Функция окуляра в микроскопе. Окуляры микроскопа: функции, характеристики и типы

Какую роль играет окуляр в микроскопе. Каковы основные характеристики окуляров. Какие бывают типы окуляров микроскопа. Как правильно выбрать и использовать окуляр.

Основные функции окуляра в микроскопе

Окуляр является важнейшим компонентом оптической системы микроскопа, выполняющим следующие ключевые функции:

• Увеличение первичного изображения, сформированного объективом
• Формирование конечного изображения, видимого глазом наблюдателя
• Коррекция некоторых оптических аберраций
• Определение размера поля зрения микроскопа

Таким образом, окуляр играет важнейшую роль в формировании качественного увеличенного изображения исследуемого образца.

Основные характеристики окуляров микроскопа

При выборе и использовании окуляров микроскопа необходимо учитывать следующие ключевые характеристики:

• Увеличение — обычно от 5х до 30х
• Поле зрения — диаметр видимой области образца
• Вынос выходного зрачка — расстояние от последней линзы до плоскости изображения
• Коррекция аберраций — способность компенсировать искажения
• Совместимость с объективами разных типов

Правильный подбор этих параметров позволяет получить оптимальное качество изображения для конкретных задач микроскопии.

Наиболее распространенные типы окуляров

В современной микроскопии используются следующие основные типы окуляров:

Гюйгенса

Простые двухлинзовые окуляры, применяемые с ахроматическими объективами малой апертуры. Обеспечивают небольшое поле зрения, имеют хроматические аберрации.

Компенсационные

Корректируют остаточные аберрации апохроматических и полуапохроматических объективов. Обеспечивают более высокое качество изображения.

Широкоугольные

Имеют увеличенное поле зрения до 25-28 мм. Удобны при обзорных исследованиях образцов.

Окуляры с большим выносом зрачка

Позволяют комфортно работать в очках. Расстояние от верхней линзы до плоскости изображения составляет 20-25 мм.

Как правильно выбрать окуляр для микроскопа?

При выборе окуляра для микроскопа следует учитывать следующие факторы:

1. Совместимость с имеющимися объективами по типу и степени коррекции аберраций
2. Соответствие увеличения окуляра общему требуемому увеличению микроскопа
3. Необходимый размер поля зрения для конкретных задач
4. Наличие диоптрийной коррекции для работы без очков
5. Эргономичность и удобство длительных наблюдений

Правильно подобранный окуляр позволит получить максимальное качество изображения и комфорт при работе с микроскопом.

Особенности использования окуляров в современных микроскопах

В современных микроскопах применяются следующие подходы к использованию окуляров:

• Использование сменных окуляров разного увеличения
• Применение зум-окуляров с плавно изменяемым увеличением
• Установка окуляров со встроенными измерительными шкалами
• Использование окуляров со встроенными цифровыми камерами
• Применение специализированных окуляров для поляризационной, флуоресцентной и других видов микроскопии

Это позволяет гибко настраивать параметры наблюдения под конкретные исследовательские задачи.

Уход за окулярами микроскопа

Для обеспечения долговечности и сохранения оптических свойств окуляров необходимо соблюдать следующие правила:

• Бережно обращаться с окулярами, не допускать падений и ударов
• Хранить окуляры в сухом месте в защитных футлярах
• Регулярно очищать оптические поверхности специальными салфетками
• Не касаться линз пальцами, использовать для очистки только мягкие кисточки
• При сильных загрязнениях обращаться к специалистам для профессиональной очистки

Правильный уход позволит сохранить высокое качество изображения на долгие годы.

Перспективы развития окуляров микроскопов

Основные направления совершенствования окуляров микроскопов включают:

• Расширение поля зрения при сохранении качества изображения
• Улучшение коррекции аберраций, особенно на краях поля зрения
• Создание специализированных окуляров для новых методов микроскопии
• Интеграция в окуляры цифровых технологий обработки изображений
• Повышение эргономичности и удобства длительных наблюдений

Развитие окуляров будет способствовать дальнейшему прогрессу оптической микроскопии в целом.

помогите плииз. какую функцию выполняет окуляр тубус объективы предмет ный столик подошва и

Помогите пожалуйста очень срочно нужно)8 клас Тест « Міщанин-шляхтич»1. У якій країні зародився класицизм:А) Італія; б) Іспанія; в) Франція; … г) Україна.2. До низьких жанрів належать:А) ода, епопея, трагедія, героїчна поема;Б) ода, епопея, сатира, комедія;В) наукові твори, елегії, сатири;Г) комедія, пісні, листи у прозі, епіграми.3. Події п’єси « Міщанин-шляхтич» відбуваються у:А) Парижі; б) Бордо; в) Лондоні; г) Лузанні.4. Основна мета пана Журдена:А) одружитися з маркізою; б) стати шляхетним дворянином; в) отримати спадок; г) розбагатіти.5) Що вивчав пан Журден:А) фехтування, естетику, філософію, риторику;Б) музику, танці, фехтування, естетику;В) музику, літературу, танці, філософію;Г) музику, танці, фехтування, філософію.6. Хто з героїв був переодягнений турком:А) Клеонт; б) Журден; в) Дорант; г) Ков’єль.7. Журдена висвячено в сан:А) імператора; б) графа; в) султана; г) мамам уші.8. Ім’я дочки Журдена:А) Ніколь; б) Люсіль; в) Дорімена; г) Дульсінея.9. Хто запитав Журдена: « Чи не задумав часом людей посмішити, що вбрався, наче городнє опудало»:А) дочка; б) дружина; в) син; г) покоївка.10. Події у комедії « Міщанин-шляхтич» тривають:А) 1 день; б) 3 дні; в) 2 тижні; г) 1 місяць.11. Фразеологізм, який характеризує сутність пана Журдена:А) собака на сіні; б) ворона в павичевому пір’ї; в) вовк в овечій шкурі; г) як кіт на глині.12. Батьківщина Мольєра:А) Англія; б) Італія; в) Франція; г) Америка.​

З ким порівнює О. Генрі подружжя Джеймс Діллінгем Янг? СРОЧНО!!!!!!

согласно указу президента Узбекистан. ……………………………. является кондитирующим государственным органом в области правосознания и прав … овой культуры.а) Генеральная прокуратура Республики Узбекистан б) Министерство внутренних дел Республики Узбекистан в) Министерство народного образования Республики Узбекистан г) Министерство юстиции Республики Узбекистан ​

Было 2 козла. Сколько?

Первый космонавт планеты два раза жил на земле Саратовской. Первый раз – четыре года, второй – кратковременно, в течение месяца. В какие годы и в связ … и с чем жил Юрий Гагарин на земле Саратовской?​

как переводится на английском я поехала к бабушке за границу​

Чиму мені подобається волойбол? ​

1 Блюда с какими витаминами вы должны больше употреблять?2 Какие витамины есть в составе молока,моркови,зелёного лука,шпината и листьев салата?3 Какую … пользу организму приносит витамин D?4 Какие свойства имеет витамин С? ПОМОГИТЕ СРОЧНО​

где можно бесплатно послушать песни с выключеным экраном?​

В чем взаимосвязь между слушанием и говорением,письмом и чтением?+3примера Ответьте пожалуйста! Дам 40баллов

Окуляры современных микроскопов

Окуляры современных микроскопов

Окуляры. Окуляр в световом микроскопе увеличивает первичное (промежуточное) изображение, сформированное объективом. Окуляр может также рассматриваться как элемент внешней стороны макро (оборачивающей) системы линз, создаваемой окуляром плюс преломляющие элементы глаза наблюдателя, видео- или фотографической камеры.

Промежуточная плоскость изображения (которая лежит между линзами в окулярах многих типов или предшествует линзовым элементам в окулярах типа Рамсдена), или его сопряженная плоскость используется для размещения полевых ограничителей, ирисовых диафрагм, сеток, микрометрических шкал, компаратора светоделителя и т.п., которые нужны для появления этих элементов в той же фокальной плоскости, что и препарат.

Диск Рамсдена, выходной зрачок объектива, изображаемый окуляром, обычно располагается на коротком расстоянии над окуляром. Так как диск Рамсдена должен лежать в плоскости зрачка наблюдателя, предусматриваются специальные окуляры с большим выносом зрачка для удобства наблюдателя, носящего очки (особенно при астигматизме). Окуляры с большим выносом зрачка также используются для включения устройств для отклонения луча (такие как сканирующие зеркала в лазерных сканирующих конфокальных микроскопах) или устройств с преобразованием апертуры (например, апертура окклюдеров для стерео наблюдений через один объектив бинокулярного микроскопа).

Увеличение окуляров определяется как 25 см, деленное на фокусное расстояние окуляра. На окуляре указываются увеличение и размер поля (например, 1 Ох/20, означает 10 -увеличение или 25 см — фокусное расстояние с полем зрения 20 мм), вместе с именем изготовителя и специальными атрибутами, как например, без хроматической аберрации (СР), широкое поле (\У, \УР, Е\УР), план (Р, РЬ), компенсационный (СОМР, С, К), с большим выносом зрачка (Н, изображены очки), с перекрестием и заглушкой ориентации для кристаллографии (pol), проекция (pro), фотографирование (photo), видео (TV) и т.п. Также, специальные окуляры обеспечивают большую плоскость поля зрения (обозначены как «широкопольный», «экстра широкопольный», «план», «периплан», «гиперплан» и т.п., некоторые с размерами поля, колеблющимися до 28 мм).

По аналогии с объективами микроскопа, некоторые конструкции приняты стандартными и некоторые стандартные обозначения используются для указания исполнения или функции окуляров. Два физических параметра окуляров, тем не менее, стали более или менее стандартизованными. Внешний диаметр окуляра стал равен или 23.2мм или 30.0 мм, и справочное расстояние, или высота окуляра (то есть, расположение промежуточной плоскости изображения от опорной плоскости окуляра) сейчас в основном это расстояние 10 мм.

В прошлом, окуляры с широкими диапазонами возрастающего увеличения были предназначены регулировать общее увеличение изображения микроскопа, но эта практика теперь заменена использованием нескольких, более откорректированных окуляров в соединении с устройством, изменяющим увеличение в тубусе корпуса микроскопа, или окуляром плавного изменения увеличения проекции масштаба.

Факторы, влияющие на выбор фокусного расстояния окуляра и его увеличения, включающие оптимизацию общего увеличения микроскопа и способности разрешения изображения, подбирают характеристиками МПФ (модуляционной передаточной функции) детектора и регулировкой доступного охвата поля. В флуоресцентной микроскопии по видео, Б1С (дифференциально-интерференционный контраст), поляризации, темному полю и т.

п., общее увеличение часто должно расти за предельным классическим «пустым увеличением», чтобы наблюдать моментальные объекты, диаметры которых расположены ниже предела разрешающей способности микроскопа. Тем не менее, в зависимости от характеристик МПФ, чувствительности и всех доступных пикселей в датчике, могут возникнуть конфликты между потребностью в большом увеличении, яркости изображения, и охвате поля. Чтобы оптимизировать общее увеличение изображения, может быть нужно убрать подгонку увеличения окуляра, и дополнительно выбрать объектив с соответствующим увеличением и соотношением числовой апертуры к увеличению. Окуляры изменения масштаба изображения особенно пригодны для тонкой регулировки увеличения, чтобы оптимизировать отношение сигнал/шум и время интеграции изображения в видео микроскопии. Для изображений с очень низким уровнем света, например, в фотонном изображении, увеличение окуляра менее, чем 1, возможно нужно для того, чтобы достаточно высоко поднять коэффициент сигнал/шум, при этом пожертвовав пространственным разрешением.

Дополнительно к урегулированию увеличения изображения и размещению выходного зрачка микроскопа в удобной позиции, окуляр компенсирует аберрации, которые не скорректированы должным образом в объективе и тубусной линзе. Окуляры Гюйгенса в комбинации с маломощными ахроматическими объективами и компенсационные окуляры в сочетании с высокоапертурными ахроматическими и апохроматическими объективами, корректируют поперечную хроматическую аберрацию. Некоторые высокоапертурные ахроматические объективы умышленно проектируются так, чтобы обеспечить остаточные аберрации (включая кривизну поля), которые подобны тем аберрациям в апохроматам, потому что некоторые компенсационные окуляры применяются, чтобы компенсировать аберрации в объективах обоих типов.

Определенные классы современных объективов достаточно хорошо корректируются, чтобы требовать минимальной компенсационной коррекции окуляров. Например, объективы Nikon CF и современные объективы Zeiss Jena разработаны таким образом, чтобы обеспечивать соответствующее хорошо корригированное промежуточное изображение, потому что окуляры сами по себе также свободны от поперечного и продольного хроматизма и некоторых сферических аберраций. Пренебрегая степенью коррекции в окулярах, современные микроскопы обеспечивают изображение с цветовой коррекцией, полем зрения и плоскостностью поля значительно лучше более ранних моделей.

Следует признать, что описание современных принципов построения микроскопов является Ноу-хау и не является предметом широкого обсуждения. Только специалисты могут судить о тех или иных конструктивных особенностях микроскопов конкурирующих между собой фирм-производителей данного виде техники. Основная задача инженеров при поиске новых подходов в реализации основного концептуального принципа- это прогнозируемость результата и удобство прибора при использовании его потребителем.

В этой связи необходимо отметить наличие в данной статье устаревших технических данных по микроскопам различных фирм, а также очевидную неконкретность в описании некоторых конструктивных решений. Авторы статьи пошли по пути простого описания схемных решений современных микроскопов различных производителей, без попытки анализа и комментариев их оптимальности.

Поверхностный подход к изложению материала, связанного с теоретическими и практическими изысканиями в построении схемных решений, например, микрообъективов, обусловливает наличие неправильного трактования и просто ошибок.

Некоторые материалы иллюстрируют подход 10 летней давности.

Вместе с тем, нами не обнаружено других источников, где в популярной и доступной форме изложено главное: как строится оптическая система современного микроскопа широкого назначения

Компоненты микроскопа

Рассмотрим основные компоненты микроскопа. На рис. 1 и 2 приведены основные компоненты биологического микроскопа.

Обсудим функции каждого из этих компонентов и их взаимосвязь.

Окуляры

Первая характеристика окуляров — увеличение, указанное сверху или сбоку окуляра: 10х, 15х и т. п., которое составляет часть общего увеличения микроскопа. Последнее же равно произведению увеличения окуляра и объектива. Таким образом, общее увеличение микроскопа при использовании 10-кратного окуляра равно 10 х 10 = 100х. Вторая характеристика — вынос выходного зрачка, то есть расстояние от последней поверхности окуляра до плоскости изображения, которое появляется в микроскопе. Это расстояние обычно составляет величину от 15 до 24 мм. Последнее расстояние для исследователей, которые вследствие астигматизма постоянно носят очки. Для остальных наблюдателей это расстояние колеблется от 15 до 18 мм. Обычно в окулярах имеется посадочное место для установки в них сеток для измерений или других целей. Это приводит к уменьшению поля зрения. Заметим, что именно окуляр (а не объектив) определяет размер поля зрения микроскопа.

