разрешающую способность микроскопа можно двумя способами: либо увеличивая апертуру объектива, либо уменьшая длину волны света, освещающего препарат.
24.Специальные методы микроскопии: метод темного поля, поляризационный, люминесцентный микроскоп.
Метод исследования в темном поле впервые был предложен австрийскими
учеными Р. Зигмонди и Р. Зидентопфом в 1903 году и подходит для
рассеивающих свет объектов.
В основе метода лежит освещение препарата полым конусом света,
внутренняя апертура которого превосходит числовую апертуру применяемого
объектива. Поскольку ни один прямой луч от
осветителя в объектив попасть не может, при
отсутствии объекта поле зрения микроскопа
будет темным. Объект, помещенный на
предметный столик, будет рассеивать свет во
все стороны, в том числе и в сторону объектива,
благодаря чему на темном фоне будет видно
контрастное изображение объекта.
В микроскопе проходящего света тип
освещения создается посредством кольцевой
диафрагмы в конденсоре (рис. 8). В случае,
когда в исследованиях используется объектив с
высокой числовой апертурой, есть вероятность,
что часть света все же будет попадать объектив.
По этой причине используются
специализированные объективы, имеющие
встроенную внутреннюю ирисовую диафрагму,
которая позволяет уменьшать эффективное значение NAobj до величины,
достаточной для наблюдения в темном поле.
Поляризационная микроскопия – это метод наблюдения в поляризованном свете для микроскопического исследования препаратов, включающих оптически анизотропные элементы (или целиком состоящих из таких элементов). Таковыми являются многие минералы, зёрна в шлифах сплавов, некоторые животные и растительные ткани и пр. Оптические свойства анизотропных микрообъектов различны в различных направлениях и проявляются по-разному в зависимости от ориентации этих объектов относительно направления наблюдения и плоскости поляризации света, падающего на них. Наблюдение можно проводить как в проходящем, так и в отражённом свете. Свет, излучаемый осветителем, пропускают через поляризатор. Сообщенная ему при этом поляризация меняется при последующем прохождении света через препарат (или отражении от него). Эти изменения изучаются с помощью анализатора и различных оптических компенсаторов. Анализируя такие изменения, можно судить об основных оптических характеристиках анизотропных микрообъектов: силе двойного лучепреломления, количестве оптических осей и их ориентации, вращении плоскости поляризации, дихроизме.
Метод исследования в свете люминесценции (люминесцентная микроскопия, или флуоресцентная микроскопия) состоит в наблюдении под микроскопом зелено-оранжевого свечения микрообъектов, которое возникает при их освещении сине-фиолетовым светом или не видимыми глазом ультрафиолетовыми лучами. В оптическую схему микроскопа вводятся два светофильтра. Один из них помещают перед конденсором. Он пропускает от источника-осветителя излучение только тех длин волн, которые возбуждают люминесценцию либо самого объекта (собственная люминесценция), либо специальных красителей, введённых в препарат и поглощённых его частицами (вторичная люминесценция). Второй светофильтр, который установлен после объектива, пропускает к глазу наблюдателя (или на фоточувствительный слой) только свет люминесценции. В люминесцентной микроскопии используют освещение препаратов как сверху (через объектив, который в этом случае служит и конденсором), так и снизу, через обычный конденсор. Наблюдение при освещении сверху иногда называют «люминесцентной микроскопией в отражённом свете» (этот термин условен — возбуждение свечения препарата не является простым отражением света). Его часто используют совместно с наблюдением по фазово-контрастному методу в проходящем свете. Метод нашел широкое применение в микробиологии, вирусологии, гистологии, цитологии, в пищевой промышленности, при исследовании почв, в микрохимическом анализе, в дефектоскопии. Такое многообразие применений объясняется очень высокой цветовой чувствительностью глаза и высокой контрастностью изображения самосветящегося объекта на тёмном нелюминесцирующем фоне. Кроме того, информация о составе и свойствах исследуемых веществ, которую можно получить, зная интенсивность и спектральный состав их люминесцентного излучения, имеет огромную ценность.
Анатомия микроскопа — окуляры (окуляры)
Окуляры работают в сочетании с объективами микроскопа для дальнейшего увеличения промежуточного изображения, чтобы можно было наблюдать детали образца. Окуляры — это альтернативное название окуляров, которое широко используется в литературе, но для обеспечения согласованности в ходе этого обсуждения мы будем называть все окуляры окулярами.
Для достижения наилучших результатов в микроскопии необходимо использовать объективы в сочетании с окулярами, подходящими для коррекции и типа объектива.Основная анатомия типичного современного окуляра показана на рисунке 1. Надписи на боковой стороне окуляра описывают его особенности и функции.
