Як улаштований мікроскоп. Оптичні частини мікроскопа Мікроскоп та його складові малюнок

Перші поняття про мікроскоп формуються у школі під час уроків біології. Там діти дізнаються практично, що з допомогою цього оптичного приладу можна розглядати маленькі об'єкти, які неможливо побачити неозброєним оком. Мікроскоп, будову його цікавлять багатьох школярів. Продовженням цих цікавих уроківдля когось із них стає вся подальша доросле життя. При виборі деяких професій потрібно знати будову мікроскопа, оскільки він є основним інструментом у роботі.

Будова мікроскопа

Влаштування оптичних приладів відповідає законам оптики. Будова мікроскопа ґрунтується на його складових частинах. Вузли приладу як тубуса, окуляра, об'єктиву, стійки, столика розташування освітлювача з конденсором мають певне призначення.

Стійка утримує тубус з окуляром, об'єктивом. До стійки прикріплений предметний столик із освітлювачем та конденсором. Освітлювач - це вбудована лампа або дзеркальце, що служить для освітлення об'єкта, що досліджується. Зображення виходить яскравішим у освітлювача з електричною лампою. Призначення конденсора в цій системі полягає в регулюванні освітленості, фокусуванні променів на предметі, що вивчається. Відома будова мікроскопів без конденсорів, у яких встановлюється одиночна лінза. У практичної роботизручніше користуватися оптикою із рухомим столиком.

Будова мікроскопа, його конструкція безпосередньо залежить від призначення цього приладу. Для наукових дослідженьвикористовується рентгенівське та електронне оптичне обладнання, що має складніший пристрій, ніж світлові прилади.

Будова світлового мікроскопа відрізняється простотою. Це найдоступніші вони найширше застосовують у практиці. Окуляр у вигляді двох збільшувальних стекол, поміщених в оправу, і об'єктив, який також складається зі стекол, заправлених в оправу, - ось головні вузли світлового мікроскопа. Весь цей набір вставлений в тубус і прикріплений до штатива, в який вмонтований предметний столик з дзеркалом, що розташоване під ним, а також освітлювач з конденсором.

Головним принципом роботи світлового мікроскопа є збільшення зображення розміщеного на предметному столику за допомогою проходження через нього променів світла з подальшим влученням їх у систему лінз об'єктива. Таку роль виконують лінзи окуляра, якими користується дослідник у процесі вивчення об'єкта.

Слід зазначити, що світлові мікроскопи теж однакові. Різниця між ними визначається кількістю оптичних блоків. Розрізняються монокулярні, бінокулярні чи стереомікроскопи з одним або двома оптичними блоками.

Незважаючи на те, що ці оптичні прилади використовуються вже багато років, вони залишаються дуже затребуваними. З кожним роком вони вдосконалюються, стають точнішими. Ще не сказано останнє словоісторія таких корисних приладів, як мікроскопи.

Матеріали та обладнання. Мікроскопи: МБР-1, БІОЛАМ, МІКМЕД-1, МБС-1; комплект постійних мікропрепаратів

Мікроскоп- це оптичний прилад, що дозволяє отримати зворотне зображення об'єкта, що вивчається, і розглянути дрібні деталі його будови, розміри яких лежать за межами роздільної здатності ока.

Що таке роздільна здатність?

Уявіть собі, що неозброєним оком людина може розрізнити дві лінії, що дуже близько лежать, або точки лише в тому випадку, якщо відстань між ними буде не менше 0,10 мм (100 мкм). Якщо ж ця відстань буде меншою, то дві лінії або точки зіллються в одну. Таким чином, роздільна здатність людського окадорівнює 100 мкм. Тому, що більше роздільна здатність об'єктива, то більше вписувалося подробиць будови об'єкта можна виявити. Для об'єктиву (х8) роздільна здатність дорівнює 1,68 мкм, для об'єктиву (х40) – 0,52 мкм.

Кращий світловий мікроскоп приблизно в 500 разів покращує можливість людського ока, тобто його роздільна здатність становить близько 0,2 мкм або 200 нм.

Роздільна здатність і збільшення не одне й теж. Якщо за допомогою світлового мікроскопа отримати фотографії двох ліній, розташованих на відстані менше 0,2 мкм, то, як би не збільшувати зображення, лінії зливатимуться в одну. Можна отримати велике збільшення, але не покращити його дозвіл.

Розрізняють кориснеі марне збільшення. Під корисним розуміють таке збільшення об'єкта, що спостерігається, при якому можна виявити нові деталі його будови. Марна - це збільшення, при якому, збільшуючи об'єкт у сотні і більше разів, не можна виявити нових деталей будівлі. Наприклад, якщо зображення, отримане за допомогою мікроскопа (корисне!), збільшити ще багато разів, спроектувавши його на екран, то нові, більш тонкі деталі будівлі при цьому не виявляться, а відповідно збільшаться розміри наявних структур.