Бинокулярная насадка

Насадка позволяет настроить расстояние между её окулярами до величины межзрачкового расстояния наблюдателя. Бинокуляр обычно включает в себя один подвижной (для настройки) тубус. Некоторые фирмы выпускают бинокулярные насадки с двумя перемещаемыми тубусами.

Настройка расстояния между окулярами осуществляется следующим образом. Глядя в окуляр фиксированной окулярной трубки, при помощи винтов грубой и точной фокусировки сфокусируйтесь на объект при использовании объектива 10х. Затем закройте этот глаз и, глядя другим глазом во второй окуляр, путем перемещения подвижного тубуса настройте фокусировку так, чтобы изображение было видно столь же резко, как и первым глазом. Разведите окуляры на расстояние шире, чем между вашими глазами, а затем постепенно сводите их, пока не появится одно поле зрения. Сначала вы увидите отдельные круги, затем они начнут сливаться; когда они будут полностью совмещены, остановитесь. Если сдвинете окуляры слишком близко, то ваше поле зрения окажется ограниченным. Бинокулярная насадка или другое оптическое устройство, введённое в оптический ход микроскопа, могут вносить дополнительное увеличение. Так, при использовании бинкулярной насадки с собственным увеличением 1,5 х будет увеличение микроскопа в указанном выше примере будет равно 10х10х1,5 = 150х.

Объективы

Объектив микроскопа представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Объектив создает изображение, которое рассматривается через окуляр. Поскольку окуляры могут давать существенное увеличение, то и оптические искажения, вносимые объективом, также будут увеличены окуляром. Это накладывает на качество объектива значительно большие требования чем на окуляр. Объективы биологических микроскопов в значительной степени унифицированы и взаимозаменяемы. На взаимозаменяемость в первую очередь влияют механические (присоединительные) параметры объектива. Объектив микроскопа характеризуется номинальным увеличением (как правило из ряда 2,5; 3,2; 4; 5; 10; 20; 40; 63; 100; 120).

Предметный столик микроскопа

Предметный столик микроскопа представляет собой механическое устройство для закрепления на нем предметных стёкол с препаратом и их перемещения, позволяющее переместить любой участок препарата в плоскость поля зрения микроскопа, снабженное рукоятками (с накаткой) для перемещения их вперед — назад (север- юг) и справа (восток-запад).

Эти рукоятки могут располагаться на одной оси (коаксиально) или раздельно; они могут находиться справа или слева — здесь нет единого стандарта для всех производителей. Однако поскольку микроскоп — прибор, предназначенный для работы двумя руками, и бинокуляр, как правило, поворачивается на 360 градусов, то можно повернуть бинокулярную насадку, чтобы перемещать столик другой рукой.

Очевидно, что при выборе участка препарата предметный столик должен перемещаться строго под углом 90 градусов к оптической оси микроскопа. Тогда при перемещении препарата последний будет оставаться в фокусе.

Конденсор

Как показывает название этого компонента , он предназначен для сбора световых лучей от источника света и направления их на препарат. Конденсор всегда имеет ирисовую, регулируемую по размеру диафрагму, которая раскрывается в соответствии с численной апертурой объектива (подобно тому, как расширяется зрачок глаза при переходе человека отсвета к темноте). Кронштейн, в котором закрепляется конденсор, может перемещаться вверх или вниз, обеспечивая его фокусировку. Под конденсатором обычно расположен держатель светофильтра.

Продемонстрируем правильный метод использования ирисовой диафрагмы конденсора. Поместите хорошо знакомый вам препарат на микроскоп и настройте фокусировку при использовании объектива 10х. Поднимите конденсор до упора и затем опустите его примерно на 0,5 мм. Определите часть препарата, для детального исследования которой требуется более высокий контраст. Понаблюдайте за изменениями изображения препарата, открывая и закрывая апертурную диафрагму. При такой настройке становится темнее, но разрешающая способность изображения изменяться не будет. Если вытащить окуляр и посмотреть в тубус на положение диафрагмы, то она будет открыта на 2/3. Тщательно проверьте фокусировку препарата с использованием объектива 10х.

Светофильтр

Светофильтры изготавливаются в основном из матового, нейтрального и различных цветных стекол. Светофильтры обычно устанавливается в выдвижной держатель под конденсором, или иногда после коллекторной линзы осветителя. Они вводятся в оптический ход лучей только в случае необходимости, так как при их введении уменьшается освещенность препарата. Синие светофильтры используются с вольфрамовыми лампами для получения эффекта дневного света, который приятнее для глаз, чем нескорректированный желтый свет. Галогеновые лампы дают свет ближе к белому, поэтому с ними можно использовать более тонкие синие светофильтры. Для фазового контраста предназначен зеленый светофильтр, однако, согласно недавним исследованиям, могут быть полезны и светофильтры других цветов. Помните от светофильтров должна быть реальная польза. Если же ее нет — устанавливать их не нужно. Любой дополнительный элемент в оптическом ходе лучей поглощает свет, а недостаток освещения всегда создаёт проблемы при работе с микроскопом.

Осветитель

Сейчас сложно найти микроскоп без встроенного осветителя. Осветитель находится, как правило, в основании микроскопа и имеет коллекторную линзу, которая направляет свет на конденсор. Если в осветителе имеется ирисовая диафрагма , то она служит для настройки размера освещённого поля и называется полевой диафрагмой. Лампа имеет низкое напряжение (менее 6 или 12 В, или напряжение в сети от настенной розетки), снабжена трансформатором с возможностью регулировки яркости; лампа 6 или 12 В имеет регулятор яркости или резистор для ограничения освещенности препарата. Распространенная ошибка в конструкции недорогих микроскопов- отсутствие регулятора яркости лампы 6 или 12 В и настройка интенсивности освещения при помощи ирисовой диафрагмы конденсора. Это неправильно! Ирисовая диафрагма регулирует лишь контраст изображения (существенное закрытие этой диафрагмы приводит, кроме того, к ухудшению разрешающей способности микроскопа). Таким образом, оптимальным вариантом изменения освещенности изображения является регулировки яркости источника света. Большинство ламп низкого напряжения — галогеновые лампы. Они имеют вольфрамовую нить, выделяющую пары металла, которые взаимодействуют с парами йода и оседают на нити. Благодаря этому внутренняя поверхность лампы остается чистой, а яркость — постоянной на всем протяжении срока эксплуатации лампы. Однако взаимодействие паров увеличивает давление внутри лампы, поэтому лампа изготовлена из кварцевого стекла. При замене лампы её необходимо очистить перед включением и нагревом. Связано это с тем, что пальцы оставляют следы на кварцевом стекле, тем самым снижая количество света, который проходит через конденсор. Как узнать, достаточно ли освещения для работы с микроскопом? Включите весь свет. Если после этого вам придётся уменьшить яркость, то освещения достаточно. Всем лампам низкого напряжения необходим нагрев в течение двух-трех минут. Обычно, если вы включаете осветитель при самом низком напряжении, свет виден. Затем выберите или подготовьте препарат, поместите его на столик и настройте фокусировку для объекта 10х — за это время лампа достаточно нагреется, чтобы можно было повысить напряжение до необходимого значения.

Не поднимайте напряжение выше необходимого. Это продлит срок службы лампы. Хорошее правило для продления срока эксплуатации осветителя микроскопа: если вы отходите от микроскопа на достаточное время, чтобы лампа могла остыть, выключите осветитель. Если времени для полного охлаждения лампы не хватит, снизьте напряжение до минимального, но не выключайте её.

Механизмы фокусировки

На корпусе микроскопа находятся винты грубой и точной фокусировки. Они могут располагаться отдельно или соосно (коаксиально), при этом винт механизма грубой фокусировки больше по диаметру винта точной фокусировки и расположен ближе к штативу.

Микроскоп — прибор, с которым работают двумя руками: одной рукой настраивают винты фокусировки, второй — перемещают предметный столик с препаратом. Поэтому винты фокусировки расположены с двух сторон.

#обучение

Строение светового микроскопа — урок. Биология, Бактерии. Грибы. Растения (5–6 класс).

Чтобы ознакомиться со строением клетки и рассмотреть её составные части, нужно использовать увеличительное оборудование, одним из которых является световой микроскоп.

  

Первые микроскопы были похожи на увеличительные стёкла, и в них использовалось только одно стекло или линза из полированного горного хрусталя.

 

 

Одним из первых создателей (\(1610\) г.) микроскопа считают физика и математика Галилео Галилея.

 

 

 

Большие технические возможности и лучшее качество изображения можно получить при помощи микроскопа с двумя линзами. Создание такого прибора связано с именем английского физика Роберта Гука (\(1665\) г.). Этот микроскоп увеличивал в \(30\) раз.

 

 

Для своего времени превосходного мастерства в изготовлении микроскопов достиг нидерландский купец Антони ван Левенгук (\(1632\)–\(1723\)). Он умел производить линзы, увеличивающие в \(200\)–\(270\) раз. Линзы закреплялись на специальном штативе, так как, чтобы достичь такого увеличения, важно, чтобы исследуемый объект находился точно напротив линзы и на определённом расстоянии от неё. За свою жизнь Левенгук изготовил более \(200\) микроскопов.

 

Строение современного светового микроскопа

 

Корпус микроскопа образуют основание и штатив.

 

К штативу прикреплён предметный столик и присоединён тубус.

 

В верхней части тубуса расположен окуляр, через который рассматривают изучаемый объект, в нижней части тубуса микроскопа расположены объективы.

 

Рассматриваемый объект прикрепляется к предметному столику при помощи зажимов.

 

Важной составной частью микроскопа является источник света.

 

Освещённость регулируется при помощи диафрагмы.

 

Для перемещения предметного столика предусмотрены макровинт и микровинт.

Как узнать увеличение микроскопа?

Для увеличения изображения в микроскопе используются 2 линзы (увеличительных стекла). Одна из них находится в объективе, а другая — в окуляре.

 

Обрати внимание!

Увеличение микроскопа равно произведению увеличения линзы окуляра на увеличение линзы объектива.

Увеличение \(=\) окуляр \(х\) объектив.

Пример:

увеличение \(=\) окуляр \(х\) объектив \(=\) \(10\) \(х\) \(10\) \(=\) \(100\) раз.

В школе обычно используются микроскопы с увеличением до \(400\) раз.

Объективы для микроскопов, сканирующие объективы и тубусы

Разновидности объективов

Сухие и иммерсионные (погружные) объективы

Иммерсионные объективы получили свое название из-за среды, в которую погружают прибор. Иммерсионная среда располагается между передней частью объектива и покровным стеклом микроскопа. «Сухими» объективы стали называть из-за наличия воздушного зазора между объективом и образцом.

В опытах масляно — иммерсионной микроскопии в качестве среды используется погружное масло (например, MOIL-30). Это масло необходимо для достижения числовой апертурой значений, превышающих 1,0. Опыты, где в качестве иммерсионной среды выступает вода, лучше подходят для прямого взаимодействия с образцом. Обратите внимание: если иммерсионный объектив или объектив погружения используется без соответствующей среды, качество изображения будет очень низким.

Планахроматические и апохроматические объективы

«Плоскими» объективы стали из-за плоского изображения, создаваемого в поле зрения объектива. Характеристика «ахроматические» появилась вследствие коррекции хроматической аберрации в конструкции объектива. Такие объективы исправляют хроматические аберрации для пары длин волн и сферическую аберрацию для одной длины волны. При работе с этими объективами лучше всего использовать зеленый свет.

Апохроматические объективы корректируют хроматические аберрации на трех-пяти длинах волн, а также сферические аберрации на двух и более длинах волн. С помощью апохроматов получают хорошие изображения в цветной микрофотографии, однако еще более качественные результаты демонстрируют планапохроматические или планфлуоритовые объективы, о которых будет сказано далее.

Планфлуоритовые объективы

Плоские флюоритовые объективы, известные так же как плоские полуахроматы, — это планфлуоресцентные объективы (флуоры), строящие плоское изображение в поле зрения. Плоские флуоритовые объективы исправляют хроматические аберрации на двух-четырех длинах волн, а также сферические аберрации на трех-пяти длинах. Помимо корректировки аберраций для большего количества длин волн, объективы этого вида уменьшают аберрации между расчетными длинами волн, чего нельзя наблюдать при использовании планахроматов. Эти объективы также подходят для цветной микрофотографии.

Суперапохроматические объективы

Суперапохроматические объективы создают осевую коррекцию цвета во всем видимом диапазоне. Они предназначены для обеспечения осевой цветопередачи с ограничением пятна дифракции в широком поле зрения без виньетирования по всему полю. Высокий показатель числовой апертуры и конструкция апохроматического объектива делает его идеально подходящим для получения широкоугольных изображений в освещенной среде.

 

Основные конструкционные особенности

Рисунок 1.  Примечание: даны общие схемы масляно-иммерсионного объектива (слева) и «сухого» объектива (справа). Объективы различных производителей и предназначений могут отличаться и по форм-фактору, и по внутреннему устройству. Mounting Thread – крепежная резьба. Magnification/Numerical Aperture/Immersion. Medium – Увеличение/ Числовая апертура/ Иммерсионная среда. Infinity Correction/Cover Glass Thickness/Field number – Коррекция на бесконечности / Толщина покровного стекла / Номер поля. Color Code – цветовой код. Immersion Objective Identifier – сведения о погружном объективе. Flat Field/Aberration Correction – Плоское поле / Коррекция аберраций. Coverslip Correction/Working distance – Коррекция аберраций от покровного стекла / рабочее расстояние. Correction Ring – корректирующее кольцо

Основные термины

Увеличение

Увеличение объектива определяется отношением фокусного расстояния линзы объектива к фокусному расстоянию линзы окуляра:

M = L / F .

Полное увеличение системы — увеличение объектива, умноженное на увеличение окуляра или камеры. Увеличение объектива микроскопа будет точным при правильном подборе фокусного расстояния линзы объектива.

Числовая апертура (NA)

Числовая апертура – безразмерная величина, рассчитывается из приемного угла объектива, общая формула выглядит так:

NA = n_i × sinθ_a

где θ_a — максимальный приемный полуугол объектива, а n_i — показатель преломления погружной среды. Обычно это воздух, также может быть вода, масло, и др.

