Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 38
Текст из файла (страница 38)
В качестве примера на рис. !60 приведены оптическая схема и конструктивные параметры ахроматического микрообъектнва (10 х 0,30). Как следует нз формулы (324), для повышения разрешающей способности микроскопа необходимо уменьшать длину волны излучения, в котором проводится исследование объектов. Однако оптические стекла обладают сильным поглощением в ультрафиолетовой области спектра и практически не пригодны для создания объективов в диапазоне длин волн Х ( 350 нм.
Такую задачу можно решить с помощью кварцевой оптики. При этом предусматривается использование объектива для определенной длины волны. Рассматриваемые обьективы-монохроматы не требуют ахроматизации, а высокая степень коррекции сферической аберрации достигается применением апланатических менисков и линз, рассчитанных на минимум сферической аберрации. Объективы-монохроматы имеют увеличение до 90 ...
100" и апертуру до 1,30 при глицериновой иммерсии, что позволяет при фотографировании на длине волны Х = 0,276 мкм различать детали размером до О,! мкм. За последние годы намного возросло значение зеркальных и зеркально-линзовых микрообьективов, используемых для ин- 200 Рнс. !6!. Зеркально-линзовый ооь. Рис. !62. Окуляр Гюйгенса актив Максутова фракрасной техники, высокотемпературной металлографии, в ультрафнолетовой мнкроскопнн н в целом ряде других отраслей науки н техники.
Одним нз достоинств этих объектнвов является возможность нх использования в широком спектральном интервале (от ультрафиолетовой до инфракрасной областн спектра) без перефокуснровкн микроскопа. Зеркально-линзовые объективы могут иметь увеличение до 125" н апертуру до 1,1 (глнцернновая нммерсня). На рнс. 161 приведена схема одного нз варнантов мнкрообъектнва Максутова с увеличением 60" н апертурой 0,86; В этом объективе предмет располагается в центре кривизны поверхности 1, Параметры поверхностей 2 н 3, блнзкнх к концентрическим, рассчитаны так, что после отражения от этих поверхностей лучи проходят поверхность 4, не испытывая преломления.
Такой объектив практнческн ахроматичен н используется без перефокуснровкн для наблюдения н фотографирования в интервале длин волн 200 ... 600 нм. Помнмо рассмотренных выше объективов нмеются объективы для ннтерференцнонных н полярнзацнонных микроскопов, эпнобьектнвы для работы в отраженном свете н целый ряд других. Подробные сведения о мнкрообъектнвах разлнчных видов прнведены в (20). В микроскопах применяются окуляры типа окуляров Гюйгенса н Кельнера, компенсационные, симметричные н ортоскопнческне, а также отрицательные окуляры (гомалы). Видимое уве лнченне окуляров составляет 4 ...
30", угловое поле 40 ... 70', что соответствует линейному полю 24 ... 16 мм. Оптическая схема окуляра Гюйгенса состоит нз двух плоско- выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями к микрообъектнву (рнс. 162.) Особенностью этого, окуляра является то, что его передняя фокальная плоскость находится между линзами. Действительное нзображенне предметной точки, создаваемое объективом, получается в переднем' фокусе г' окуляра н является мнимой предметной точкой А, для коллективной линзы 1. Линза 7 201 70. Осветительные системы микроскопов Как правило, объекты, исследуемые с помощью микроскопа, не являются самосветящимися, и для работы с ними требуется освешение посторонним источником света. Осветительная система должна обеспечивать получение контрастных и равномерно освещенных изображений. Прн оценке разрешающей способности микроскопа необходимо учитывать числовую апертуру осветительной системы конденсора.
В этом случае формула (324) принимает внд Ь = Л/(А,в + А„), где А,в— апертура объектива; А„ — апер- т г Рнс. 163. Осветительная система Ке. лера для наблюдения в проходящем свете 202 создает действительное изображение А( в переднем фокусе г"я глазной линзы 2, которая изображает точку А( в бесконечности. В передней фокальной плоскости глазной линзы находится полевая диафрагма окуляра. Окуляр Гюйгенса имеет видимое увеличение 4 ... 15" прн угловом поле 30 .л„4(а . Ортоскопические окуляры применяются совместно с объективами-ахроматами средних апертур при значительных (15 ...
30я) окулярных увеличениях и угловых полях до 50'. В этих окулярах хорошо исправлены хроматизм увеличения, астигматизм н дисторсия. Компенсационные окуляры используются в сочетании с объективами-апохроматами, планообьективами и объективами-апохроматами больших увеличений. Эти окуляры компенсируют хроматизм увеличения применяемых с ними объективов.