У навчальних лабораторіях зазвичай використовують світлові мікроскопи, на яких мікропрепарати розглядаються з використанням природного чи штучного світла. Найбільш поширені світлові біологічні мікроскопи:БІОЛАМ, МІКМЕД, МБР (мікроскоп біологічний робітник), МБІ (мікроскоп біологічний дослідницький) та МБС (мікроскоп біологічний стереоскопічний). Вони дають збільшення у межах від 56 до 1350 разів. Стереомікроскоп(МБС) забезпечує справді об'ємне сприйняття мікрооб'єкта та збільшує від 3,5 до 88 разів.

У мікроскопі виділяють дві системи: оптичнуі механічну(Рис.1). До оптичної системивідносять об'єктиви, окуляри та освітлювальний пристрій (конденсор з діафрагмою та світлофільтром, дзеркало або електроосвітлювач).

Малюнок 1. Зовнішній виглядмікроскопів Біомед 1 та Біомед 2

Об'єктиводна з найважливіших частин мікроскопа, оскільки він визначає корисне збільшення об'єкта.Об'єктив складається з металевого циліндра з вмонтованими в нього лінзами, число яких може бути різним. Збільшення об'єктива позначено цифрами. У навчальних цілях використовують зазвичай об'єктиви х8 та х40. Якість об'єктива визначає його роздільна здатність.

Об'єктив вимагає дуже дбайливого поводження, особливо це стосується об'єктивів із великим збільшенням, т.к. вони робоче відстань, тобто. відстань від покривного скла до фронтальної лінзи, що вимірюється десятими частками міліметра. Наприклад, робоча відстань об'єктива (х40) становить 0,6 мм.

Окулярвлаштований набагато простіше об'єктива. Він складається з 2-3 лінз, вмонтованих у металевий циліндр. Між лінзами розташована стала діафрагма, що визначає межі поля зору. Нижня лінза фокусує зображення об'єкта, побудоване об'єктивом у площині діафрагми, а верхня служить безпосередньо спостереження. Збільшення окулярів позначено ними цифрами: х7, х10, х15. Окуляри не виявляють нових деталей будівлі, і щодо них їх збільшення марно. Таким чином, окуляр, подібно до лупи, дає пряме, уявне, збільшене зображення об'єкта, що спостерігається, побудоване об'єктивом.

Для визначення загального збільшення мікроскопаслід помножити збільшення об'єктива збільшення окуляра. Наприклад, якщо окуляр дає 10-кратне збільшення, а об'єктив - 20-кратне, загальне збільшення 10x20 = 200 разів.

Освітлювальний пристрійскладається з дзеркала або електроосвітлювача, конденсора з ірисовою діафрагмою та світлофільтром, розташованих під предметним столиком. Вони призначені для висвітлення об'єкта пучком світла.

Дзеркалослужить напряму світла через конденсор і отвір предметного столика на об'єкт. Воно має дві поверхні: плоску та увігнуту. У лабораторіях із розсіяним світлом використовують увігнуте дзеркало.

Електроосвітлювачвстановлюється під конденсором у гніздо підставки.

Конденсорскладається з 2-3 лінз, вставлених у металевий циліндр. При підйомі або опусканні його за допомогою спеціального гвинта відповідно конденсується або розсіюється світло, що падає від дзеркала на об'єкт.

Ірисова діафрагмарозташована між дзеркалом та конденсором. Вона служить зміни діаметра світлового потоку, що направляється дзеркалом через конденсор на об'єкт, відповідно до діаметром фронтальної лінзи об'єктива і складається з тонких металевих пластинок. За допомогою важеля їх можна з'єднати, повністю закриваючи нижню лінзу конденсора, то розвести, збільшуючи потік світла.

Кільце з матовим скломабо світлофільтромзменшує освітленість об'єкта. Воно розташоване під діафрагмою і пересувається в горизонтальній площині.

Механічна системаМікроскоп складається з підставки, коробки з мікрометрним механізмом і мікрометренним гвинтом, тубуса, тубусодержателя, гвинта грубого наведення, кронштейна конденсора, гвинта переміщення конденсора, револьвера, предметного столика.

Підставка- це основа мікроскопа.