Парфокальная длина

Эта характеристика известна как парфокальное расстояние, представляет собой расстояние от посадочной части объектива до нижней части покровного стекла (или до препарата, если микроскоп предназначен для использования без покровного стекла). Парфокальное расстояние объективов от разных производителей отличается, более того, оно может отличаться у продукции одного и того же производителя. Например, Thorlabs изготавливает объективы с парфокальными расстояниями 60 мм и 95 мм, объективы Olympus и Zeiss имеют парфокальную длину 45 мм, а объективы Nikon и Leica — 60 мм. Некоторые производители также предлагают большие объективы с парфокальным расстоянием 75 мм. Для случаев, когда необходимо совмещать объективы с разными парфокальными длинами, доступны удлинители парфокальной длины.

Рабочее расстояние

Рабочее расстояние – это расстояние между передним элементом объектива и ближайшей поверхностью покровного стекла (образца), в зависимости от конструкции объектива. Сведения о толщине покровного стекла выгравированы на объективе.

Рисунок 2. Влияние толщины покровного стекла (мм) на качество изображения при излучении 632,8 нм

Номер поля

Номер поля соответствует размеру поля зрения (в миллиметрах), умноженному на увеличение объектива.

FN = Field of View Diameter × Magnification

Коррекция аберраций покровного стекла и корректирующая муфта (Кольцо)

Обычно покровное стекло имеет толщину 0,17 мм, но из-за различия в производственном процессе фактическая толщина может варьироваться. Корректирующее кольцо, присутствующее на некоторых объективах, используются для компенсации аберраций на покровных стеклах различной толщины путем регулирования относительного положения внутренних оптических элементов. Обратите внимание, что объектив может быть разработан для эксплуатации только со стандартным покровным стеклом толщиной 0,17 мм, в этом случае объективы не имеют коррекционного кольца.

На диаграмме показана зависимость сферической аберрации от толщины используемого покровного стекла для излучения 632,8 нм. Для покровного стекла толщиной 0,17 мм сферическая аберрация покровного стекла не превышает дифракционно-ограниченную аберрацию для объективов с числовой апертурой до 0,40.

 

Расчет увеличения и площади предметной области

Увеличение

Увеличение системы складывается из увеличительной способности каждого оптического элемента – объектива, камеры, окуляров. Подсчет общего увеличения, сделанный с опорой на указанные на приборах значения, оказывается точным только в том случае, если оптические элементы изготовлены одним и тем же производителем. В ином случае увеличение системы тоже можно вычислить, но перед этим необходимо вычислить эффективное увеличение объектива так, как описано ниже.

Чтобы лучше понять приведенные ниже примеры и общие принципы расчета (которые в дальнейшем вы можете применить к собственному микроскопу), воспользуйтесь калькулятором увеличения и расчета поля зрения.

Калькулятор представляет собой электронную таблицу Excel с макросами. Чтобы воспользоваться калькулятором, макросы должны быть включены. Чтобы включить макросы, нажмите кнопку «Включить содержимое» на желтой панели сообщений при открытии файла.

Пример 1: Увеличение камеры

При визуализации образца конечное изображение увеличивается из-за совместного использования объектива и камеры. Например, объектив 20X Nikon и камера Nikon 0,75X увеличит изображение на камере в 15 раз:

20X × 0,75X =15Х.

Пример 2: Тринокулярное увеличение
При визуализации образца через тринокуляры изображение увеличивается объективом и окулярами в тринокулярах. При использовании объектива 20X Nikon и тринокуляров Nikon с окулярами 10X, изображение на окулярах имеет 200-кратное увеличение: 20X × 10X = 200X. Обратите внимание, что изображение на окулярах не проходит через тубус камеры.

Совместное использование приборов от разных производителей

Как было сказано ранее, увеличение не является фундаментальным значением: это производное значение, рассчитанное с учетом конкретного фокусного расстояния объектива. Каждый производитель микроскопа применяет собственное фокусное расстояние для собственного оборудования. Следовательно, при объединении оптических элементов от разных производителей необходимо вычислить эффективное увеличение для объектива, а затем использовать это значение для расчета общего увеличения системы.

Эффективное увеличение объекта задается уравнением 1:

Здесь Конструкционное увеличение – значение, написанное на объективе, f_{TubeLens in Microscope} — фокусное расстояние тубуса объектива вашего микроскопа, а f_{Design Tube Lens of Objective}  — фокусное расстояние тубуса объектива, который производитель использовал для тестирования конструкционного увеличения.

Обратите внимание, что производители Leica, Mitutoyo, Nikon и Thorlabs используют одинаковое фокусное расстояние тубуса объектива; если сочетать оборудование от этих производителей, конверсия не требуется. После того, как эффективное увеличение объектива вычислено, увеличение системы можно рассчитать традиционным способом, описанным выше.

Пример 3: Тринокулярное увеличение (Разные производители)
При визуализации через тринокуляры изображение увеличивается при прохождении сквозь объектив и окуляры. В этом примере взят 20-кратный объектив Olympus и тринокуляры с 10-кратными окулярами от Nikon.

Используя уравнение 1 и табличные значения, найдем эффективное увеличение системы из объектива Olympus и микроскопа Nikon:

Эффективное увеличение объектива Olympus составляет 22,2X, тринокуляр имеет окуляры с увеличением 10X, поэтому изображение на окулярах будет иметь 22,2X × 10X = 222X, 222-кратное увеличение.

Рисунок 3. Площадь предметной плоскости при различном увеличении камеры

Площадь образца при визуализации через камеру

При визуализации поверхности через камеру, размеры площади образца определяются размерами сенсора камеры и увеличением системы:

В отличие от увеличения системы (пример 1), размеры сенсора в большинстве случаев известны и указаны производителем. Если есть необходимость, увеличение объектива можно рассчитать по формуле из примера 3.

При возрастании увеличения растет и разрешение, однако уменьшается поле зрения. Зависимость поля зрения от увеличения проиллюстрирована на приведенной схеме.

Пример 4: Площадь предметной области

В качестве примера взят сенсор научной камеры Thorlabs 1501М-USB 8.98 мм × 6.71 мм. Если совместить эту камеру с объективом Nikon и тринокулярами (пример 1), размеры конечного изображения составят (мкм х мкм):

Примеры сканируемых поверхностей

Приведенные ниже изображения мышиной почки получены с помощью одного и того же объектива, изображения сняты с одной и той же камеры. Различия изображений появились из-за подключения разных тубусов камеры (с разной увеличительной способностью). По ходу уменьшения увеличительной способности камеры прослеживается увеличение поля зрения, что приводит к менее детальной визуализации поверхности образца.

Рисунок 4. Тубус 1Х

 

Рисунок 5. Тубус 0,75Х

 

Рисунок 6. Тубус 0,5Х

Сканирующие объективы широко используются в лазерных системах визуализации – в конфокальной лазерной микроскопии, оптической когерентной томографии и в многофотонных системах обработки изображений. В этих приложениях лазерный луч, падающий на заднюю апертуру (входной зрачок) объектива, сканируется через диапазон углов. Это переводит положение пятна, образованного в плоскости изображения, через поле зрения объектива. В случае нетелецентрических линз такой подход к сканированию фокального пятна через плоскость изображения приведет к сильным аберрациям, которые значительно ухудшают качество полученного изображения. Телецентрические сканирующие линзы предназначены для создания пятна постоянного размера в плоскости изображения в каждом положении сканирования, что позволяет сформировать высококачественное изображение образца.

Итак, системы лазерной сканирующей микроскопии объединяют сканирующую линзу с объективом для создания оптической системы с коррекцией по бесконечности. Тем не менее, большинство систем оптической когерентной томографии предназначены для включения сканирующей линзы без объектива. Линзы CLS-SL, SL50-CLS2, SL50-2P2 и SL50-3P были оптимизированы для использования в системах конфокального лазерного сканирования и многофотонной микроскопии, а семейство LSM отлично подходит для использования в системах обработки изображений ОКТ. Ниже представлен краткий обзор сканирующих систем без объектива и с его наличием.

Рисунок 7. Схема положения телецентрического объектива (фокусное расстояние 200 мм) и сканирующей линзы SL50-2P2. Диаметр входного зрачка в плоскости сканирования не превышает 4 мм. Scan Plane – плоскость сканирования. Scan Lens – сканирующий объектив. Intermediate Plane – промежуточная плоскость. Tube Lens — объектив. Objective Plane – предметная плоскость

 

Сканирующие объективы в приложениях лазерной сканирующей микроскопии

На схеме показано предпочтительное расстояние между сканирующим объективом и тубусом в приложениях лазерной сканирующей микроскопии. Сканирующее зеркало, расположенное на схеме левее плоскости сканирования, направляет лазерный луч через сканирующую линзу. Угол, при котором лазерный луч падает на сканирующую линзу, определяет положение фокального пятна в промежуточной плоскости изображения, которая расположена между сканирующей линзой и трубчатой ​​линзой ITL200. Тубус объектива расположен таким образом, чтобы свет собирался и коллимировался (фокус находится на бесконечности). Коллимированный свет фокусируется в плоскости образца. Рассеянное излучение, поступающее от образца, собирается объективом и попадает на детектор.

 

Рисунок 8. Совместное использование CLS-SL и ITL200 и применение объектива в ЛСМ. Scan Plane – плоскость сканирования. Principal Planes of Scan Lens – общее положение сканирующих линз. Intermediate Image Plane – промежуточная область визуализации. Objective Pupil Plane – плоскость входного зрачка. Scan Distance – расстояние сканирования. Objective Distance – фокусное расстояние объектива

 

Отличительной и довольно важной особенностью этой оптической системы является коллимированный свет, который создается в результате совмещения сканирующей линзы с объективом. Положение объектива по отношению к плоскости образца можно менять без влияния на качество визуализации, благодаря чему конструкция становится более гибкой.

Если не использовать объектив, сканирующая линза должна будет выполнять обе функции, и тогда промежуточная плоскость изображения стала бы плоскостью образца в том числе, из-за чего исчезла бы возможность свободно перемещать плоскость образца.

Приведенное изображение показывает связь между расстоянием сканирования и фокусным расстоянием объектива. В идеальной 4f-системе минимальное расстояние сканирования d₁ = 52 мм, а d₂ = f₂. Конечно, на практике обязательно присутствуют отклонения от этих значений. Например, во многих микроскопах расстояние d₂ не совпадает с фокусным расстоянием f₂, поэтому может потребоваться регулировка расстояний. На рисунке ниже показано расстояние сканирования при перемещении объектива на небольшое расстояние δ₁ и δ₂ соответственно. Соотношение между этими значениями составляет δd₁ = -δd₂*(f₁/f₂)².

 

Рисунок 9. Перемещение плоскости образца в лазерных сканирующих микроскопах

Сканирующие объективы в ОКТ

Объективы лазерной сканирующей микроскопии нашли широкое применение в оптической когерентной томографии (ОКТ). Чтобы получать качественные картины, в ОКТ важно сохранять согласование между длиной волны, парфокальным расстоянием, сканирующим расстоянием, входным зрачком и сканирующим углом. Вообще, чем больше диаметр входного пучка, тем меньше размер сфокусированного пятна. Однако, несмотря на виньетирование и/или увеличение аберраций, диапазон углов сканирования уменьшается с увеличением диаметра луча. Лучи, диаметр которых меньше диаметра входного зрачка, создают большие пятна фокусировки; а пятна от луча большего диаметра как бы урезаются.

Для систем обработки изображений с одним гальваническим зеркалом в центре входного зрачка сканирующей линзы совпадает с точкой поворота зеркала. Когда используется одно зеркало, расстояние сканирования измеряется от монтажной поверхности объектива до точки поворота зеркала. Это показано на иллюстрации ниже.

В системах обработки изображений с двумя зеркалами (одно для сканирования в направлении X и одно для сканирования в направлении Y), входной зрачок расположен между двумя зеркалами, как показано на схеме. Расстояние сканирования — это расстояние от поверхности объектива до точки поворота зеркала, ближайшего к объективу (d₁), плюс расстояние от точки поворота этого зеркала до входного зрачка (d₂). Важно минимизировать расстояние между двумя зеркалами, так как когда входной зрачок и точка поворота не совпадают, качество изображения ухудшается. Это главным образом связано с изменением длины оптического пути, когда луч сканируется по образцу. Ниже приведены схемы систем обработки изображений, содержащих одно и два гальванических зеркала.

Рисунок 10. Система обработки изображений с одним гальваническим зеркалом.  2D Galvo Mirror – гальваническое зеркало. Entrance Pupil – входной зрачок. Scanning Distance – расстояние сканирования. Parfocal Distance – парфокальное расстояние

Рисунок 11. Система обработки изображений с двумя гальваническими зеркалами

 

© Thorlabs Inc.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Thorlabs на территории РФ

 

 

Лечение под микроскопом | Сеть стоматологических клиник «Дентал-Сервис»

Лечим зубы под микроскопом.

У нас все по-честному!

В своей практике мы не раз встречали пациентов, которые обращаются в клинику с проблемным зубом, утверждая, что этот зуб прежде уже лечили под микроскопом (в клинике Икс). После выяснения подробностей становится ясно: то, что называется лечением под микроскопом в некоторых клиниках Новосибирска, таковым на самом деле не является.

Перечислим некоторые составляющие стандарта лечения под микроскопом в Дентал-Сервис — стандарта, выработанного на основе многих лет практики и анализа достижений лучших стоматологов-микроскопистов мира. Мы выбрали ключевые особенности правильного подхода к лечению под микроскопом — каждый наш пациент может проверить их лично.

Сначала консультация, потом лечение

Лечение под микроскопом в Дентал-Сервис всегда предваряется консультацией. Наши терапевты-микроскописты — врачи высокого класса. Они не только эксперты в области лечения корневых каналов (эндодонтии), но и отличные диагносты. Высочайшая квалификация, знание алгоритмов лечения, данные томограммы позволяют врачу точно распланировать прием: оценить объем, сложность лечения и время, которое потребуется для его проведения. Использование микроскопа существенно сокращает сроки работы. В большинстве случаев врач проводит лечение пульпита за одно посещение.

Фокус в прикусе

Не просто заполняем пустоту в зубном ряду. Восстанавливаем функцию. Ортопедическая стоматология в Дентал-Сервис.

Важный момент, который обязательно оценивается и обсуждается на предварительной консультации: как именно будет восстановлена жевательная (кусательная) функция зуба. Если коронковая часть разрушена незначительно, после лечения в каналах врач восстановит ее композитным материалом (поставит пломбу). Но чаще коронковая часть бывает сильно разрушена, восстанавливать ее нужно ортопедическими конструкциями, изготовленными в зуботехнической лаборатории, — вкладкой или коронкой. Для того чтобы правильно подготовить зуб к протезированию, врач-микроскопист пригласит на консультацию ортопеда.

