Презентации лекций (1125719), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Критерий Рэлея – примерно27,3%, критерий Спарроу – больше 0% (неприменим длявизуальных наблюдений).Дополнительныехарактеристики объективовВысота (современные стандарты – 33 или 45 мм)Поле зрения ( нормальное – до 18 мм; широкопольные – до22,5 мм и сверхширокопольные – до 26,5 мм).Рабочий отрезок – расстояние от наружной оправы допередней апланатической точки (у иммерсионных объективовможет быть меньше 0,2 мм).Наличие ирисовой диафрагмой для уменьшения апертуры.Наличие оправы для коррекции на толщину покровного стекла(0,11-0,22 мм или 0,8-1,6 мм) – обязательно для водноиммерсионных объективов.Наличие коррекционной оправы на различные виды иммерсии(вода-глицерин-иммерсионное масло).Светопропускание – многие планапохроматы практически непропускают свет с длиной волны меньше 360 нм.Группы объективов длямикроскопаОсобо малого увеличения х0,5-х2Малого увеличения -- х2,5-х10Среднего увеличения -- х16-х32Большого увеличения (сухие) -- ≥x40Иммерсионные – х40-х100Специальные -- >х100.Недостатки сухих объективовОсновой недостаток – преломление света,исходящего из препарата на границах раздела фаз(стекло-воздух).Значительная часть света, падающего на объективпод большим углом, не участвует в построенииизображения.Объективы с большой апертурой (>0,6) очень«чувствительны» к толщине покровного стекла.Сухие объективы с апертурой более 0,8 всегдаимеют коррекционную оправу.Маленький рабочий отрезок создает опасностьзагрязнения фронтальной линзы.Корректировка объектива натолщину покровного стеклаКорректировка достигается перемещением центральной группы линз,что позволяет изменить положение передней апланатической точки.Преломление светаНа границе раздела фаз часть энергии светового пучка отражается.Максимальная апертура сухого объектива ограничивается угломполного внутреннего отражения.ПрименениеиммерсииИммерсия позволяетуменьшить эффект отражениясвета на границе раздела фаз.Гомогенная иммерсияпозволяет свести этот эффектк нулю.За счет иммерсии растетэффективная апертураобъектива и разрешающаяспособность микроскопавозрастает в полтора раза.Иммерсия также увеличиваетсветособирающую силуобъектива.средавоздухХод лучей виммерсионном объективеТипы иммерсииВодная – n=1,333 (NA≤1,25)Глицериновая – n=1,470 (NA≤1,25)Гомогенная масляная – n=1,515±0,003 (NA≤1,49).Образцы масляной иммерсии могут существенноотличаться по своей вязкости.Современные объективы разных изготовителейрассчитаны на немного различные показателипреломления масляной иммерсии.Специальная иммерсия – n>1,6 (NA=1,45~1,65)Сравнение масляной иводной иммерсийИскажения, вносимые масляной иммерсией, становятся значительнымипри толщине водного слоя (наблюдаемого объекта) 10 мкм и более.Объектив для водной иммерсии очень чувствителен к толщинепокровного стекла и к его расположению.Окуляр микроскопаТипы окуляров:Гюйгенса – х5-х25Рамсдена – х4-х15Компенсационный – имеет хроматическую разностьувеличений (только в сочетании с объективом)Ортоскопические – х10-х16- Широкопольный (окулярное число свыше 180)- Сверхширокопольный (окулярное число свыше225)Окуляры с вынесенным зрачкомОкуляры с внутренней фокусировкойХарактеристики окуляраКонструкция (положение переднего фокуса)– Гюйгенса, Рамсдена и др.Увеличение – x4-x25Размер поля зрения в мм – 8-26,5Расстояние до выходного зрачкаНаличие диоптрийной настройки (±5D)Конструкция окуляровКрасная полоса указывает положение переднегофокуса (плоскость первичного изображения)Ортоскопический окулярПоле зрения окуляраГюйгенса (х5-х25) – 8-10 ммОртоскопические:Стандартные (х10-х16) – 18-20 ммWide (х10-х12,5) – 20 или 22 ммSuper Wide (х10) – 26,5 ммУвеличение и поле зрениямикроскопаУвеличение микроскопа равно произведениюувеличения объектива на увеличениепромежуточной линзы (бинокулярной насадки) и наувеличение окуляра.Максимальное поле зрения обусловленоконструкцией объектива и тубусом микроскопа.Величина поля зрения микроскопа равна полюзрения окуляра (в мм), деленному на увеличениеобъектива и промежуточной линзы (бинокулярнойнасадки).Поле зрения и конструкциямикроскопаСтандартный диаметр тубуса микроскопа – 23,2 мм.Для сверхширокопольных окуляров необходимувеличенный диаметр всего тубуса.