Окуляры, показанные на рис. 1, снабжены надписью UW , что является аббревиатурой для поля зрения Ultra Wide . Часто окуляры также имеют обозначение H , в зависимости от производителя, для обозначения фокуса с высокой точкой зрения, который позволяет микроскопам носить очки при просмотре образцов.Другие надписи, часто встречающиеся на окулярах, включают WF для Wide-Field ; UWF для Ultra Wide-Field ; SW и SWF для сверхширокого поля; HE для High Eyepoint ; и CF для окуляров, предназначенных для использования с объективами с коррекцией CF. Компенсационные окуляры часто снабжены надписью K , C или comp , а также увеличением. Окуляры, используемые с объективами с плоским полем, иногда обозначаются как Plan-Comp .Увеличение окуляра окуляров на рисунке 1 в 10 раз (указано на корпусе), а надпись A / 24 обозначает номер поля 24, который относится к диаметру (в миллиметрах) фиксированной диафрагмы в окуляре. Эти окуляры также имеют регулировку фокуса и винт с накатной головкой, что позволяет фиксировать их положение. В настоящее время производители часто выпускают окуляры с резиновыми наглазниками, которые служат как для позиционирования глаз на правильном расстоянии от передней линзы, так и для блокирования комнатного света от отражения от поверхности линзы и воздействия на обзор.
Существует два основных типа окуляров, которые сгруппированы в соответствии с расположением линз и диафрагмы: отрицательные окуляры с внутренней диафрагмой и положительные окуляры, которые имеют диафрагму ниже линз окуляра. Отрицательные окуляры имеют две линзы: верхняя линза, которая находится ближе всего к глазу наблюдателя, называется глазной линзой, а нижняя линза (под диафрагмой) часто называется полевой линзой. В своей простейшей форме обе линзы плоско-выпуклые, с выпуклыми сторонами, обращенными к образцу.Примерно посередине между этими линзами имеется фиксированное круглое отверстие или внутренняя диафрагма, которая по своему размеру определяет круговое поле зрения, наблюдаемое при взгляде в микроскоп.
Простейший отрицательный дизайн окуляра, часто называемый окуляром Huygenian (показан на рис. 2), встречается в большинстве учебных и лабораторных микроскопов с ахроматическими целями. Хотя глазные и полевые линзы Гюйгенана плохо корректируются, их аберрации имеют тенденцию компенсировать друг друга.Отрицательные окуляры с более высокой коррекцией имеют два или три линзовых элемента, сцементированных и соединенных вместе, чтобы сделать линзу глаза. Если неизвестный окуляр несет только увеличение, указанное на корпусе, он, скорее всего, будет окуляром Гюйгени, который лучше всего подходит для использования с ахроматическими объективами с увеличением 5х-40х.
Другим основным видом окуляра является положительный окуляр с диафрагмой под линзами, широко известный как окуляр Ramsden , как показано на рисунке 2 (слева).У этого окуляра есть линза глаза и полевая линза, которые также плосковыпуклые, но полевая линза установлена с изогнутой поверхностью, обращенной к линзе глаза. Передняя фокальная плоскость этого окуляра лежит чуть ниже полевой линзы, на уровне диафрагмы окуляра, что делает этот окуляр легко адаптируемым для крепления сеток. Чтобы обеспечить лучшую коррекцию, две линзы окуляра Ramsden могут быть сцементированы вместе.
Модифицированная версия окуляра Ramsden известна как окуляр Келлнера, как показано слева на рисунке 3.Эти улучшенные окуляры содержат двойной цементированный элемент линзы глаза и имеют более высокую точку зрения, чем окуляры Рамсдена или Гюйгеняна, а также гораздо более широкое поле зрения. Модифицированная версия простого окуляра Гюйгеня также показана на рисунке 3, справа. Хотя эти модифицированные окуляры работают лучше, чем их простые аналоги с одной линзой, они по-прежнему полезны только для ахроматических объективов с низким энергопотреблением.
Простые окуляры, такие как Huygenian и Ramsden и их ахроматизированные аналоги, не будут корректировать остаточную хроматическую разницу с увеличением на промежуточном изображении, особенно при использовании в сочетании с ахроматическими объективами с высоким увеличением, а также любыми флюоритовыми или апохроматическими объективами.Чтобы исправить это, производители выпускают компенсирующих окуляров , которые вводят одинаковую, но противоположную хроматическую ошибку в элементах линзы. Компенсирующие окуляры могут быть как положительного, так и отрицательного типа, и должны использоваться при любых увеличениях с флюоритом, апохроматическими и всеми вариациями плановых заданий (их также можно использовать для достижения преимуществ с ахроматическими объективами от 40х и выше). В последние годы современные объективы микроскопа имеют свои поправки на хроматическую разницу увеличения либо встроенные в сами объективы ( Olympus и Nikon ), либо исправленные в объективе трубки ( Leica и Zeiss ).
Компенсирующие окуляры играют решающую роль в устранении остаточных хроматических аберраций, присущих конструкции объективов с высокой коррекцией. Следовательно, предпочтительно, чтобы микроскопист использовал компенсирующие окуляры, разработанные конкретным производителем, чтобы сопровождать цели этого производителя с более высокой коррекцией. Использование неправильного окуляра с апохроматическим объективом, предназначенного для нанесения трубки с конечной (160 или 170 мм) длиной, приводит к значительному увеличению контраста с красными полосами на внешних диаметрах и синими полосами на внутренних диаметрах образца.Дополнительные проблемы возникают из-за ограниченной плоскостности поля зрения в простых окулярах, даже тех, которые исправлены с помощью дуплетов глазных линз.