Если зуб, увы, не подлежит лечению и его придется удалить, врач расскажет пациенту о возможных вариантах восстановления. Для этого он проведет экспертный совет с необходимыми специалистами, которые оценят возможность установки имплантата, мостовидных конструкций и т.п.

На предварительной консультации врач также согласует с пациентом стоимость лечения. Отметим, что работа с использованием микроскопа — работа экстра-класса — стоит дороже безмикроскопной. Выбор остается за пациентом. Врач при этом обязан рассказать о преимуществах и перспективах каждого метода лечения.

Время у микроскопа

Как именно врач использует микроскоп во время лечения — вот что имеет самое принципиальное значение! Он не просто смотрит в него время от времени. В Дентал-Сервис врач смотрит в микроскоп и лечит под микроскопом в течение всего приема (за редким исключением).

Видеотрансляция и фотодокументация

К микроскопу подключена видеокамера, которая передает изображение на монитор компьютера. Это необходимо, чтобы ассистент мог следить за ходом лечения. Некоторым пациентам тоже интересно наблюдать за происходящим, поэтому у нас есть кабинеты, оснащенные дополнительным монитором на потолке. Основные этапы лечения врач зафиксирует в виде фотографий, которые потом будут храниться в личном архиве пациента.

Положение врача

Врач не наклоняется к пациенту, как при традиционном лечении. Над головой пациента, на расстоянии примерно двадцати пяти сантиметров, располагается линза микроскопа, а врач находится сзади, за его головой (иногда сбоку). Он смотрит в окуляр микроскопа. Отметим, что на многих пациентов такая удаленность от врача действует успокаивающе. (Есть мнение, что некоторые люди воспринимают «стоматологическую близость» как вторжение в личное пространство и стремятся его избегать. В отдельных случаях это может даже стать причиной дентофобии — страха перед стоматологическим лечением.)

Положение пациента

Во время лечения пациент не сидит, а лежит в удобном кресле с подушечкой под головой. Очень непривычная для стоматологического приема картина, но пациенты чувствуют себя настолько комфортно, что многие дремлют или спят. 

Плоды трудов

Почитайте отзывы
о нашей работе

Роль ассистента

Хороший помощник незаменим в таком сложном и ответственном деле, как лечение под микроскопом. Ассистент врача следит за процессом, глядя в окуляр микроскопа или на монитор, подает инструменты врачу, а также наблюдает за состоянием пациента. Ассистенты в Дентал-Сервис обязательно проходят длительное обучение работе с микроскопом, поэтому превосходно разбираются во всех этапах лечения и работают с врачом как одна команда. Высокий профессионализм ассистентов отмечают все наши пациенты.

Раббердам

Перед началом лечения зуб изолируется раббердамом — особой латексной пленкой. Она полностью защищает полость рта от зубной пыли и растворов, которыми обрабатываются корневые каналы, при этом пациент спокойно сглатывает слюну. Зуб, в свою очередь, защищен от влаги из полости рта. Только в условиях идеальной сухости можно достигнуть качественного результата — как при работе в каналах, так и при восстановлении коронковой части зуба.

Одноразовые инструменты для работы в каналах

Одна из самых распространенных проблем, с которой сталкивается врач-эндодонтист в повседневной практике, — сломанные в каналах зуба инструменты. Время от времени из других клиник к нам направляют пациентов, для того чтобы извлечь эти обломки под микроскопом. Скажем честно, это непростая задача — даже для специалиста Дентал-Сервис.

Инструменты ломаются, если используются в многоразовом режиме, подвергаются многократной стерилизации в автоклаве. Стандарт Дентал-Сервис — никакого вторичного использования. Для каждого пациента — новый инструмент для лечения в каналах. Проблема перелома сведена к минимуму.

Томограмма под рукой

Полноценное лечение под микроскопом возможно в единственном случае — если врач в процессе опирается на данные томографического исследования. Томограмма у врача Дентал-Сервис всегда под рукой! Особенно это важно при лечении в корневых каналах.

Лечим под микроскопом! У нас всё по-честному!

Посмотрите, как выглядит лечение под микроскопом в клиниках

Дентал-Сервис

Врач
лечит, неотрывно
глядя в микроскоп

Пациент
лежит на маленькой
подушечке
и нередко
беззаботно спит

Монитор
с томограммой
для врача

Ассистент
смотрит
на монитор
и вовремя подает
инструменты

Ход лечения
отображается
на мониторе
для ассистента

Стоматологический
микроскоп
компании Zeiss

Многие ли стоматологи лечат

под микроскопом?

В России (как и во всем мире) только самые прогрессивные стоматологи используют микроскопы. Затраты на длительное обучение врача, микроскопы, инструменты — очень большие. Даже если врач прошел обучение — не факт, что он сможет лечить под микроскопом (тем более делать это качественно). Движения руки при лечении под микроскопом принципиально отличаются от движений при традиционном лечении, мастерство приходит только к тем, кто постоянно практикуется и действительно готов учиться и терпеть неудобства адаптационного периода.

Микроскопы в Дентал-Сервис

Мы одни из первых в стране стали использовать микроскопы. Один из основателей Дентал-Сервис Борис Шеплев — действительный член Международной академии дентальной микроскопии (Academy of Microscope Enhanced Dentistry, AMED ), Европейского общества дентальной микроскопии (European Society of Microscope Dentistry, ESMD), президент Российского общества дентальной микроскопии (РОДМ).  Микроскопы для клиники не повод попиариться: купить образцово-показательный микроскоп и поставить в красном углу:) Технология уже привычна для нас и используется не только в особых, сложных случаях. Сорок (!) стоматологов Дентал-Сервис используют микроскоп в повседневной практике. В планах ближайших лет — стопроцентная «микроскопизация» сети.

Опытный стоматолог и микроскоп.

Нужны ли они друг другу?

Отличный пример для скептиков — пломбирование канала.

Лечение в каналах традиционным способом

Канал зуба — очень тонкий, его диаметр меньше миллиметра. Вход в канал увидеть затруднительно, поскольку рука с инструментом закрывает врачу свет. Большую часть времени ему приходится работать фактически вслепую: форму канала он определяет, полагаясь на тактильные ощущения, интуицию и (иногда) рентгеновский снимок. Неудивительно, что прогноз успешности такого лечения составляет не более 60%. А результат становится ясен не скоро — через два года.

Если лечение было успешным, то есть все каналы зуба найдены, полностью «пройдены», тщательно запломбированы, — зуб продолжит жить. Вероятность того, что в каналах остались воспаленные ткани, очень высока. Особенно если они нестандартной формы или имеют скрытые ответвления. А это значит, что зуб неизбежно воспалится снова! И тогда уже он стопроцентный кандидат на удаление. Распломбировать канал и пройти его до конца практически невозможно: твердость пломбы выше твердости тканей зуба, и при попытке удалить пломбу бор соскочит с нее и рассверлит боковую поверхность зуба. (Речь о традиционном лечении, под микроскопом такой зуб спасти можно.)

Узнайте больше о лечении под микроскопом из нашего видеосюжета.

Лечение в каналах под микроскопом

Под микроскопом врач видит канал и его ответвления, ведь при тридцатикратном увеличении диаметр канала — три сантиметра. Рабочее пространство прекрасно освещено — источник света вмонтирован непосредственно в инструмент. Врач видит, где канал изгибается, где заканчивается, плотно ли прилегает пломбировочный материал к стенкам канала.

Использование микроскопа существенно сокращает время приема. Врачу без микроскопа для лечения пульпита нужно несколько визитов — даже в неосложненном случае. Врач-эндодонтист делает работу под ключ за одно посещение. Даже при перелечивании уже леченных каналов, если нет воспалительного процесса, врач пломбирует каналы в одно посещение, тогда как обычный врач держит зуб с лекарством — «на всякий случай». А зуб с временной пломбой — это риск перелома и сколов.

Еще одно важное преимущество — малоинвазивность. Врач без микроскопа, работая вслепую традиционным бором, невольно удаляет значительную часть здоровых тканей. C микроскопом все меняется! Врач получает возможность работать только в пределах пораженных тканей. Такое бережное лечение существенно продлевает жизнь зуба. Одним словом, современное качественное лечение в каналах зуба просто немыслимо без микроскопа. В США, Японии и странах Европы врачи-эндодонтисты (специалисты по лечению в каналах) работают только с микроскопом. Это — стандарт.

Бережем как зеницу ока

Микробором врач работает
в пределах пораженных тканей,
не затрагивая здоровые. Такое
бережное лечение существенно
продляет жизнь зуба

Используем возможности микроскопа

Диагностируем и лечим кариес, в том числе на ранних стадиях развития, незаметный при обычном визуальном осмотре. При установке пломбы максимально сохраняем здоровую ткань зуба — специальные инструменты позволяют делать микропломбы.

Проводим лечение в каналах, в том числе перелечивание — спасение «безнадежных», рекомендованных к удалению зубов. Диагностируем микротрещины, не пропустим неплотно прилегающие участки старых пломб и плохо установленные коронки (потенциальные источники воспаления), вылечим кисты и гранулемы.

Что такое цифровой микроскоп? | Что такое цифровой микроскоп?

Если вы когда-либо работали в лаборатории, то знаете, что в оптическом микроскопе для увеличения мелких объектов используется окуляр и объектив. Но с развитием технологий все большую популярность набирают цифровые микроскопы.

В этом выпуске нашего блога мы расскажем о том, что из себя представляет цифровой микроскоп, как он работает, обсудим его преимущества и приведем несколько примеров использования. Ниже представлены ответы на некоторые часто задаваемые вопросы о цифровых микроскопах.

Что такое цифровой микроскоп?

Простыми словами, цифровой микроскоп — это микроскоп, в котором вместо окуляра используется цифровая камера. Цифровые микроскопы подключаются к компьютерному монитору для отображения результатов в реальном времени.

Как работает цифровой микроскоп?

В цифровом микроскопе используется оптика и цифровая камера для вывода захваченных изображений на компьютерный монитор. Они варьируются по сложности устройства от простых ручных моделей то высокотехнологичных систем, предлагающих широкий набор методов наблюдения и измерительных функций.

Многие цифровые микроскопы используют компьютерное программное обеспечение, способное выполнять расширенные задачи. Например, в некоторых версиях программного обеспечения имеются функции для записи видео, настройки изображений, редактирования видеороликов, анализа 3D изображений, выполнения измерений и создания отчетов.

Каковы преимущества использования цифрового микроскопа?

Цифровой микроскоп способен выполнять те же задачи, что и оптический микроскоп, но с некоторыми усовершенствованиями. Вот шесть примеров:

• Сотрудничество: Поскольку изображения с цифровых микроскопов выводятся на экран, вы сможете легко делиться данными с коллегами.
• Комфорт: Прошли те дни, когда образец нужно было часами разглядывать через окуляр. Теперь вы можете сидеть в комфортной для себя позе и рассматривать образец на дисплее монитора. Таким образом повышается эргономичность рабочей среды.
• Увеличение: Некоторые цифровые микроскопы имеют гораздо больший коэффициент увеличения, чем многие оптические микроскопы. Причина в том, что цифровые микроскопы учитывают размер компьютерного монитора для определения степени увеличения изображения. Кроме того, оптические микроскопы также определяют увеличение, умножая коэффициент увеличения объектива на коэффициент увеличения окуляра. Например, наш цифровой микроскоп DSX1000 имеет диапазон увеличения от 20Х до 7000Х с оптическим зумом, что позволяет более детально рассматривать образец и захватывать более четкие цифровые изображения, чем при использовании стандартного цифрового зумирования.
• Более высокое качество изображений: Цифровые микроскопы обеспечивают высокое качество изображения, поскольку проецируют изображение непосредственно на камеру. Другие функции, — такие как антиблик для уменьшения ореолов, расширенный динамический диапазон (HDR) для улучшения контраста и глубины цвета, возможность создания полностью сфокусированных изображений за пределами поля зрения и опции подсветки под углом, — обеспечивают большую текстурированность изображений, чем при наблюдении через окуляр, и непревзойденную гибкость для решения самых разных задач.
• Хранение изображений: Изображения, полученные с помощью цифрового микроскопа, можно сохранять на жестком диске компьютера или съемном запоминающем устройстве. Пользователи могут анализировать и использовать изображения для создания подробных отчетов.
• Простое управление: Цифровые микроскопы более просты в управлении, чем традиционные оптические микроскопы. Благодаря этому вы можете быстро и просто приступить к работе.

Для чего используется цифровой микроскоп?

Цифровой микроскоп является эффективным инструментом для контроля и анализа разнообразных предметов, от готовых микро изделий до крупных электронных устройств. Цифровые микроскопы используются в широком спектре отраслей: образовательной, научно-исследовательской, медицинской, криминалистической и промышленно-производственной. Вот некоторые примеры использования:

Качество имеет значение

Следует понимать, что не все цифровые микроскопы сконструированы одинаково. Чтобы получить максимум преимуществ от цифрового микроскопа, подберите модель с функциями, необходимыми в вашей конкретной области применения.

Например, цифровой микроскоп Olympus DSX1000 позволяет переключать метод наблюдения без необходимости смены объектива. Эта функция помогает сэкономить время при выполнении контроля автомобильных тормозных колодок, поскольку специалисты часто пробуют несколько методов наблюдения для выбора наиболее оптимального.

Узнайте больше о цифровом микроскопе DSX1000, чтобы подобрать модель, наиболее подходящую под ваши потребности.

См. также

Видео: Цифровой микроскоп DSX1000

Обнаружение повреждений на кромке сверла с помощью цифрового микроскопа

Как глубина резкости цифрового микроскопа влияет на контроль качества штыревых разъемов

---

Связаться с намиДетали и спецификации микроскопа

Историки приписывают изобретение составного микроскопа голландскому мастеру Захариасу Янссену примерно в 1590 году (подробнее об истории здесь). Составной микроскоп использует линзы и свет для увеличения изображения и также называется оптическим или световым микроскопом (в отличие от электронного микроскопа). Простейший оптический микроскоп — это увеличительное стекло, которое дает примерно десятикратное (10-кратное) увеличение.

Составной микроскоп имеет две системы линз для большего увеличения:

1.Линза окуляра, сквозь которую нужно смотреть.
2. Ближайшая к объекту линза объектива. Перед покупкой или использованием микроскопа важно знать функции каждой детали. Эта информация представлена ​​ниже. Ссылки приведут вас к дополнительной информации и изображениям.