Конструктивноон возрастает до 28 мм.Сверхширокопольные окуляры могут эффективноиспользоваться только в сочетании с объективамиувеличенного поля зрения.Размер поля зрения с окуляром10х/22 (WF) без насадки.ОбъективДиаметр (мм)1х2.5x4x10x20x40x60x100x228.85.52.21.10.550.370.22Сочетание окуляра иобъективаКоррекция на аберрации объектива – CF, CFIВеличина поля зрения (FN для окуляра) – WF, SWF,UWF. Для реализации широкого поля зрения (25-26,5мм) необходим соответствующий микроскоп (сшироким тубусом) и объектив.Для достижения максимальной глубины резкостипри заданном разрешении применяетсявысокоапертурный объектив с малым увеличением+ сильный окулярПолезное общее увеличение микроскопа:500 NAob.
< Vob. X Voc. X Vt. <2000 NAob.Диапазон полезных увеличенийОбъективОкулярУвел. (NA)10x 12.5x 15x 20x 25x2.5x4x10x25x40x40x60x60x100x———xx—x—x(0.08)(0.12)(0.35)(0.50)(0.75)(1.00)(0.95)(1.40)(1.30)——xxxxxxx—xxxxxxx—xxxx—x—x—xxx——————Бинокулярнаянасадка,конструкция1-5 – оптические элементынасадки.1 – линза2 – призма для наклоналучей3 – светоделительнаяпризма (пентапризма)Разделение лучей вбинокулярной насадкеРасстояние между Е1 и Е2 должно соответствоватьмежзрачковому расстоянию (у большинства людей –55-75 мм)Формирование изображенияоптической системойОптические системы не могут давать идеального поточечного изображенияпространства, так как обладают аберрациями.
Исключение могут составлятьточечные объекты на главной оптической оси и случаи, когда оба условия(условие синусов и условие тангенсов) выполняются хотя бы в некоторыхточках одновременно.Наиболее важным является случай параксиальной оптики, когда углы,составляемые лучами с осью, малы и оба условия выполняютсяодновременно из-за практического совпадения тангенсов и синусов. К этомуслучаю относятся большинство оптических приборов, но не микроскоп!Вторым важным случаем являются так называемые апланатические системы,в которых законы геометрической оптики удаётся совместить свыполнением условия синусов для элемента поверхности в окрестностиодной точки на оси системы или для пары сопряжённых поверхностей.Апланатические системы изображают без аберраций широким пучком лучейокрестность такой точки.
Известным примером апланатической системыявляется сфера с коэффициентом преломления больше единицы.Апланатические свойства сферы используются при конструированииобъективов микроскопов, где существенна большая апертура пучков, аположение предмета вдоль главной оптической оси может бытьфиксировано.Условие синусов АббеДля получения свободного от аберраций изображения для всехлучей, выходящих из передней апланатической точки на главнойоптической оси и направляющихся после преломления вобъективе к задней апланатической точке, отношение междусинусами углов сопряженных лучей должно быть постоянно:(n * sin u) : (n’ * sin u’) = vгде n, n’ – показатели преломления; v = const.