По своей оптической схеме компенсационные окуляры являются усложненными окулярами Гюйгенса или аналогичны ортоскопическим. Гомалами называются отрицательные оптические системы, применяемые в микроскопах вместо окуляров для проецирования увеличенного изображения на фотографический слой. Аберрапионный расчет гомалов выполняется так, чтобы скомпенсировать кривизну поверхности изображения и хроматизм увеличехо.
ния микрообъектива. г г е х а 7 Рис. 164. Осветительная система Келера для наблюдения в отраженном свете тура конденсора. При оптимальном согласовании апертур Аов = Ан. С помощью минроскопа можно исследовать прозрачные и непрозрачные объекты, поэтому используются осветительные системы как для проходящего, так и для отраженного света. В микроскопии для освещения объектов пользуются методом светлого и темного полей. Освещение предмета по методу светлого поля осуществляется лучами, которые, выйдя из осветительной системы и пройдя через прозрачный объект или отразившись от непрозрачного объекта, поступают в объектив. При этом фон, на котором наблюдается предмет, будет светлым.
При использовании метода темного поля предмет освещается лучами, диффузно отраженными от него. При отсутствии предмета лучи, идущие от осветительной системы, и объектив не поступают. Наиболее распространенной осветительной системой в микроскопах является система Келера (рис. 163). Источник света 1 при помоши коллектора 2 проецируется в плоскость ирисовой апертурной диафрагмы 5 конденсора 5. Этот конденсор проецирует диафрагму 5 в плоскость входного зрачка 10 микрообъектива 8. После микрообъектива изображение источника получается в плоскости апертурной диафрагмы 9 микроскопа, В непосредственной близости от коллектора расположена ирисовая полевая диафрагма 3, которая при помощи конденсора проецируется в предметную плоскость 7 микроскопа, Плоское зеркало 4 служит для изменения направления оптической оси. Если изменить диаметр диафрагмы 3, то изменится диаметр площадки в предметной плоскости 7, освешаемой осветителем, но сохранится апертура конденсора.
Если изме- рн, нить диаметр диафрагмы 5, то изменится темного поля только апертура конденсора. Указанные свойства осветительной системы делают ее универсальной и позволяют применять с микроскопами различных апертур. Схема освещения непрозрачного предмета по способу Келера показана на рис. 164. Эта осветительная система называется опакиллюминатором. Источник света 1 при помощи коллектора 2 проецируется в плоскость ирисовой апертурной диафрагмы 8.
Конденсоры 4 и б проецируют зту диафрагму в плоскость апертурной диафрагмы 8 микрообъектнва У. Отверстие коллектора 2' проецируется конденсором 4 в плоскость ирисовой полевой диафрагмы Б, а затем конденсором 6 и микрообъективом У вЂ” а предметную плоскость микроскопа. После отражения от исследуемого непрозрачного объекта 10 лучи света проходят через микрообьектнв У, полупрозрачную пластину 7 и попадают в окуляр. Вместо полупрозрачной пластины 7 можно использовать прямоугольную отражательную призму, которая заполняет половину апертуры микрообъектива.
Для освещения объектов по методу темного поля необходимо использовать конденсор, числовая апертура которого больше, чем апертура микрообъектива (А„ ) А,а). Наблюдение по методу темного поля можно осуществить при одностороннем или круговом освещении. На рис. 165 приведена схема конденсора темного поля. В конденсоре используется кольцевая диафрагма 4 такого размера, чтобы средний диск диафрагмы перекрывал световой пучок, соответствующий апертуре микрообъектнва. Если в предметной плоскости 2 отсутствует объект, то наблюдатель видит в окуляр микроскопа темное поле, так как лучи, вышедшие из конденсора 3, не попадают в мнкрообъентив 1.
Прн наличии в предметной плоскости объекта его мелкие детали диффузно рассеивают свет и кажутся светлыми на темном поле. Глав а ХУР' ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 71. Схема телескопической системы и ее основные характеристики Существует большая группа оптических приборов, позволяющих человеку рассматривать удаленные предметы. К числу рассматриваемых приборов относятся бинокли, зрительные трубы, астрономические наблюдательные телескопы, стереотрубы, перископы, дальномеры, прицелы, геодезические приборы (теодолиты, нивелиры н т. п.). Оптические системы таких приборов называют телескопическими системами (от греч, 1е1а — вдаль, далеко + + греч.
корео — смотрю). Эги системы обладают тем основным свойством, что пучок параллельных лучей, поступающий в нх входной зрачок, выходит через выходной зрачок пучком параллельных лучей. Входящие пучки лучей считаются параллельными, так как входные зрачки телескопических систем несоизмеримо меньше расстояний, на которых находятся наблюдаемые предметы. От осевых предметных точек приходят пучки, лучи, кс~горых параллельны оптической осн системы, а от внеосевых предметных точек — пучки, лучи которых одинаково наклонены 'к осн на угол го.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