Функции микроскопа

Линза окуляра : линза вверху, через которую вы смотрите, обычно с увеличением 10x или 15x.

Трубка : соединяет окуляр с линзами объектива.

Рычаг : поддерживает трубку и соединяет ее с основанием.

Основание : Нижняя часть микроскопа, используется в качестве опоры.

Осветитель : устойчивый источник света (110 В), используемый вместо зеркала. Если у вашего микроскопа есть зеркало, оно используется для отражения света от внешнего источника света вверх через нижнюю часть предметного столика.

Сценический столик с зажимами для столика : Плоская платформа, на которой вы размещаете слайды. Сценические зажимы удерживают слайды на месте.Если у вашего микроскопа есть механический столик, вы сможете перемещать предметное стекло, поворачивая две ручки. Один перемещает его влево и вправо, другой — вверх и вниз.

Поворотный наконечник или револьверная головка : Это деталь, которая удерживает две или более линзы объектива и может вращаться для легкого изменения оптической силы.

Объективы : Обычно вы найдете 3 или 4 линзы объектива на микроскопе. Они почти всегда состоят из 4х, 10х, 40х и 100х степеней. В сочетании с 10-кратным (наиболее распространенным) окуляром общее увеличение составляет 40х (4х 10х), 100х, 400х и 1000х.Чтобы иметь хорошее разрешение при 1000x, вам понадобится относительно сложный микроскоп с конденсором Аббе. Конденсор Аббе состоит из двух линз, которые контролируют свет, который проходит через образец перед попаданием в линзу объектива микроскопа. Самая короткая линза — это самая низкая оптика, самая длинная — линза с самой большой оптической силой. Линзы имеют цветовую маркировку, и, если они изготовлены в соответствии со стандартами DIN, взаимозаменяемы между микроскопами. «DIN» — это сокращение от «Deutsche Industrial Normen».Это немецкий стандарт, принятый на международном уровне как оптический стандарт, используемый в большинстве качественных микроскопов. Типичная линза объектива микроскопа стандарта DIN имеет диаметр резьбы 0,7965 дюйма (20,1 мм), резьбу 36 TPI (резьба на дюйм) и угол Уитворта 55 °. Многие линзы объектива с высоким увеличением являются выдвижными (например, 40XR). Это означает, что при попадании в объектив слайд, конец линзы вдавится (подпружинен), тем самым защищая линзу и предметное стекло. Все микроскопы хорошего качества имеют ахроматические, парцентрированные и парфокальные линзы.

Rack Stop : Это регулировка, которая определяет, насколько близко линза объектива может подойти к слайду. Он устанавливается на заводе-изготовителе и не позволяет учащимся повернуть линзу объектива с большим увеличением в слайд и сломать предметы. Вам нужно было бы отрегулировать это только в том случае, если вы использовали очень тонкие слайды и не могли сфокусироваться на образце при большом увеличении. (Совет: если вы используете тонкие слайды и не можете сфокусироваться, вместо того, чтобы отрегулировать упор стойки, поместите прозрачное стекло под слайд оригинала, чтобы поднять его немного выше).

Конденсорная линза : Конденсорная линза предназначена для фокусировки света на образце. Конденсаторные линзы наиболее полезны при максимальном увеличении (400x и выше). Микроскопы с линзами встроенного конденсора дают более четкое изображение, чем микроскопы без линзы (при 400x). Если ваш микроскоп имеет максимальную оптическую силу 400x, вы получите максимальную пользу от использования конденсаторных линз с номинальной числовой апертурой 0,65 или выше. Конденсаторные линзы с числовой апертурой 0.65 могут быть установлены на сцене и работают достаточно хорошо.Большим преимуществом объектива, установленного на сцене, является то, что приходится иметь дело с одним элементом фокусировки меньше. Если вы выберете 1000x, вам понадобится конденсаторная линза с числовой апертурой 1,25 или выше. Во всех наших микроскопах 1000x используются конденсаторные линзы Аббе 1,25. Конденсорную линзу Аббе можно перемещать вверх и вниз. Он установлен очень близко к затвору на 1000x и сдвинут дальше на меньших увеличениях.

Диафрагма или диафрагма : Многие микроскопы имеют вращающийся диск под столиком. Эта диафрагма имеет отверстия разного размера и используется для изменения интенсивности и размера светового конуса, который проецируется вверх на слайд.Не существует установленного правила относительно того, какую настройку использовать для определенной мощности. Скорее, настройка зависит от прозрачности образца, желаемой степени контрастности и конкретного используемого объектива.

Как сфокусировать микроскоп : Правильный способ фокусировки микроскопа — начать с линзы объектива с наименьшим увеличением и, глядя сбоку, повернуть линзу как можно ближе к образцу, не касаясь его. Теперь посмотрите в линзу окуляра и сфокусируйтесь только вверх, пока изображение не станет резким.Если вы не можете сфокусироваться, повторите процесс еще раз. Как только изображение станет резким с помощью объектива с малой оптической силой, вы сможете просто щелкнуть следующую оптическую линзу и выполнить незначительные корректировки с помощью ручки фокусировки. Если у вашего микроскопа есть точная регулировка фокуса, достаточно немного повернуть его. Продолжайте использовать следующие линзы объектива и каждый раз точно фокусируйтесь.

Если вы не уверены в функциях вашего микроскопа, обратитесь в Microscope World.

На этой странице есть задания и бесплатные распечатки для маркировки частей микроскопа.

Статьи по теме:

Линзы объектива микроскопа

Типы микроскопов

Инфографика по истории микроскопа

Детали микроскопа с функциями и маркированной схемой

Последнее обновление: 25 января 2021 г., Сагар Арьял.

Обзор микроскопа

Созданные в 16 веке, микроскопы произвели революцию в науке благодаря своей способности увеличивать небольшие объекты, такие как микробные клетки, создавая изображения с четкими структурами, которые можно идентифицировать и характеризовать.

Итак, что такое микроскопы? Микроскопы — это инструменты, которые используются в научных лабораториях для визуализации мельчайших объектов, таких как клетки, микроорганизмы, с получением контрастного изображения, которое увеличивается. Микроскопы состоят из линз для увеличения, каждая со своей степенью увеличения. В зависимости от типа линзы он увеличивает образец в соответствии с его фокусной силой.

Их функциональность обусловлена ​​тем, что они были сконструированы из специальных компонентов, которые позволяют им достигать высоких уровней увеличения.они могут просматривать очень маленькие образцы и различать их структурные различия, например, вид на клетки животных и растений, просмотр микроскопических бактериальных клеток.

Микроскопы обычно состоят из структурных частей для удержания и поддержки микроскопа и его компонентов, а также оптических частей, которые используются для увеличения и просмотра изображений образцов. Это описание определяет части микроскопа и функции, которые они выполняют для визуализации образцов.

Конструктивные элементы микроскопа и их функции

Рисунок создан на biorender.com

Рисунок: Схема частей микроскопа

Микроскоп состоит из трех структурных частей: головки, основания и кронштейна.

1. Головка — также известна как корпус, она несет оптические части в верхней части микроскопа.
2. База — служит опорой для микроскопов.На нем также размещены микроскопические осветители.
3. Оружие — Это деталь, соединяющая основание и головку, а окулярный тубус — основание микроскопа. Он поддерживает головку микроскопа, а также используется при переноске микроскопа. Некоторые высококачественные микроскопы имеют шарнирный кронштейн с более чем одним шарниром, позволяющий больше перемещать микроскопическую головку для лучшего обзора.

Оптические части микроскопа и их функции

Оптические части микроскопа используются для просмотра, увеличения и получения изображения образца, помещенного на предметное стекло.Эти части включают:

1. Окуляр — также известный как окуляр. это часть, используемая для просмотра в микроскоп. Его нашли в верхней части микроскопа. Его стандартное увеличение составляет 10x с дополнительным окуляром с увеличением от 5X до 30X.
2. Окулярный тубус — держатель окуляра. Окуляр находится прямо над линзой объектива. В некоторых микроскопах, таких как бинокли, тубус окуляра является гибким и может поворачиваться для максимальной визуализации и изменения расстояния.Для монокулярных микроскопов они не гибкие.
3. Линзы объектива — это основные линзы, используемые для визуализации образцов. У них есть увеличение 40x-100X. На один микроскоп помещается от 1 до 4 линз объектива, некоторые из которых обращены редко, а другие — вперед. У каждой линзы своя сила увеличения.
4. Носовая часть — также известная как револьверная головка. Он держит линзы объектива. Он подвижен, поэтому может вращать линзы объектива в зависимости от силы увеличения линзы.
5. Регулировочные ручки — это ручки, которые используются для фокусировки микроскопа. Есть два типа регулировочных ручек: ручки точной настройки и ручки грубой настройки.
6. Стадия — это часть, на которую помещается образец для просмотра. У них есть зажимы для предметных стекол, удерживающие предметные стекла на месте. Самый распространенный этап — это механический столик, который позволяет управлять слайдами, перемещая слайды с помощью механических ручек на столике, вместо того, чтобы перемещать его вручную.
7. Апертура — это отверстие на предметном столике микроскопа, через которое проходящий свет от источника попадает на предметный столик.
8. Микроскопический осветитель — Это источник света микроскопа, расположенный в основании. Используется вместо зеркала. он улавливает свет от внешнего источника низкого напряжения около 100 В.
9. Конденсор — это линзы, которые используются для сбора и фокусировки света от осветителя на образец.Они находятся под предметным столиком рядом с диафрагмой микроскопа. Они играют важную роль в обеспечении получения четких резких изображений с большим увеличением от 400X и выше. Чем больше увеличение конденсора, тем четче изображение. Более сложные микроскопы поставляются с конденсором Аббе с большим увеличением около 1000X.
10. Диафрагма — также известна как ирис. Он находится под столиком микроскопа, и его основная роль — контролировать количество света, попадающего на образец.Это регулируемое устройство, которое регулирует интенсивность света и размер луча света, попадающего на образец. Для высококачественных микроскопов к диафрагме прилагается конденсатор Аббе, и в совокупности они могут управлять фокусом света и интенсивностью света, попадающего на образец.
11. Ручка фокусировки конденсора — это ручка, которая перемещает конденсор вверх или вниз, контролируя фокус света на образце.
12. Abbe Condenser — это конденсор, специально разработанный для высококачественных микроскопов, который делает конденсатор подвижным и позволяет очень большое увеличение, превышающее 400X.Высококачественные микроскопы обычно имеют большую числовую апертуру, чем у линз объектива.
13. Стопор стойки — Он контролирует, насколько далеко должны заходить столики, чтобы линза объектива не приближалась слишком близко к предметному стеклу, что может повредить образец. Он отвечает за предотвращение того, чтобы предметное стекло слишком высоко поднялось и не ударилось о линзу объектива.

Вопросы по пересмотру; Проверьте свои знания

1. Определите микроскоп.
2. Государственные функции микроскопа.
3. На диаграмме обозначьте различные части микроскопа.
4. Опишите функции каждой части микроскопа, которую вы нарисовали выше.
5. Чем отличается конденсатор от конденсатора Аббе.
6. Какое увеличение у линз объектива?
7. Как окуляр по сравнению с линзой объектива?
8. Почему упор для штатива входит в комплект поставки микроскопа с завода и можно ли его заменить?
9. Что такое степень увеличения?
10. Различия между ручками точной и грубой регулировки.

Рабочие листы для микроскопов

1. Рабочий лист без светового микроскопа

Клавиша ответа

2. Рабочий лист для инвертированного микроскопа

Клавиша ответа

3. Рассеивающий микроскоп (стереомикроскоп) Бесплатная рабочая таблица

Клавиша ответа

Ссылки и источники

1. Микробиология Лансинг М.Прескотт (5-е издание)
2. https://www.pobschools.org/cms/lib/NY01001456/Centricity/Domain/349/TheMicroscope-howtouse.pdf
3. https://sciencing.com/parts-microscope-uses-7431114.html
4. https://www.amscope.com/microscope-parts-and-functions/
5. https://cpb-us-e1.wpmucdn.com/cobblearning.net/dist/3/4204/files/2018/08/Parts-of-the-Microscope-103b21p.pdf
6. https://www.microscope.com/compound-microscope-parts

Функциональные части микроскопа

Источник фото:

http: // www.Microscope-microscope.org/basic/microscope-parts.htm

Автор описания:

КЁРИНФО

Историки приписывают изобретение составного микроскопа голландскому производителю очков Захариасу Янссену около 1590 года. В составном микроскопе используются линзы и свет для увеличения изображения, и его также называют оптическим или световым микроскопом (vs./ электронный микроскоп) . Простейший оптический микроскоп — это увеличительное стекло, его можно увеличивать примерно в десять раз (10X). Составной микроскоп имеет две системы линз для большего увеличения: 1) окуляр или линзу окуляра, в которую одна смотрит, и 2) линза объектива или линза, ближайшая к объекту.

Основные части микроскопа:

Линза окуляра: линза вверху, через которую вы смотрите.Обычно они имеют 10-кратную или 15-кратную мощность.

Трубка : соединяет окуляр с линзами объектива

Рука : поддерживает трубку и соединяет ее с основанием

Основание : Нижняя часть микроскопа, используется для поддержки

Осветитель: Устойчивый источник света, используемый вместо зеркала. Если у вашего микроскопа есть зеркало, оно используется для отражения света от внешнего источника света вверх через нижнюю часть предметного столика.

Этап: Плоская платформа, на которой вы размещаете слайды.Сценические зажимы удерживают слайды на месте. Если у вашего микроскопа есть механический столик, вы сможете перемещать предметное стекло, поворачивая две ручки. Один перемещает его влево и вправо, другой — вверх и вниз.

Поворотный наконечник или револьверная головка : Это деталь, которая удерживает две или более линзы объектива и может вращаться для легкого изменения оптической силы.

Объективы : Обычно вы найдете 3 или 4 линзы объектива на микроскопе. Они почти всегда состоят из степеней 4X, 10X, 40X и 100X.В сочетании с 10-кратным (наиболее распространенным) окулярным объективом мы получаем общее увеличение в 40 раз (в 4 раза по 10 раз), 100, 400 и 1000 крат. Чтобы иметь хорошее разрешение при 1000-кратном увеличении, вам понадобится относительно сложный микроскоп с конденсором Аббе.

Rack Stop : Это регулировка, которая определяет, насколько близко линза объектива может подойти к слайду. Он устанавливается на заводе-изготовителе и не позволяет учащимся повернуть линзу объектива с большим увеличением в слайд и сломать предметы. Вам нужно было бы отрегулировать это только в том случае, если вы использовали очень тонкие слайды и не могли сфокусироваться на образце при большом увеличении.