– увеличениеобъектива.Устранение аберраций вмикроскопеСтрогая центировка всех линз в оптической системе –все объективы собираются и тестируются вручную.Продольная юстировка оптической системы – условиеапланатизма выполняется одновременно для всейсистемы линз.Ограничение оптических пучков – диафрагмы.Комбинации линз с различной дисперсией – ахроматыВведение асферических линз и специальных сортовстекла (бездисперсионных)Типы объективов длямикроскопаАхромат (510-580 нм)Апохромат (450-660 нм)-- ApoФлюоритовый объектив -- FlПланахромат-- PlanПланапохромат-- PlanApoСупер планапохромат – компенсациядля 5 точек спектра (от 405 до 700 нм)Планфлюорит-- PlanFluorУФ (кварцевый, 280 нм)-- UVОстаточные аберрацииобъективов для микроскопаАхромат – хроматическая аберрация для синего и красногосвета; сферичность поля зрения.Апохромат – хроматическая разность увеличений; сферичностьполя зрения, остаточная хроматическая аберрация для синефиолетового и дальнего красного света.Флюоритовый объектив – небольшая хроматическая аберрациядля синего и красного света; сферичность поля зрения.Планапохромат – остаточные аберрации в апланатической точкепрактически отсутствуют, но объектив очень «чувствителен» ктолщине покровного стекла и показателю преломленияиммерсионного масла.УФ (кварцевый) – значительные аберрации в видимой областиспектра.Лекция 5Бинокулярная насадкаКонденсоры светлого поляУстановка света по КелеруНастройка бинокулярнойнасадки микроскопа1.
Установить межзрачковое расстояние такимобразом, чтобы два изображения полностьюсовместились (объектив х20-х40)2. Сфокусировать микроскоп, используя объективх40.3. Ввести объектив с увеличением не более х4-х5 и,установив диоптрийную подстройку на 0,сфокусировать изображение для правого глаза.4. Сфокусировать изображение для левого окулярас помощью диоптрийной подстройки.5. Убедиться, что фокусировка для объектива х40 неизменилась.Освещение препарата вмикроскопеПри увеличении х1000 яркость освещения препаратадолжна примерно в 1 млн.
раз превышатьосвещенность помещения. Поэтому необходимаспециальная система освещения препарата.Осветитель – удаленный источник света соптической системой, создающей параллельныйпучок света.Конденсор – короткофокусная система, создающаяконус света, фокусирующийся на препарате.Осветитель микроскопа(светлое поле)Осветители: встроенные и навесные.Основной тип ламп – лампы накаливания(галогеновые) – 20, 30 и 100 Вт.Напряжение – 6 В или 12 В.Спираль лампы – плотная, в плоскостиизображения, как правило, прямоугольная.Юстировка лампы – винты на домике (вверх-вниз,вправо-влево).Коллектор – 3-х линзовый.Полевая диафрагма – встроенная (внутриколлектора) или вынесенная (внутри станинымикроскопа).Применение светофильтровОсновные цели – увеличение контрастаизображения и/или подбор правильной цветовойгаммы.Нейтральные светофильтры (ND) – позволяютувеличить накал лампы и скорректироватьцветовую температуру.Цветные светофильтры: коррекция цветовойтемпературы лампы (конверсионные);увеличение контраста при использованииахроматов (зеленый, оранжевый); избирательноеувеличение контраста в окрашенных препаратах.Типы конденсоров длямикроскопаАхроматический АббеАпланатическийАхроматический-апланатическийКонденсоры сухие и иммерсионныеКонденсоры с переменной апертурой –панкратические и с откидной линзойОсновные светлопольныеконденсорыРабочий отрезок и апертураконденсоровСтандартный (около 2 мм) (NA= 1,4-0,8)Удлиненный (свыше 4 мм) -- LWD (NA=0,55)Особо длинный (свыше 2 см) -- ELWD(NA=0,2-0,3)Конденсор с откидной линзой (NA: 0,9/0,2)Панкратический (NA меняется от 1,2 до 0,3)Оптическоесогласованиеобъектива иконденсораХод лучей в микроскопах с конечной ибесконечной оптической длиной тубусаСопряженные плоскостиСетчаткаВыходной зрачок(диск Рамсдена)ГлазОкулярПлоскостиосветителяПромежу-точнаялинзаЗФП объективаПромежуточноеизображениеПлоскостиизображенияОбъективПрепаратКонденсорДиафрагма конденсора(апертурная)Полевая диафрагмаКоллекторИсточник света(нить лампы)Сопряженные оптическиеплоскости в микроскопе1 группа:– спираль лампы– апертурная диафрагма (конденсора)– задняя фокальная плоскость объектива– входной зрачок глаза (диск Рамсдена)2 группа:– полевая диафрагма (осветителя)– препарат– диафрагма поля зрения (передний фокус)окуляра– сетчатка глазаУстановка света по Келеру1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