Более совершенные конструкции окуляров позволили создать окуляры Periplan , показанные на рисунке 4 выше. Этот окуляр содержит семь линз, которые склеены в один дублет, один триплет и две отдельные линзы. Улучшения конструкции периплан-окуляров приводят к лучшей коррекции остаточной латеральной хроматической аберрации, увеличению плоскостности поля и общей общей лучшей производительности при использовании с объективами с более высокой мощностью.
Современные микроскопы показывают значительно улучшенные план -скорректированные объективы, в которых первичное изображение имеет гораздо меньшую кривизну поля, чем старые объективы. Кроме того, большинство микроскопов теперь имеют гораздо более широкие трубки тела, которые значительно увеличили размер промежуточных изображений. Для решения этих новых функций производители теперь выпускают окуляры с широким полем зрения (показанные на рисунке 1), которые увеличивают видимую площадь образца на 40%.Поскольку стратегии техник коррекции объектива различаются в зависимости от производителя, очень важно (как указано выше) использовать только окуляры, рекомендованные конкретным производителем для использования со своими целями.
Мы рекомендуем сначала тщательно выбрать объектив, а затем приобрести окуляр, который предназначен для работы с объективом. При выборе окуляров относительно легко различить простые и более высокоокомпенсированные окуляры.Простые окуляры, такие как Ramsden и Huygenian (и их более высоко скорректированные аналоги), будут иметь синее кольцо по краю диафрагмы окуляра при просмотре через микроскоп или при удерживании до источника света. Напротив, более корректирующие компенсирующие окуляры с желто-красно-оранжевым кольцом вокруг диафрагмы при тех же обстоятельствах.
Свойства Коммерческого Окуляры
| ОКУЛЯР ТИПА | FINDER окуляры | SUPER WIDEFIEL окуляра | WIDE окуляры | ||||
| DESCRIPTIVE ABBREVIATION | PSWH 10x | PWH 10x | 35 СВН 10x | СВН 10x Н | CROSSWH 10x Н | WH 15x | WH 10x Н |
| НОМЕР ПОЛЯ | 26.5 | 22 | 26,5 | 26,5 | 22 | 14 | 22 |
| 9014 AD000 | -8 ~ + 2 | -8 ~ + 2 | -8 ~ + 2 | -8 ~ + 2 | -8 ~ + 2 | ||
| ЗАМЕЧАНИЯ | 3 mask «x4¼» фото маска | 3¼ «x4¼» фото маска | 35mm фото маска | коррекция диоптрии | диоптрия диоптрия диоптрия | ||
| ДИАМЕТР МИКРОМЕТРИЧЕСКОЙ СЕТИ | — | — | — | — — | — | 24 | 24 |
Таблица 1
Свойства нескольких распространенных в продаже окуляров (производства Olympus America, Inc.) перечислены в соответствии с типом в таблице 1. В Таблице 1 перечислены три основных типа окуляров: Finder , Wide Field и Super Widefield . Терминология, используемая различными производителями, может быть очень запутанной, поэтому следует внимательно относиться к их рекламным брошюрам и руководствам по микроскопам, чтобы обеспечить правильное использование окуляров с определенной целью. В Таблице 1 аббревиатуры, обозначающие окуляры с широким полем зрения и сверхшироким полем, связаны с их коррекцией для высокой точки зрения и составляют WH и SWH соответственно.Увеличение может быть в 10 или 15 раз, а номера полей (обсуждаются ниже) варьируются от 14 до 26,5, в зависимости от применения. Диоптрийная настройка примерно одинакова для всех окуляров, и многие из них также содержат фотошаблон или сетку микрометра.
Лучи света, исходящие от окуляра, пересекаются на выходном зрачке или в глазной точке, часто называемом диском Рамсдена , куда следует поместить зрачок глаза микроскописта, чтобы она могла видеть все поле зрения (обычно 8 -10 мм от хрусталика глаза).Увеличивая увеличение окуляра, точка зрения притягивается ближе к верхней поверхности хрусталика глаза, что значительно затрудняет использование микроскопом, особенно если они носят очки. Чтобы компенсировать это, были изготовлены специально разработанные окуляры с высокой точкой зрения и окуляров, которые имеют расстояние до точки зрения, приближающееся к 20-25 мм над поверхностью линзы глаза. Эти улучшенные окуляры имеют линзы для глаз большего диаметра, которые содержат больше оптических элементов и обычно имеют улучшенную плоскостность поля зрения.Такие окуляры часто обозначаются надписью « H » где-то на корпусе окуляра, отдельно или в сочетании с другими сокращениями, как обсуждалось выше. Мы должны отметить, что окуляры с высокой точкой зрения особенно полезны для микроскопистов, которые носят очки для коррекции близорукости или дальнозоркости, но они не исправляют некоторые другие визуальные дефекты, такие как астигматизм. Сегодня окуляры с высоким зрением очень популярны, даже среди людей, которые не носят очки, потому что большой зазор глаз снижает усталость и делает просмотр изображений через микроскоп гораздо более приятным.