Конденсорная линза : Конденсорная линза предназначена для фокусировки света на образце. Конденсаторные линзы наиболее полезны при максимальном увеличении (400X и выше). Микроскопы с линзами встроенного конденсора дают более резкое изображение, чем микроскопы без линзы (при 400X). Я

Диафрагма или диафрагма: Многие микроскопы имеют вращающийся диск под столиком. Эта диафрагма имеет отверстия разного размера и используется для изменения интенсивности и размера светового конуса, который проецируется вверх на слайд.Не существует установленного правила относительно того, какую настройку использовать для определенной мощности. Скорее, настройка зависит от прозрачности образца, желаемой степени контрастности и конкретного используемого объектива.

Составные и стереомикроскопы — Микроскопы 4 школы

Составные микроскопы

Составной микроскоп — это микроскоп, в котором используется несколько линз для увеличения изображения образца. Обычно для просмотра образцов при используется составной микроскоп с большим увеличением (40 — 1000x), что достигается за счет комбинированного эффекта двух наборов линз: окулярной линзы (в окуляре) и линзы объектива (близко к образцу).

Общее увеличение рассчитывается путем умножения увеличения линзы окуляра на увеличение линзы объектива.

Свет проходит через образец (называется освещением в проходящем свете , ). Чтобы это происходило эффективно, необходимо нарезать более крупные объекты.

Составные микроскопы обычно включают сменные линзы объектива с разным увеличением (например, 4x, 10x, 40x и 60x), установленные на револьверной головке для регулировки увеличения.Эти микроскопы также включают в себя конденсорную линзу и ирисовую диафрагму , которые важны для регулирования того, как свет попадает на образец.

Подавляющее большинство микроскопов имеют одинаковые «структурные» компоненты:

1. Линза окуляра
2. Турель для объектива или револьвер (для удержания нескольких линз объектива)
3. Цель
4. Колесо фокусировки для перемещения сцены
5. Рама
6. Источник света, светильник или зеркало
7. Диафрагма или линза конденсора
8. Ступень (для удержания образца)
9. База
10. Фототрубка (для крепления фотоаппарата)

Стереомикроскопы

Стерео- или рассекающий микроскоп представляет собой вариант оптического микроскопа, предназначенный для наблюдения с малым увеличением (2 — 100x) с использованием освещения падающим светом (свет, отраженный от поверхности образца, наблюдается пользователем), хотя он может также может сочетаться с проходящим светом в некоторых инструментах.Он использует два отдельных оптических тракта с двумя объективами и двумя окулярами, чтобы обеспечить несколько разные углы обзора для левого и правого глаза. Таким образом, он позволяет трехмерную визуализацию образца.

Глубина резкости — это расстояние между ближайшей и самой дальней точками в образце, которые выглядят резкими на просматриваемом изображении.

Большое рабочее расстояние и глубина резкости являются важными качествами для этого типа микроскопа, позволяя одновременно рассматривать больших образца , таких как мелкие животные, растения и органы, с большей частью в фокусе.В дополнение к окуляру и линзе объектива стереомикроскопы обычно содержат:

• 1. Колесо фокусировки
• 2. Источник света
• 3. База
• 4. Линзы окуляра

Многие стереомикроскопы также имеют регулируемое увеличение.

Стереомикроскоп не следует путать с бинокулярным составным микроскопом, у которого есть двойные окуляры. Изображение в таком бинокулярном составном микроскопе не отличается от изображения, полученного с помощью одиночного монокулярного окуляра.

Узнайте об исследовательских микроскопах, которые используют ученые.

Детали составного микроскопа и как с ними обращаться

Информация

Многие важные анатомические особенности, особенно те, которые функционируют на тканевом или клеточном уровнях, слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Составной микроскоп — ценный инструмент для увеличения небольших срезов биологического материала, чтобы можно было разрешить недоступные иным образом детали.

Есть много разных типов микроскопов. Мы узнаем только о сложном световом микроскопе. Он использует видимый свет для визуализации образца, но пропускает этот свет через две отдельные линзы для увеличения изображения. Составные микроскопы, которые мы будем использовать в этом курсе, являются прочными инструментами, но в них все еще есть много движущихся частей. Они могут быть повреждены или сломаны в результате неправильного использования или неправильного обращения. Большая часть обучения правильному использованию микроскопа включает в себя изучение того, как избежать его повреждения.Для этого вам сначала нужно знать, какие части какие. На рис. 4.1 показаны основные части микроскопа, с которыми вам необходимо ознакомиться.

На рис. 4.1 показаны два составных микроскопа. Тот, что слева — монокуляр, а тот, что слева — бинокль. Многие части двух микроскопов находятся в немного разных местах. Привыкай к этому. Разные марки и разные модели микроскопов по-разному позиционируют ключевые детали.

Когда вы впервые садитесь перед микроскопом, вам всегда нужно потратить секунду, чтобы найти ключевые детали, особенно ручки фокусировки, ручку регулировки конденсора (если есть) и ручки управления предметным столиком.При просмотре образца ваши глаза будут сосредоточены на окулярах, и если вы случайно возьмете не ту ручку, в лучшем случае вы можете потерять изображение, а в худшем — повредить микроскоп. Не думайте, что вы помните, где находятся ручки управления. Возможно, у вас другой микроскоп, чем в прошлый раз.

Рис. 4.1 Некоторые ключевые части составного светового микроскопа.

Окуляр

Вот где будут ваши глаза. Если микроскоп бинокулярный, используйте оба окуляра. С бинокулярными микроскопами вы почти всегда можете отрегулировать ширину окуляров, чтобы они соответствовали расстоянию между вашими глазами.Окуляр содержит линзу окуляра, одну из двух линз, которые фактически увеличивают изображение в сложном микроскопе.

Рычаг для переноски

При перемещении микроскопа, даже если он составляет всего несколько дюймов, всегда берите его за ручку для переноски. НЕ тащите микроскоп: возьмите его. У микроскопа будут резиновые ножки, которые не позволят ему скользить, поэтому, если вы попытаетесь его перетащить, он будет трястись и вибрировать, что может привести к повреждению деталей. Никогда не поднимайте микроскоп за какие-либо части, кроме ручки для переноски.Другие части, как правило, более хрупкие и могут сломаться, если вы попытаетесь это сделать.

Линзы объектива

Большинство составных световых микроскопов содержат от трех до четырех линз объектива, которые можно вращать над предметным стеклом. Иногда эти линзы называют просто объективами. Когда конкретный объект полностью повернут на место, вы услышите или почувствуете щелчок, когда он встанет на место. Линза объектива является второй из двух линз, фактически увеличивающих в сложном микроскопе, поэтому, если она не будет зафиксирована в правильном положении, вы не увидите правильного изображения.Каждую линзу объектива обычно можно отвинтить из ее положения во вращающейся башне, в которой она находится. Будьте осторожны, вы вращаете турель, а не отвинчиваете цель. НЕ откручивайте объективы от башни. Каждая линза объектива имеет разную силу увеличения, поэтому изображение на вашем слайде будет увеличиваться в большей или меньшей степени, в зависимости от того, какой объектив вы выбрали. Степень увеличения каждого объектива будет написана где-то сбоку от объектива, хотя иногда трудно увидеть число.Увеличение линзы объектива всегда будет целым числом. На стороне объектива будет написано другое, но целое число больше 1 будет увеличением. Вы можете игнорировать все, что там написано.

Сцена

Сцена — это платформа, к которой будет прикрепляться горка.

Зажимы для сцены

Слайд будет удерживаться на сцене с помощью сценических зажимов. В большинстве случаев они будут прижиматься к краям слайда.Они не располагаются выше или ниже слайда. Они подпружинены, чтобы удерживать края слайдов и фиксировать слайд на месте, чтобы элементы управления предметным столиком могли плавно перемещать положение слайда. Если слайд не закреплен на месте, вы не сможете изменить его положение, чтобы найти интересующие микроскопические детали.

Органы управления

Они позволяют перемещать слайд во время его просмотра, но только в том случае, если слайд правильно закреплен с помощью сценических зажимов. Всегда находите, где они находятся на вашем микроскопе, прежде чем начать просмотр слайда.Кажется, что они никогда не находятся в одном и том же месте в двух разных микроскопах, и если вы просто слепо нащупываете их во время просмотра слайда, вы, вероятно, сделаете что-то неприятное для вашего обзора или для всего микроскопа. Всегда есть два циферблата. Один перемещает слайд влево и вправо. Другой перемещает слайд вверх и вниз. Иногда они располагаются друг над другом, как в бинокулярном микроскопе на рис. 4.1. Иногда это два отдельных шкалы, как в монокулярном микроскопе на рис. 4.1. Иногда они находятся над предметным столиком, как в монокулярном микроскопе на Рисунке 4.1. Иногда они находятся ниже сцены, как в бинокль на Рисунке 4.1. Потратьте несколько секунд на их поиск каждый раз, прежде чем садиться за микроскоп.

Грубый фокус

Это всегда большая из двух ручек фокусировки. Обычно вам нужно использовать ручку грубой фокусировки только один раз для каждого нового слайда. Используйте его с объективом с наименьшим увеличением, чтобы образец был примерно в фокусе. После этого используйте только ручку точной фокусировки, даже после того, как вы переключитесь на более мощный объектив.Иногда грубая фокусировка достигается с помощью ручки точной фокусировки, как на бинокулярном микроскопе на рис. 4.1. Иногда это происходит отдельно от точного фокуса, как в монокулярном микроскопе на рис. 4.1.

Точная фокусировка

Это всегда меньший из двух ручек фокусировки. Это фокус, который вы будете использовать снова и снова при просмотре слайдов. Не меняйте грубую фокусировку после первого использования, меняйте только точную фокусировку.

Регулировка конденсатора

Не все микроскопы имеют ручку регулировки конденсора.Если есть только две ручки, как на монокулярном микроскопе на рис. 4.1, эти две ручки — грубый фокус и точный фокус, и вам нужно держать только эти две отдельно. Но если есть третья ручка, это ручка регулировки конденсатора. Как правило, НЕ прикасайтесь к этой ручке и не регулируйте ее. Он определяет, как далеко от предметного стекла находится конденсатор света, который следует правильно отрегулировать перед использованием микроскопа. Если вы переместите его, он окажется в неправильном положении. Если у вашего прицела есть ручка, выясните, где она находится, и избегайте ее.

Диафрагма

Это прямо под отверстием в сцене, через которое свет проходит к слайду. Он управляется уровнем, который открывает и закрывает диафрагму, чтобы пропускать больше или меньше света через слайд. У некоторых экземпляров нет большого контраста между цветами и оттенками различных увеличиваемых компонентов. Изменение яркости изображения путем регулировки диафрагмы может позволить вам лучше рассмотреть некоторые детали, которые вы пытаетесь увеличить.

Лабораторная работа 4 Упражнения 4.1

Для каждого студента есть составной микроскоп. Выполните перечисленные ниже действия и при этом заполните поля.

1. Возьмите микроскоп и физически переместите его на новое место. Поднесите его достаточно близко, чтобы можно было удобно смотреть с того места, где вы сидите. Расположите его так, чтобы столик был обращен к вам, а окуляр был повернут к вам. Какую часть микроскопа вы взяли, чтобы поднять и переместить?
2. Где находятся две ручки регулировки предметного столика на вашем микроскопе?
3. Где находится ручка грубой фокусировки?
4. Где находится ручка точной фокусировки?
5. Есть ручка регулировки конденсатора? Если да, то где он находится?
6. Найдите рычаг диафрагмы.Глядя в отверстие в центре сцены, что происходит, когда вы перемещаете рычаг диафрагмы по часовой стрелке?
7. Все еще глядя на отверстие в центре сцены, что происходит, когда вы перемещаете рычаг диафрагмы против часовой стрелки?

Диаграммы и видео — Чистота микроскопа

Если вы плохо знакомы с микроскопами и не знакомы с частями микроскопа, начать работу может быть довольно сложно.Как только вы разберетесь в деталях микроскопа, вам будет намного проще ориентироваться и начать наблюдать за своим образцом, что является интересной частью!

16 основных частей составного микроскопа:

1. Головка (корпус)
2. Рычаг
3. Основание
4. Окуляр
5. Окулярный тубус
6. Линзы объектива
7. Поворотный наконечник 9011 Поворотный упор
8. Ручки грубой регулировки
9. Ручки точной регулировки
10. Ступень
11. Зажимы для ступеней
12. Диафрагма
13. Детали осветителя
14. 9011 Конденсатор

    9011 9011 составного микроскопа с пояснением схемы

    В качестве примечания, микроскоп, использованный в этом посте, является отличным микроскопом начального уровня или для начинающих, если вы пытаетесь заинтересовать кого-то микроскопами, микробиологией или наукой в ​​целом.На самом деле это не игрушечный микроскоп, это функциональный микроскоп, который дает отличные изображения за такую ​​цену. Я купил его менее чем за 100 долларов, но вы можете проверить текущую цену на Amazon.

    1. Головка (корпус)

    Головка, также называемая корпусом микроскопа, представляет собой структурный компонент, который содержит оптические части микроскопа. На рисунке ниже показана область микроскопа, которая считается корпусом микроскопа.

    Если вы откроете корпус микроскопа, вы найдете зеркало или призму, в зависимости от типа и качества микроскопа.Призма или зеркало используются для отражения света и изменения ориентации изображения, заставляя его выглядеть правой стороной вверх.

    Корпус микроскопа

    В составных микроскопах с двумя окулярами в корпусе находятся призмы, которые также разделяют луч света, чтобы вы могли видеть изображение через оба окуляра.

    2. Плечо

    Кронштейн микроскопа — еще одна конструктивная деталь. Кронштейн соединяет основание микроскопа с головкой / корпусом микроскопа.Если вы смотрели какие-либо видеоролики по технике безопасности в лаборатории, вы, вероятно, увидите, что рука упоминается как одна из частей, за которые вы должны держаться при переноске микроскопа. В одних микроскопах кронштейн представляет собой изогнутый элемент, в других — прямой, но функция одинакова во всех микроскопах.

    Кронштейн микроскопа

    3. База

    Основание — последний элемент конструкции микроскопа. Основание находится в нижней части микроскопа и используется для поддержки микроскопа. Более тяжелая основа, как правило, является более желательной характеристикой, поскольку она снижает вероятность незначительных движений, нарушающих фокусировку и обзор микроскопа.Очевидным недостатком является то, что микроскоп становится тяжелее передвигаться.

    База микроскопа

    4. Окуляр

    Окуляр, также известный как «окуляр», — это первая увеличивающая линза, через которую вы будете смотреть в составной микроскоп. Проще говоря, это то место, куда вы кладете глаз, чтобы увидеть изображение. Обычно окуляры бывают с 10-кратным или 15-кратным увеличением, но они могут варьироваться от 5 до 30 крат.