Когда-то были доступны окуляры с широким спектром увеличения от 6,3x до 25x, а иногда и выше для специальных применений. Эти окуляры очень полезны для наблюдения и микрофотографии с маломощными объективами. К сожалению, при использовании объективов с более высокой мощностью проблема пустого увеличения становится важной при использовании окуляров с очень большим увеличением, и их следует избегать. Сегодня большинство производителей ограничивают свои предложения окулярами в диапазоне от 10х до 20х.Диаметр поля зрения в окуляре выражается в виде «номера поля зрения» или номера поля ( FN ), как обсуждалось выше. Информация о номере поля окуляра может дать реальный диаметр поля зрения объекта, используя формулу:
Диаметр поля зрения = (FN) / (M (O) × M (T))
, где FN — это номер поля в миллиметрах, M (O), — это объективное увеличение, а M (T) — коэффициент увеличения объектива трубки (если есть).Применяя эту формулу к сверхширокополосному окуляру, указанному в таблице 1, мы приходим к следующему результату для объектива 40x с увеличением объектива трубки 1,25: FN = 26,5 / M (O) = 40 × M (T) = 1,25 = диаметр поля зрения 0,53 мм. В таблице 2 приведены размеры полей обзора в общем диапазоне объективов, которые могут возникнуть при использовании этого окуляра.
Диаметр поля зрения
(окуляр SWF 10x)
| Увеличение | Диаметр поля зрения (мм) |
|---|---|
| 1 / 2x | 42.4 |
| 1x | 21,2 |
| 2x | 10,6 |
| 4x | 5,3 |
| 10x | 2,12 |
| 20x | 1,06 |
| 40x | 0,53 |
| 50x | 0.42 |
| 60x | 0,35 |
| 100x | 0,21 |
| 150x | 0,14 |
| 250x | 0,085 |
Таблица 2
Следует соблюдать осторожность при выборе комбинаций окуляр / объектив, чтобы обеспечить оптимальное увеличение детализации образца без добавления ненужных артефактов.Например, чтобы добиться увеличения в 250 раз, микроскопист может выбрать окуляр 25х, связанный с объективом 10х. Альтернативным выбором для такого же увеличения будет 10-кратный окуляр с 25-кратным объективом. Поскольку объектив 25x имеет более высокую числовую апертуру (приблизительно 0,65), чем объектив 10x (приблизительно 0,25), и, учитывая, что значения с числовой апертурой определяют разрешение объектива, ясно, что последний выбор будет лучшим. Если бы микрофотоснимки того же поля зрения были сделаны с каждой комбинацией объектива / окуляра, описанной выше, было бы очевидно, что дуэт 10x окуляра / 25x объектива произведет микрофотографии, которые превосходят детали и ясность образца по сравнению с альтернативной комбинацией.
«Диапазон полезного увеличения » для комбинации объектив / окуляр определяется числовой апертурой системы. Существует минимальное увеличение, необходимое для разрешения деталей, присутствующих в изображении, которое необходимо разрешить, и это значение обычно довольно произвольно устанавливается в 500 раз числовой апертуры (500 × NA). На другом конце спектра максимальное полезное увеличение изображения обычно устанавливается в 1000 раз больше числовой апертуры (1000 × NA). Увеличение выше этого значения не даст никакой дополнительной полезной информации или более высокого разрешения деталей изображения и, как правило, приведет к ухудшению качества изображения.Превышение предела полезного увеличения приводит к тому, что изображение страдает от явления « пустое увеличение », когда увеличение увеличения через окуляр или линзу промежуточной трубки приводит только к увеличению изображения без соответствующего увеличения разрешения детализации. В таблице 3 перечислены общие комбинации объектива и окуляра, которые лежат в диапазоне полезного увеличения.
Диапазон полезного увеличения
(500-1000 × NA объектива)
| Объектив | Окуляры | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| (NA) | 10x 3 10x 035x | 15x | 20x | 25x | |
| 2,5x (0,08) | — | — 9000 9000 | x | x | |
| 4x (0,12) | — | — | x | 9000 9000 9984 000 | |
| 10x (0.35) | — | x | x | x | x |
| 25x (0,55) 901 9009 9000 901 900 9000 901 998 998 9000 9000 9000 9000 998 998 9000 9000 9000 9000 9000 9 998 998 9000 | x | x | — | ||
| 40x (0.70) | x | — | |||
| 60x (0.95) | x | x | x | — | — |
| 100x (1.42) | x | — | — | — | |
Таблица 3
Окуляры могут быть адаптированы для целей измерения путем добавления небольшой круглой дискообразной стеклянной сетки ( иногда упоминается как сетка или сетка ) в плоскости диафрагмы поля зрения окуляра.Сетки обычно имеют маркировку, например, правило измерения или сетку, выгравированную на поверхности. Поскольку прицельная сетка лежит в той же плоскости, что и полевая диафрагма, она появляется в резком фокусе, наложенном на изображение образца. Окуляры, использующие сетки, должны содержать механизм фокусировки (обычно винтовой винт или ползунок), который позволяет сфокусировать изображение сетки. Несколько типичных сеток показаны на рисунке 5 ниже.
Сетка на рис. 5 (а) — это обычный элемент окуляров, предназначенный для «обрамления» полей обзора для микрофотографии.Небольшой прямоугольный элемент ограничивает область, которая будет запечатлена на пленке в формате 35 мм. Другие форматы пленки (120 мм и 4 × 5 дюймов) очерчены наборами «углов» внутри большего 35-миллиметрового прямоугольника. В центре сетки находится серия кругов, окруженных четырьмя наборами параллельных линий, расположенных по схеме «X». Эти линии используются для фокусировки сетки и изображения, чтобы они были сфокусированы относительно плоскости пленки в задней камере, прикрепленной к микроскопу. Сетка на рисунке 5 (b) представляет собой линейный микрометр, который можно использовать для измерения расстояний между изображениями, а скрещенный микрометр на 5 (c) используется с поляризационными микроскопами для определения положения образцов по отношению к поляризатору и анализатору.Сетка, показанная на рисунке 5 (d), используется для разделения части поля зрения для подсчета. Существует множество других вариантов сеток для окуляров, и читатель должен проконсультироваться со многими производителями микроскопов и оптических аксессуаров, чтобы определить типы и наличие этих полезных измерительных приборов.
Для высокоточных измерений используется ниточный микрометр , аналогичный показанному на рисунке 6. Этот микрометр заменяет обычный окуляр и содержит несколько улучшений по сравнению с обычными сетками.В нитевидном микрометре с образцом фокусируется сетка с измерительной шкалой (существует множество вариаций типов шкалы) и очень тонкая проволока (рис. 6 (б)). Провод монтируется таким образом, чтобы его можно было медленно перемещать через поле зрения с помощью калиброванного винта с накатанной головкой, расположенного сбоку микрометра (рис. 6 (а)). Один полный оборот винта с накатанной головкой (разделенный на 100 равных делений) равен расстоянию между двумя смежными метками сетки. Медленно перемещая провод из одного положения на изображении образца в другое и принимая во внимание изменения в числах винтов с накатанной головкой, микроскопист гораздо более точно измеряет расстояние.Филарные микрометры (и другие простые сетки) должны быть откалиброваны с помощью микрометра для каждой цели, с которой он будет использоваться.
Некоторые окуляры имеют подвижный «указатель», расположенный внутри окуляра и расположенный таким образом, что он выглядит как силуэт на плоскости изображения. Этот указатель полезен при указании определенных особенностей образца, особенно когда микроскопист учит студентов определенным особенностям. Большинство указателей окуляра можно поворачивать на 360 градусов вокруг образца, а более продвинутые версии могут перемещаться по полю обзора.
Производители часто производят специализированные окуляры, часто называемые фотоокулярами , которые предназначены для использования с микрофотографией. Эти окуляры, как правило, отрицательные (тип Гюйгена) и не могут использоваться визуально. По этой причине их обычно называют , проекционные линзы . Типичная проекционная линза показана на рисунке 7 ниже.
Проекционные линзы должны быть тщательно откорректированы, чтобы они создавали изображения с плоским полем, что является обязательным условием для точной микрофотографии.Как правило, они также имеют цветовую коррекцию для обеспечения точного воспроизведения цвета при цветной микрофотографии. Коэффициенты увеличения в проекционных объективах для микрофотографии варьируются от 1х до примерно 5х, и их можно менять местами для регулировки размера конечного изображения на микрофотографии.
Камерные системы стали неотъемлемой частью микроскопа, и большинство производителей предоставляют камеры для микрофотографии в качестве дополнительного аксессуара. Эти передовые системы камер часто оснащены моторизованными черными ящиками, которые запоминают и автоматически переворачивают пленку кадр за кадром при получении микрофотоснимков.Общей особенностью этих встроенных систем камер является телескопический фокусирующий окуляр луча (см. Рис. 8), который позволяет микроскописту просматривать, фокусировать и кадрировать образцы для микрофотографии. Этот телескоп содержит сетку для микрофотографии, похожую на ту, что показана на рис. 5 (а), на которой нанесен прямоугольный элемент, описывающий область, снятую пленкой 35 мм, а также угловые скобки для пленок большего формата. Для удобства сканирования и фотографирования образцов микроскопист может отрегулировать телескопический окуляр так, чтобы он совпал с окулярами окуляра, чтобы упростить кадрирование и фотографирование.
Авторы-вкладчики
Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.
Майкл У. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 Ист-Пол Дирак Доктор ., Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.
.Детали и компоненты микроскопов
Основными компонентами световых микроскопов являются: окуляр , трубка объектива, револьвер объектива, сцена, стол, конденсатор, точная фокусировка, грубая фокусировка, диафрагма светового поля, источник света, основание .