    Например, мой первый микроскоп поставлялся с окуляром 10X и 25X, что было довольно круто, потому что он давал мне хорошую вариативность в уровнях увеличения, которых я мог достичь.

    В некоторых составных микроскопах есть небольшой винт, удерживающий окуляр на месте, поэтому, если вы не можете вытащить окуляр из окулярной трубки, вы можете проверить окуляр, чтобы увидеть, есть ли что-то, удерживающее его на месте. Окуляры должны быть взаимозаменяемыми.

    Окуляр микроскопа

    В окуляре вы увидите несколько букв, но если вы новичок в микроскопии, не совсем понятно, что они означают. Возьмем, к примеру, «WF 10X — 18MM». «WF» означает широкое поле зрения и просто означает, что у него более широкое поле зрения, чем у других окуляров.«10X» — это увеличение окуляра. «18 мм» — это диаметр линзы окуляра в миллиметрах.

    Окуляр для микроскопа WF10X-18MM

    5. Окулярный тубус

    Тубус окуляра, также известный как основной тубус, удерживает окуляр на месте и является мостом между окуляром и линзой объектива.

    Окулярная трубка микроскопа

    6. Линзы объектива

    Линзы объективов, возможно, являются наиболее узнаваемыми частями микроскопа, потому что это линзы, которые вы видите направленными на образец.Обычно вы найдете 3 или 4 линзы объектива, и их сила увеличения может варьироваться от 4X, 10X, 40X, до 100X.

    Линзы объектива имеют маркировку увеличения, но вы также можете отличить линзы объектива с большим увеличением от более низких, потому что более высокие будут длиннее, а более низкие — короче.

    Объектив микроскопа

    Некоторые линзы с более мощным объективом имеют пружинную установку, при которой линза втягивается, если ее прижать к слайду.Как правило, чем выше увеличение, тем ближе линза объектива должна быть к образцу для получения четкого изображения, поэтому втягивание пружины предотвратит повреждение линзы объектива при контакте с предметным стеклом.

    Линзы объектива взаимозаменяемы между микроскопами, если они соответствуют стандартам DIN (Deutsches Institut für Normung). DIN — это некоммерческая организация, которая разрабатывает стандартные методы, включая стандарты производства и качества во многих областях техники.

    Вы можете услышать слово parcentered, глядя на линзы объектива. Parcentered просто означает, что когда вы поворачиваете линзу объектива и щелкаете на месте линзы объектива следующего уровня, образец останется в фокусе (хотя обычно требуется небольшая регулировка).

    7. Поворотный наконечник (револьвер)

    Ружья — это то место, куда ввинчиваются линзы объектива, и его можно повернуть, чтобы легко заменить на следующую линзу объектива.

    Револьверная головка микроскопа (револьверная головка)

    Бывают случаи, когда револьверная насадка может стать слишком свободной или слишком тугой, что затрудняет регулировку линз объектива.Как правило, в середине насадки есть винт с шлицевой головкой, который, если вы затянете или ослабите его, должен решить проблему.

    Винт револьверной головки микроскопа

    8. Упор стойки

    Упор для рейки — это деталь, которая предотвращает слишком высокий подъем предметного столика и удар по линзе объектива. Повредить линзу объектива не нужно много, так что это очень важная часть.

    Обычно микроскоп поставляется с уже правильно отрегулированным упором стойки, но в некоторых случаях вам потребуется отрегулировать его, чтобы вы могли немного приблизиться к предметному стеклу.Как видите, в этом микроскопе его нет, но для него есть винт.

    Стойка для микроскопа

    9. Ручки грубой регулировки

    Ручки грубой настройки используются для очевидной фокусировки микроскопа путем подъема и опускания предметного столика ближе или дальше от линзы объектива, но причина, по которой это называется «грубой», заключается в том, что движение ручек грубой настройки перемещает предметный столик быстрее. чем ручки точной регулировки.

    Ручки грубой настройки сначала используются на линзах объектива с малым увеличением.Это поможет вам быстро сфокусировать образец. Как правило, ручки грубой и точной настройки встроены в линию по убыванию, так что вы можете продолжать смотреть в микроскоп и находить подходящую ручку настройки просто на ощупь, не требуя от пользователей взглянуть вниз и найти другую ручку.

    Ручки грубой настройки микроскопа

    10. Ручки точной регулировки

    Ручки точной настройки, в отличие от ручек грубой настройки, будут перемещать сцену намного медленнее и дают вам гораздо больший контроль над перемещением сцены вверх или вниз.

    Ручки точной настройки используются на высоких уровнях мощности. На некоторых микроскопах ручка точной настройки щелкает очень тихо, давая вам дополнительные слуховые индикаторы, помогающие сфокусировать образец.

    Ручки точной настройки микроскопа

    11. Этап

    Столик — это предмет, на который помещается образец для исследования под микроскопом. Сцена представляет собой плоскую платформу, которая перемещается вверх и вниз при повороте ручек грубой и точной регулировки. Движение ближе или дальше от линзы объектива — это то, что позволяет образцу попасть в фокус.

    Некоторые микроскопы имеют механический столик. Механический столик состоит из скользящих зажимов, которые удерживают слайд на месте и позволяют перемещать слайд влево, вправо, вверх и вниз, поворачивая ручки на сцене, вместо того, чтобы перемещать слайд руками.

    Перемещение слайда руками затрудняет достижение фокусировки и просмотра, которые вы ищете. Механические движения позволяют более точно позиционировать слайд.

    Столик микроскопа

    12.Сценические клипы

    Зажимы предметного столика удерживают слайд на месте. Если у вас есть настоящие сценические клипы, они работают так же, как клипы. Они прижимаются пружиной, и вы просто поднимаете зажим и кладете под него ползун. Зажим будет удерживать слайд на месте.

    Если у вас механический столик, зажимы действуют больше как тиски, в которых вы регулируете зажимы, чтобы зафиксировать слайд на месте. Затем вы можете повернуть ручки механического столика, чтобы переместить ползун в желаемое положение.

    Зажимы для столика микроскопа

    13.Диафрагма

    Апертура — это отверстие в центре предметного столика микроскопа, через которое свет попадает на предметный столик. Числовая апертура связана, но это больше понятие, связанное с углом конуса света, который проходит через столик, чем составная часть микроскопа.

    Диафрагма микроскопа

    14. Осветитель

    Осветитель, как можно догадаться по названию, является источником света микроскопа. Большинство микроскопов имеют встроенный постоянный источник света на 110 вольт, который светит через апертуру предметного столика микроскопа.

    Хотя большинство микроскопов имеют встроенный осветитель, который генерирует свет, есть некоторые микроскопы старой школы, которые имеют зеркало в качестве осветителя и отражают свет, исходящий от внешнего источника света, через столик микроскопа для освещения образца.

    Осветитель микроскопа

    15. Конденсатор

    Конденсор используется для улавливания и фокусировки света, проникающего сквозь сцену. Конденсаторные линзы наиболее полезны при более высоких значениях увеличения, таких как 400X и выше, а микроскопы с конденсорными линзами смогут отображать более резкое изображение, чем те, у которых нет, и в диапазоне 400X и выше.В примере микроскопа конденсор фактически встроен в предметный столик микроскопа и имеет числовую апертуру 0,65.

    Конденсатор Аббе

    16. Диафрагма (Ирис)

    Диафрагма, также называемая «Ирис», расположена под сценой и используется для регулировки и изменения интенсивности и размера светового конуса, проходящего через боковую поверхность. Это делается с помощью вращающегося диска под сценой, который имеет отверстия разного размера, через которые проходит свет. Линза объектива может собирать световую информацию только в пределах заданной числовой апертуры в зависимости от объектива, преломляющей среды и расстояния от объектива до предметного стекла.Диафрагма используется вместе с конденсорной линзой для достижения оптимальной числовой апертуры объектива.

    Тем не менее, визуально не существует четких правил, определяющих, какие настройки необходимы для данного уровня увеличения. Настройка может зависеть от прозрачности образца и требуемой степени контрастности.

    Ирисовая диафрагма микроскопа

    На вынос

    О каждой из этих частей микроскопа можно узнать гораздо больше, но я надеюсь, что это стало хорошей отправной точкой для вас, чтобы вы почувствовали себя комфортно с микроскопом и начали ориентироваться.В микроскопии много терминов и терминологии, но пусть это вас не смущает. Большинство терминов имеют очень простые объяснения.

    Ссылки

    1. https://www.olympus-lifescience.com/en/microscope-resource/primer/anatomy/introduction/
    2. https://www.amscope.com/microscope-parts-and-functions/
    3. https: //www.britannica.com/technology/microscope/The-compound-microscope
    4. https://www.microscope.com/compound-microscope-parts

    ZEISS Microscope Online Campus | Основы микроскопии

    Введение

    Одним из важнейших критериев, которые следует учитывать при покупке оптического микроскопа, является требуемая область применения.Другим, возможно, не менее важным, является состояние коррекции (аберрации) оптических компонентов, в частности, объективов. Объективы микроскопа, возможно, являются наиболее важными компонентами оптического микроскопа, поскольку они отвечают за формирование первичного изображения и играют центральную роль в определении качества изображений, которые микроскоп способен производить. Объективы также играют важную роль в определении увеличения конкретного образца и разрешения, при котором мелкие детали образца можно наблюдать и регистрировать с помощью микроскопа.Объектив — это наиболее сложный для проектирования и изготовления компонент оптического микроскопа, и он является первым компонентом, с которым сталкивается свет при переходе от образца к плоскости изображения.

    Оптические компоненты, входящие в состав современных микроскопов, смонтированы на стабильной, эргономичной основе, которая обеспечивает быструю замену, точное центрирование и тщательное выравнивание между этими оптически взаимозависимыми узлами. Вместе оптические и механические компоненты микроскопа, включая установленный на стеклянном предметном стекле и покровном стекле образец, образуют оптическую цепь с центральной осью, которая пересекает основание микроскопа и подставку.Оптическая система микроскопа обычно состоит из осветителя (включая источник света и коллекторную линзу), конденсатора подэтапа, который служит для подготовки освещения для формирования изображения, образца, объектива, окуляра и детектора, который представляет собой камеру или глаз наблюдателя. .

    Микроскопы исследовательского уровня также содержат одно из нескольких устройств кондиционирования света, которые часто располагаются между осветителем и конденсором, и дополнительный детектор или фильтрующее устройство, которое вставляется между объективом и окуляром или камерой.Устройство (а) кондиционирования и детектор работают вместе, чтобы изменять контраст изображения в зависимости от пространственной частоты, фазы, поляризации, поглощения, флуоресценции, внеосевого освещения и / или других свойств образца и техники освещения. Даже без добавления специальных устройств для кондиционирования освещения и фильтрации волн, формирующих изображение, некоторая степень естественной фильтрации происходит даже с самой базовой конфигурацией микроскопа.

    В то время как некоторые из оптических компонентов микроскопа действуют как элементы формирования изображения, другие служат для создания различных модификаций освещения образца, а также выполняют функции фильтрации или преобразования.Конденсаторы

    В вертикальных микроскопах конденсор расположен под столиком и служит для сбора волновых фронтов от источника света микроскопа и их концентрации в конусе света, который освещает образец с равномерной интенсивностью по всему полю обзора. В инвертированных микроскопах (в стиле тканевых культур) конденсор устанавливается над предметным столиком, а образец — на опоре рамы. Очень важно, чтобы световой конус конденсатора был правильно отрегулирован для оптимизации интенсивности и угла света, попадающего в переднюю линзу объектива.Каждый раз при смене объектива необходимо выполнять соответствующую настройку конденсора, чтобы обеспечить правильный световой конус, соответствующий световому конусу (числовой апертуре) нового объектива. На рисунке 2 показан простой двухлинзовый конденсатор Аббе. На этом рисунке свет от источника освещения микроскопа проходит через апертурную диафрагму конденсора , расположенную в основании конденсора, и концентрируется внутренними линзовыми элементами, которые затем проецировать свет через образец параллельными пучками с любого азимута.Размер и числовая апертура светового конуса определяется регулировкой апертурной диафрагмы. Пройдя через образец, свет расходится в перевернутый конус с правильным углом, чтобы заполнить переднюю линзу объектива.

    Регулировка диафрагмы и правильная фокусировка конденсора (с учетом высоты по отношению к объективу) имеют решающее значение для реализации полного потенциала объектива. В частности, правильное использование ирисовой диафрагмы с регулируемой апертурой (встроенной в конденсатор или чуть ниже него) имеет большое значение для обеспечения правильного освещения, контраста и глубины резкости.Размер отверстия этой ирисовой диафрагмы контролирует углы освещающих волновых фронтов (и, следовательно, размер апертуры), которые омывают образец. Высота конденсора контролируется системой реечной передачи, которая позволяет регулировать фокус конденсора для надлежащего освещения образца. Правильное расположение конденсора относительно конуса освещения и фокуса (шаг в установлении освещения Келера) имеет решающее значение для количественной микроскопии и для получения наилучших цифровых изображений.

    Конденсаторы

    делятся в первую очередь на классификации модальности изображения (например, светлое поле, темное поле и фазовый контраст), но также и по степени их оптической коррекции. Существует четыре основных типа конденсаторов в отношении коррекции оптических аберраций, перечисленных в таблице 1. Самым простым и наименее корректируемым (а также наименее дорогим) конденсатором является конденсатор Abbe , который может иметь числовую апертуру до 1,4 в лучшие модели с тремя и более внутренними линзами.Хотя конденсор Аббе способен пропускать яркий свет, он не корректирует ни хроматические, ни сферические оптические аберрации. Типичный конденсатор Аббе показан на Рисунке 2. В простейшей форме конденсор Аббе имеет две оптические линзы, которые создают нерезкое изображение светящейся полевой диафрагмы, окруженное синим и красным цветом по краям, что характерно для Хроматическая аберрация.

    Следующий уровень сложности конденсатора разделен между апланатическими и ахроматическими конденсаторами , которые корректируются исключительно на сферические (апланатические) или хроматические (ахроматические) оптические аберрации.Ахроматические конденсаторы обычно содержат от трех до четырех линз и корректируют хроматическую аберрацию по двум длинам волн (красный и синий). Ахроматический конденсор обычно содержит четыре линзовых элемента и имеет числовую апертуру от 0,9 до 1,4. Такая конструкция конденсатора полезна как для рутинных, так и для критических лабораторных анализов с «сухими» или масляными иммерсионными объективами, а также для черно-белой или цветной микрофотографии и получения цифровых изображений. Наивысший уровень коррекции оптической аберрации реализован в апланатически-ахроматическом конденсоре .Этот конденсор хорошо корректируется как для хроматических, так и для сферических аберраций и является предпочтительным конденсатором для использования в критических цветных изображениях с белым светом. Типичный апланатически-ахроматический конденсатор имеет восемь внутренних линзовых элементов, скрепленных в два дублета и четыре одинарные линзы.