Структура светового микроскопа: окуляр, трубка объектива, револьвер объектива, сцена, стол, конденсатор, точная фокусировка, грубая фокусировка, диафрагма светового поля, основаниеФотография: части составного микроскопа
окуляр / окуляр
Окуляр — это та часть оптической системы, которая направлена на зрителя.Это конструкция, по крайней мере, с одной или несколькими линзами. Функция окуляра в микроскопе заключается в преобразовании реального увеличенного промежуточного изображения из объектива в увеличенное виртуальное изображение. Вы можете найти более подробную информацию об этой процедуре в главе: «Увеличение в микроскоп» .
Окуляр микроскопа
Размер выходящего светового конуса регулируется размером человеческого глаза. В идеальном случае выходной зрачок не больше, так что полный пучок лучей может попасть в глаз.
Трубка объектива
Трубка объектива соединена с окуляром, и главная задача — удерживать его.
объектив для микроскопа
Микроскопыобычно работают с трубкой объектива длиной 160 миллиметров. Более новые и особенно профессиональные микроскопы используют более длинную трубку объектива. Таким образом, можно легко вставить дополнительные компоненты, такие как цветные фильтры или поляризаторы, между окуляром и объективом.
Револьвер объектива
Объективные револьверы используются в микроскопах с несколькими объективами, которые имеют разные коэффициенты увеличения.
Объектив микроскопа
При вращении револьвера можно выбрать объектив с желаемым уровнем увеличения.
Объектив
Объектив (линза) — это та часть оптической системы, которая направлена на объект. Задача состоит в том, чтобы собрать лучи света, которые отражаются от наблюдаемого предмета. Объектив создает реальное оптическое изображение.
Объектив объектива микроскопа
Стенд
Стойка соединена со всеми компонентами и удерживает их вместе.
Зажим
Зажим служит держателем для предметной пластины и гарантирует, что он не выскочит из своего места непреднамеренно.
Зажим для микроскопа
Столик для микроскопа / кросс-стол
На сцене можно разместить предметную пластину с покровным стеклом. Перемещая тарелку, можно выбрать ту часть объекта, на которую он хочет посмотреть.
Ступень микроскопа
Микроскопы более высокого качества иногда используют перекрестный стол в качестве сцены.Это позволяет сдвигать предметную пластину с помощью регулировочного винта, а не делать это вручную. «Кросс-таблица» — это технический термин. Это конструкция, в которой стол установлен в систему рельсов. Есть регулировочные винты, которые можно использовать для очень точного перемещения стола. Винты снабжены измерительной шкалой, поэтому всегда можно снова найти определенную точку объекта.
Конденсатор
Конденсатор связывает лучи от источника света, поэтому они одинаково проецируются на объект.Таким образом, каждая часть объекта освещается с одинаковым уровнем яркости.
Конденсатор: связывает лучи света и преобразует их в параллельные лучи. Асферическая линза избегает хроматической аберрации.Конденсаторы обычно состоят из одной или двух линз. Эти линзы фракционируют свет, и все лучи уходят как параллельные лучи. Асферическая линза обеспечивает отсутствие аберраций. Это гарантирует лучшее качество изображения. Их производственные затраты выше, чем у обычных линз.Они могут быть еще одним критерием, который отличает высокопроизводительные микроскопы от дешевых микроскопов.
Точная фокусировка и грубая фокусировка
С точной фокусировкой можно регулировать расстояние между объектом и целью для достижения необходимой резкости. Точная фокусировка перемещает сцену лишь минимально — как уже сказано в названии.
микроскоп с крупным фокусомКак и точная фокусировка, грубая фокусировка также перемещает сцену, чтобы регулировать разницу между объектом и целью.Его задача состоит в том, чтобы быстро и точно поймать нужное расстояние. Оптимальная резкость может быть отрегулирована с высокой точностью впоследствии.
Диафрагма со световым полем
Диафрагма светового поля может регулировать диаметр светового луча от источника света. Это может предотвратить затенение объекта.
Диафрагма со световым полем: кулачок, используемый для уменьшения освещенности и адаптации к размеру объекта.Это может произойти, когда диаметр объекта меньше диаметра зоны обзора.
Источник света
Первые микроскопы использовали вогнутые зеркала для отражения света на объектах. Позже они использовали лампочки. Большинство микроскопов работают со светодиодной подсветкой. Задача источника света — равномерно освещать объект.
источник света для микроскопаБаза
База гарантирует необходимую устойчивость микроскопа.
NEW !!! Бесплатное программное обеспечение: изучите структуру микроскопа
,
Запчасти для микроскопов
Объектив окуляра: Объектив в верхней части микроскопа, который вы просматриваете. У них окуляр обычно 10х или 15х силовой.
Трубка: Соединяет окуляр с линзами объектива.
Рука: Поддерживает трубку и соединяет ее с основанием микроскопа.
Основание: Дно микроскопа, используется для поддержки.
Осветитель: Стационарный источник света (110 В), используемый вместо зеркала. Если у вашего микроскопа есть зеркало, оно используется для отражения света от внешнего источника света через нижнюю часть сцены.
Стадия: Плоская платформа, где вы размещаете свои слайды. Сценические клипы удерживают слайды на месте. Если у вашего микроскопа механическая ступень, вы сможете перемещать предметное стекло, поворачивая две ручки. Один перемещает его влево и вправо, другой перемещает его вперед и назад.
Revolving Nosepiece или Turret: Это часть микроскопа, которая содержит две или более линзы объектива и может вращаться для легкого изменения мощности (увеличения).
Объективы: Обычно на микроскопе вы найдете 3 или 4 объектива. Они почти всегда состоят из 4х, 10х, 40х и 100х сил. В сочетании с 10-кратным (наиболее распространенным) окулярным объективом мы получаем общее увеличение в 40 раз (в 4 раза по 10 раз), в 100 раз, в 400 раз и в 1000 раз. Чтобы получить хорошее разрешение при 1000х, вам понадобится относительно сложный микроскоп с конденсатором Abbe.Самая короткая линза — самая низкая мощность, самая длинная — самая большая. Линзы имеют цветовую кодировку и, если они изготовлены в соответствии со стандартами DIN, взаимозаменяемы между микроскопами. Объективы высокой мощности являются убирающимися (т.е. 40xr). Это означает, что если они попали в предметное стекло, конец объектива будет толкаться (подпружиненный), тем самым защищая объектив и предметное стекло. Все качественные микроскопы имеют ахроматические, парцентрированные, парфокальные линзы.
Rack Stop: Это регулировка, которая определяет, насколько близко объектив может подойти к предметному стеклу.Он установлен на заводе и не позволяет студентам сдвинуть линзу высокой мощности в предметное стекло и разбить предметы. Вам нужно будет отрегулировать это, только если вы используете очень тонкие слайды и не можете сфокусироваться на образце с высокой мощностью. (Совет: если вы используете тонкие слайды и не можете сфокусироваться, вместо того, чтобы отрегулировать ограничитель стойки, поместите прозрачное стекло под оригинальное слайд, чтобы поднять его немного выше).
Линза конденсатора: Цель линзы конденсатора — сфокусировать свет на образце.Конденсаторные линзы наиболее полезны при максимальной мощности (400х и выше). Микроскопы со ступенчатой конденсаторной линзой дают более четкое изображение, чем без линзы (при 400х). Если максимальная мощность вашего микроскопа составляет 400х, вы получите максимальную выгоду от использования конденсаторных линз, рассчитанных на 0,65 нА или более. Линзы конденсатора 0,65 NA могут быть установлены на сцене и работать достаточно хорошо. Большим преимуществом объектива, установленного на сцене, является то, что есть еще один элемент фокусировки, с которым приходится иметь дело. Если вы идете в 1000x, то у вас должна быть фокусируемая конденсорная линза с N.А. 1,25 или выше. В большинстве 1000-кратных микроскопов используются линзовые конденсаторные системы 1.25 Abbe. Линза конденсатора Abbe может перемещаться вверх и вниз. Он установлен очень близко к слайду в 1000 раз и перемещен дальше при более низких мощностях.
Диафрагма или Ирис: Многие микроскопы имеют вращающийся диск под сценой. Эта диафрагма имеет отверстия разного размера и используется для изменения интенсивности и размера светового конуса, который проецируется вверх на предметное стекло. Не существует установленного правила относительно того, какую настройку использовать для определенной мощности.Скорее, настройка является функцией прозрачности образца, желаемой степени контрастности и конкретного используемого объектива.
Как сфокусировать микроскоп: Правильный способ фокусировки микроскопа — сначала начать с объектива с наименьшей мощностью и, глядя сбоку, повернуть линзу как можно ближе к образцу, не касаясь его. Теперь посмотрите через линзу окуляра и сфокусируйте вверх только на , пока изображение не станет четким.Если вы не можете сфокусироваться на нем, повторите процесс снова. Как только изображение получится четким с помощью объектива с низким энергопотреблением, вы сможете просто щелкнуть следующий объектив с мощным объективом и выполнить небольшие регулировки с помощью ручки фокусировки. Если у вашего микроскопа есть точная настройка фокуса, немного поверните его, и это все, что необходимо. Продолжайте с последующими объективами и точной фокусировкой каждый раз.
На что обратить внимание при покупке микроскопа
Если вам нужен настоящий микроскоп, который дает четкие четкие изображения, тогда держитесь подальше от магазинов игрушек и пластиковых инструментов, которые претендуют на увеличение до 600x и более.Сегодня на рынке представлено много высококачественных микроскопов для студентов. У них металлический корпус и все стеклянные линзы. Одним из наиболее важных соображений является покупка вашего инструмента из авторитетного источника. Хотя дилер может предложить вам отличную цену, он может оказаться не в следующем году, чтобы помочь вам с проблемой, или он может не полностью понять микроскоп. Одним из дилеров, которого мы очень рекомендуем, является Microscope World. Они предлагают широкий выбор инструментов по очень конкурентоспособным ценам.
Сложный микроскоп — широко используемый инструмент в области наук о жизни, который помогает разгадать многие тайны жизни. В следующей статье будет представлена информация о его частях и функциях.