    Коррекция аберрации в конденсаторных оптических системах

    
    

    Конденсатор Тип Сферическая Аберрация Хроматический Аберрация Аббе – – Апланатический + – Ахроматический – + Апланатически-ахроматический + +

    Таблица 1

    Гравировка на корпусе конденсатора указывает его тип (ахроматический, апланатический и т. Д.).), числовую апертуру и градуированную шкалу, показывающую приблизительную настройку (размер) апертурной диафрагмы. Конденсаторы с числовой апертурой выше 0,95 работают лучше всего, когда на их верхнюю линзу наносится капля масла, которая контактирует с нижней поверхностью предметного стекла. Это гарантирует, что косые лучи света, исходящие из конденсатора, не отражаются снизу предметного стекла, а направляются внутрь образца. На практике это может стать утомительным и нечасто делается в обычной микроскопии, но очень важно при работе с высоким разрешением и для получения точных изображений с использованием объективов большой мощности (с числовой апертурой).

    При изменении объектива, например, с 10х на 20х, апертурная диафрагма конденсора также должна быть отрегулирована, чтобы обеспечить новый световой конус, который соответствует числовой апертуре нового объектива. Это делается поворотом ручки с накаткой или рычага, который управляет апертурной диафрагмой конденсатора. На конденсоре есть небольшая желтая или белая точка, стрелка или индексная метка, которая указывает относительный размер апертуры по сравнению с линейной градацией на корпусе конденсатора.Окуляры или окуляры

    Окуляры работают в сочетании с объективами микроскопа, чтобы еще больше увеличить промежуточное изображение, чтобы можно было рассмотреть детали образца. Окуляры — альтернативное название окуляров, которое широко используется в литературе. Для получения наилучших результатов в микроскопии необходимо, чтобы объективы использовались в сочетании с окулярами, соответствующими коррекции и типу объектива. Основная анатомия типичного современного окуляра показана на рисунке 3.Надписи на боковой стороне окуляра описывают его особенности и функции. Существует два основных типа окуляров, которые сгруппированы в соответствии с расположением линз и диафрагмы: отрицательные окуляры с внутренней диафрагмой и положительные окуляры, у которых диафрагма находится под линзами окуляра. Отрицательные окуляры имеют две линзы: верхняя линза, которая находится ближе всего к глазу наблюдателя, называется линзой глаза, а нижняя линза (под диафрагмой) часто называется полевой линзой.В простейшей форме обе линзы плоско-выпуклые, выпуклыми сторонами обращены к образцу. Примерно посередине между этими линзами находится фиксированное круглое отверстие или внутренняя диафрагма, которая своим размером определяет круговое поле зрения, наблюдаемое при взгляде в микроскоп.

    Простейшая конструкция отрицательного окуляра, часто называемая окуляром Huygenian , используется в большинстве учебных и лабораторных микроскопов, оснащенных ахроматическими объективами. Хотя глазные и полевые линзы Гюйгена плохо корректируются, их аберрации, как правило, нейтрализуют друг друга.В более высококорректированных негативных окулярах две или три линзы скреплены и объединены вместе, чтобы образовать линзу глаза. Если неизвестный окуляр имеет только увеличение, указанное на корпусе, это, скорее всего, окуляр Гюйгена, который лучше всего подходит для использования с ахроматическими объективами с увеличением от 5 до 40 крат. Другой распространенный окуляр — положительный окуляр с диафрагмой под линзами, широко известный как окуляр Ramsden . Этот окуляр имеет линзу глаза и линзу поля, которые также плоско-выпуклые, но линза поля устанавливается так, чтобы изогнутая поверхность была обращена к линзе глаза.Передняя фокальная плоскость этого окуляра расположена чуть ниже полевой линзы, на уровне диафрагмы окуляра, что делает его легко адаптируемым для установки прицелов.

    Простые окуляры, такие как Huygenian и Ramsden, и их ахроматизированные аналоги не корректируют остаточную хроматическую разницу увеличения в промежуточном изображении, особенно при использовании в сочетании с ахроматическими объективами с большим увеличением, а также с любыми флюоритовыми или апохроматическими объективами.Чтобы исправить это, производители выпускают компенсирующие окуляры, которые вносят одинаковую, но противоположную хроматическую ошибку в элементы объектива. Компенсирующие окуляры могут быть как положительного, так и отрицательного типа и должны использоваться при всех увеличениях с флюоритовыми, апохроматическими и всеми вариациями планарных объективов (их также можно использовать с ахроматическими объективами с 40-кратным и выше). В последние годы в современных объективах микроскопов коррекция хроматической разницы в увеличении либо встроена в сами объективы, либо в линзе тубуса.

    Компенсирующие окуляры играют решающую роль в устранении остаточных хроматических аберраций, присущих конструкции объективов с высокой степенью коррекции на старых микроскопах с конечной длиной трубки. Следовательно, предпочтительно, чтобы микроскопист использовал компенсирующие окуляры, разработанные конкретным производителем, чтобы сопровождать объективы этого производителя с более высокой степенью коррекции. Использование неподходящего окуляра с апохроматическим объективом, предназначенного для использования с более старой трубкой с конечной (160 или 170 миллиметров) длиной, приводит к резкому увеличению контраста с красными полосами на внешних диаметрах и синими полосами на внутренних диаметрах детали образца.Дополнительные проблемы возникают из-за ограниченной ровности поля зрения в простых окулярах, даже если они корректируются с помощью дублетов линз. Более совершенные конструкции окуляров привели к созданию окуляра Periplan (см. Рисунок 3). Этот окуляр состоит из семи линз, скрепленных в один дуплет, один триплет и две отдельные линзы. Усовершенствования конструкции периплоскостных окуляров приводят к лучшей коррекции остаточной боковой хроматической аберрации, повышенной равномерности поля и в целом улучшенным характеристикам при использовании с объективами с более высоким увеличением.

    Современные микроскопы оснащены значительно улучшенными объективами с коррекцией плана, в которых основное изображение имеет гораздо меньшую кривизну поля, чем старые объективы. Кроме того, большинство микроскопов теперь оснащены гораздо более широкими трубками, что значительно увеличило размер промежуточных изображений. Чтобы реализовать эти новые функции, производители теперь выпускают окуляры с широким полем зрения, которые увеличивают видимую область образца на целых 40 процентов. Поскольку методы коррекции окуляр-объектив различаются от производителя к производителю, очень важно использовать только окуляры, рекомендованные конкретным производителем для использования с их целями.Кроме того, у большинства окуляров исследовательских микроскопов есть кольцо фокусировки, которое позволяет точно сфокусироваться на сетках, установленных в пространстве, где находится промежуточное изображение. Кольцо фокусировки также позволяет установить состояние микроскопа, называемое парфокальным , при котором операторы с разным зрением могут настроить микроскоп таким образом, чтобы изображения, создаваемые объективом, оставались в фокусе при новом объектив вставлен в оптический тракт.Цели Объективы микроскопа

    — безусловно, самые сложные узлы в оптическом тракте. В отличие от конденсора и окуляров, которые содержат от двух до восьми линз, высококорректирующие объективы с числовой апертурой выше 1,0 могут содержать до 15 или более линз и групп линз (см. Рисунок 1). Объективы изготавливаются с разной степенью оптической коррекции как монохроматических (сферическая, астигматизм, кома, искажение), так и полихроматических аберраций, а также размера и плоскостности поля, полосы пропускания длины волны, двойного лучепреломления, отсутствия флуоресценции и множества других факторов, влияющих на к фоновому шуму.Двумя основными критериями при изготовлении объективов являются устранение хроматических ошибок и плоскостность промежуточного изображения, которое при точной коррекции обеспечивает изображение с резкостью от края до края даже с большими полями обзора. В зависимости от степени коррекции объективы обычно классифицируются как ахроматы , флюориты и апохроматы , с обозначением plan , добавляемым к линзам с низкой кривизной поля. Кроме того, объективы можно разделить на версии в проходящем и отраженном свете.Версии в проходящем свете, популярные в биологических приложениях, обычно предназначены для использования с покровными стеклами (в большинстве случаев толщиной 170 микрометров). Объективы для отраженного света (часто обозначаемые как Epi ) имеют стеклянные поверхности со специальным покрытием (антибликовое покрытие), чтобы избежать отражений в оптике при исследовании образцов без покровного стекла. Фактически, эти объективы специально разработаны для использования на образцах без покровного стекла.

    Современные объективы микроскопов принадлежат к широкому семейству, известному как оптика с цветовой коррекцией на бесконечность , которая формирует параллельный пучок волновых фронтов (выходящих за заднюю фокальную плоскость), которые затем фокусируются на промежуточной плоскости изображения с помощью тубуса.Поскольку световые лучи в этой бесконечной оптике проецируются параллельно между объективом и линзой трубки, фильтры, призмы, светоделители, отражатели и другие плоскопараллельные компоненты могут быть вставлены в оптическую цепь без необходимости в дополнительных оптических компонентах. Кроме того, объективы с коррекцией на бесконечность специально согласованы с точки зрения оптических факторов с тубусной линзой для получения окончательного, полностью скорректированного промежуточного изображения. Классические микроскопы с конечными оптическими системами требуют, чтобы линзы окуляров выполняли часть работы по компенсации аберраций.Парфокальное расстояние оптических систем с коррекцией на бесконечность (фактически, расстояние от оправы объектива до образца) в большинстве случаев составляет 45 миллиметров, так что отдельные объективы оптически и механически парфокализируются таким образом, что фокальная плоскость сохраняется после объективное изменение без существенной перефокусировки.

    Большинство высокопроизводительных объективов имеют пружинные крепления (см. Рисунок 1) для защиты образца, а многие из иммерсионных объективов имеют наконечники, которые можно защелкивать в верхнем положении их пружинного крепления, чтобы облегчить нанесение иммерсионных жидкостей.Стекло, выбранное для изготовления объектива, должно иметь подходящий показатель преломления и дисперсию, однородность, отсутствие деформации, высокую химическую стойкость, низкое тепловое расширение, устойчивость к климатическим изменениям и высокую светопропускаемость в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях. спектра. Что касается категоризации различных поправочных коэффициентов для объективов, ахроматы обладают хорошей коррекцией цвета на двух длинах волн, имеют относительно плоские поля в центре изображения, но требуют перефокусировки для наблюдения деталей в периферийных областях.Ахроматы выпускаются в версиях, предназначенных для поляризованного света и фазового контраста, но не для флуоресценции или дифференциального интерференционного контраста ( DIC ). Объективы Plan и Epi-Plan представляют собой улучшенные ахроматные версии с превосходной плоскостностью поля до диаметров 24 мм и более. Кроме того, ахроматические объективы отраженного света обладают отличным контрастом и различными рабочими расстояниями. Спецификации, необходимые для обозначения объективов (см. Рисунок 4), обычно наносятся на декоративную оправу, защищающую внутренние элементы объектива.

    Объективы из флюорита и план-флюорита с более высокой степенью коррекции имеют лучшую цветокоррекцию (не менее трех длин волн) и имеют плоские поля (версии в плане) в полях обзора до 26 мм в диаметре. Благодаря использованию более совершенных специализированных стекол флюориты способны с высокой эффективностью передавать ультрафиолетовые волны. Флюоритовые объективы доступны для всех режимов повышения контрастности, а специальные высококачественные версии доступны для поляризованного света и ДИК.Лучше всего работают апохроматические объективы, поэтому они производятся с максимальной числовой апертурой и коррекцией цвета как минимум для четырех длин волн. Версии Plan снижают эффективность передачи, но дают впечатляющие изображения с высокой степенью равномерности поля по всему полю обзора. Поскольку потребность в специализированных объективах растет с развитием технологий, разрабатываются новые апохроматы, расширяющие границы возможностей цветокоррекции (от 360 до 700 нанометров и более), числовой апертуры (до 1.49), рабочее расстояние и пригодность для различных иммерсионных сред.

    Ахроматы — это наиболее широко используемые объективы, которые обычно используются как в учебных, так и в исследовательских лабораторных микроскопах. Они являются удовлетворительными задачами для повседневного лабораторного использования, но поскольку они корректируются не для всех цветов, бесцветная деталь образца, вероятно, покажет в белом свете бледно-зеленый цвет в лучшем фокусе (вторичный осевой цвет). Апохроматические объективы обычно содержат два дублета линз и тройку линз для расширенной коррекции как хроматических, так и сферических аберраций.При использовании апохроматных и флюоритовых объективов вызывающее дифракцию размытие распределения интенсивности может быть практически устранено. Ахроматный объектив все еще имеет значительную интенсивность в первой полосе, в то время как апохромат приближается к теоретическому пределу разрешения, когда продольная хроматическая аберрация больше, чем волновая оптическая глубина поля. Поскольку для апохроматных объективов требуются линзовые элементы с аномальными дисперсионными характеристиками, их характеристики могут не быть идеальными для некоторых конкретных применений, таких как возбуждение флуоресценции в ближнем ультрафиолете, ДИК и других формах микроскопии, использующей поляризованный свет.По этой причине флюоритовый объектив может быть более подходящим. Благодаря современным технологиям покрытия в недавно разработанных апохроматах можно получить удивительно четкие изображения с высокой контрастностью даже в тех случаях, когда апохромат был изначально ограничен.

    Выводы

    Первой ступенью оптической системы микроскопа (и, возможно, самой запущенной) является фонарный столб, который содержит систему лампы и коллекторных линз. Этот блок отвечает за создание условий первичного освещения микроскопа.Свет, излучаемый вольфрам-галогеном или дуговым разрядом, проходит через систему линз коллектора, а нить накала или дуга фокусируется на передней фокальной плоскости конденсора (объектив в отраженной эпифлуоресценции). Первая плоскость изображения в оптической последовательности микроскопа находится в положении полевой диафрагмы. Таким образом, фонарь в сочетании с полевой диафрагмой создает необходимую схему освещения для получения достаточного изображения образцов в самых разных режимах визуализации. В оптическом микроскопе сопряженные плоскости отображаются друг в друге, и их можно совместно наблюдать, исследуя образец в окуляры.Полевая ирисовая диафрагма, прилегающая к линзе коллектора лампы, резко отображается в той же плоскости, что и образец, конденсатором микроскопа.