Составные микроскопы помогают увеличить изображение в два этапа. Он использует объектив, который имеет много сил на турели и окуляр, который помогает в увеличении изображения, формируемого объективом. Он делится на структурные части и оптические части.
Маркированная диаграмма составного микроскопа
Конструктивные детали
Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …
Давайте работать вместе!
Он разделен на три основных структурных компонента, которые можно объяснить следующим образом:
Головка :
Головка или корпус составного микроскопа содержит оптические части микроскопа.
База :
База составного микроскопа помогает в поддержке микроскопа и содержит осветитель.
Плечо :
Плечо действует как соединитель между основанием и головкой составного микроскопа.
Оптические детали
Существуют различные оптические части микроскопа, которые помогают наблюдать образец или образцы на предметном стекле.
Окуляр :
Окуляр — это глазная линза, которая помогает вам видеть увеличенное изображение с верхней части микроскопа.Объектив имеет степень увеличения примерно в 10 или 15 раз.
Тубус окуляра :
Трубка, соединяющая окуляр с объективом, — это трубка.
Башенка:
Носовая часть, поддерживающая объектив, известна как турель или вращающаяся носовая часть. Вы можете повернуть его и изменить увеличение мощности.
Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим…
Давайте работать вместе!
Объектив :
Вы можете видеть три или четыре объектива, прикрепленные к концу трубки. Объективы имеют кратность увеличения от 4х до 100х. Чтобы упростить задачу, вы можете определить самую длинную линзу объектива, которая обеспечивает наибольшую мощность увеличения.
Rack Stop :
Это заводская настройка, которая определяет, насколько близко объектив может подойти к предметному стеклу. Это предотвращает перекручивание зрителем объектива высокой мощности в предметное стекло.Он используется только тогда, когда действительно тонкие слайды используются для фокусировки образца при высокой мощности.
Грубый и точный фокус :
Эти ручки помогают сфокусировать микроскоп. Есть много составных микроскопов, которые имеют коаксиальные ручки. Коаксиальные ручки расположены на той же оси, что и точная ручка фокусировки снаружи. Это оказывается более удобным в использовании, так как вам не нужно возиться с разными ручками.
Стадия :
Стадия — это плоская поверхность, на которой вы держите образец для наблюдения.Микроскопы с механическим каскадом имеют две ручки. Эти ручки можно использовать для перемещения слайда, то есть влево и вправо или вверх и вниз.
Зажимы для сцены :
Зажимы для сцены используются для удержания предметного стекла на месте.
Диафрагма :
Крошечное отверстие на сцене, которое помогает передавать основной свет на сцену.
Осветитель / Зеркало :
Источник света, который находится у основания микроскопа. Зеркало отражает свет от внешнего источника через нижнюю часть сцены.Это помогает в освещении образца на слайде. Во многих световых микроскопах используются галогенные лампы низкого напряжения. У них есть непрерывная переменная часть управления светом в основании, которая помогает в фокусировке в различном диапазоне света.
Конденсатор :
Конденсатор находится у основания ступени. Обычно он связан с ирисовой диафрагмой.
Ирисовая диафрагма :
Эта часть помогает контролировать количество света, попадающего на образец. Диафрагма расположена над конденсатором и ниже ступени.
Ручка фокусировки конденсатора :
Чтобы помочь конденсатору перемещаться вверх и вниз и управлять фокусировкой освещения на образце, используется ручка фокусировки конденсатора.
Функции составного микроскопа
Без микроскопа никто никогда не сможет понять мир микроорганизмов. Различные функции составного микроскопа следующие:
Окуляр :
Окуляр помогает взглянуть на увеличенное изображение образца, которое обычно увеличивается в 10 или 15 раз.
Ручка грубой регулировки :
Эта ручка помогает сфокусировать образец, регулируя расстояние объектива до предметного стекла. Ручка помогает перемещать объектив вверх и вниз, пока увеличенное изображение не будет четко видно.
Ручка точной настройки :
Это помогает переключаться с одного объектива на другой. Образец можно легко наблюдать при большом или низком увеличении с помощью регулировки с помощью ручки точной настройки.
Объектив с низким энергопотреблением :
Объектив с низким энергопотреблением помогает при просмотре крупных образцов.
High Power Objective :
Они используются для детального просмотра образца и небольших образцов.
Стадия :
Стадия помогает поддерживать образец и помогает удерживать образец в правильном месте.
Конденсатор :
Конденсатор помогает сфокусировать свет на образце.
Ирисовая диафрагма :
Используется для регулировки количества света и контраста.
Осветитель :
Это помогает освещать образец, находящийся на сцене.
Микроскоп прошел долгий путь с тех пор, как в 1590 году два голландских зрелища, Захария Янссен и его сын Ганс, сделали экспериментальные трубки. Энтони ван Левенгук никогда бы не подумал, что однажды можно будет увидеть мелкие детали клеточные органеллы того, что он назвал «животными». Сегодня вы найдете много разных типов микроскопов, которые помогают в различных областях наук о жизни.
,Похожие записи