Коробка з мікрометрним механізмом, побудованому на принципі шестерень, що взаємодіють, прикріплена до підставки нерухомо. Мікрометренний гвинт служить для незначного переміщення тубусоутримувача, а, отже, і об'єктива на відстані, що вимірюються мікрометрами. Повний оборот мікрометренного гвинта пересуває тубусоутримувач на 100 мкм, а поворот на один розподіл опускає або піднімає тубусоутримувач на 2 мкм. Щоб уникнути псування мікрометрного механізму, дозволяється крутити мікрометрний гвинт в один бік. не більше ніж на половину обороту.

Тубусабо трубка- Циліндр, в який зверху вставляють окуляри. Тубус рухомо з'єднаний з головкою тубусодержателя, його фіксують гвинтом у певному положенні. Послабивши стопорний гвинт, тубус можна зняти.

Револьверпризначений для швидкої зміни об'єктивів, які загвинчуються в його гнізда. Центроване положення об'єктива забезпечує клямка, розташована всередині револьвера.

Гвинт грубого наведеннявикористовують для значного переміщення тубусодержателя, а, отже, і об'єктива з метою фокусування об'єкта при малому збільшенні.

Предметний столикпризначений для розташування на ньому препарату. Всередині столика є круглий отвір, в який входить фронтальна лінза конденсора. На столику є дві пружні клеми - затискачі, що закріплюють препарат.

Кронштейн конденсорарухомо приєднаний до коробки мікрометрного механізму. Його можна підняти або опустити за допомогою гвинта, що обертає зубчасте колесо, що входить у пази рейки з гребінчастою нарізкою.

Основне завдання, яке вирішується механічною частиною, досить просте - забезпечення кріплення та руху оптичної частини мікроскопа та об'єкта.

Предметні столикипризначені для кріплення у певному положенні об'єкта спостереження. Основні вимоги пов'язані з жорсткістю кріплення самих столиків, а також з фіксацією та координацією (орієнтацією) об'єкта (препарату) щодо об'єктива.

Стіл кріпиться на спеціальному кронштейні. Для зручності роботи столики конструктивно виконуються нерухомими та рухомими.

Нерухомістолики зазвичай застосовуються у найпростіших моделях мікроскопів. Рух об'єкта ними здійснюється з допомогою рук спостерігача для швидкості переміщення при експрес-діагностиці. Препарат закріплюється на столику за допомогою пружних лапок або за допомогою спеціального пристрою препаратоутримувача.

Для механічного переміщення або обертання об'єкта під об'єктивом мікроскопа застосовуються рухливі(Мал. 32) столики. Препарат фіксується та переміщається за допомогою препаратоводителя. Координатне переміщення об'єкта по двох осям X-Y(або тільки по одній X) здійснюється за допомогою рукоятки (зазвичай здвоєної коаксіальної) вручну або від електродвигуна (зазвичай крокового). Останні звуться " скануючі столики. На столі вздовж напрямних осях X і Y розташовані шкали з ноніусами контролю стану і лінійного виміру переміщення у горизонтальній площині.

Фокусувальний механізм: грубе та точне фокусування.Фокусувальний механізм забезпечує рух столу або об'єктива для встановлення певної відстані між об'єктом спостереження та оптичною частиноюмікроскоп. Ця відстань гарантує різке зображення об'єкта. "Наведення на різкість" здійснюється двома регулюваннями - грубою та точною. Кожне регулювання – це свій механізм та своє рукоятка. Рукоятки управління можуть бути рознесені або поєднані, але обов'язково розташовуються з боків мікроскопа: праворуч і попарно ліворуч.

Зазвичай грубе фокусування(Регулювання) здійснюється парою великих рукояток (рис. 31), розташованих по обидва боки від штатива. Вони здійснюють "чорновий" рух об'єктива до об'єкта або від нього. Мінімальна величина переміщення становить 1 мм за оборот. При цьому грубе фокусування є робочим при тих дослідженнях, де збільшення мікроскопа не більше 400 х.

Точне фокусування(Регулювання) здійснюється парою невеликих рукояток, які зазвичай за один оборот присувають стіл або об'єктив до об'єкта на 0,01 -0,05 мм. Величина переміщення за один оборот залежить від конструктивних особливостеймікроскопів різних фірм.

Як правило, на одну з ручок точного фокусування наноситься шкала, яка дозволяє контролювати вертикальне переміщення мікроскопа щодо об'єкта спостереження.

Наприклад, вітчизняний мікроскоп МІКМЕД-2 має грубе фокусувальне переміщення до 30 мм, при цьому один оберт рукоятки забезпечує переміщення на 2,5 мм, точне фокусування здійснюється в межах 2,5 мм при одному обороті на 0,25 мм, на одну з рукояток точного фокусування нанесена шкала з ціною розподілу 0,002 мм.

Функціональне призначення фокусувального переміщення значно більше, ніж зазвичай відводиться. Без точного фокусування не обійтися:

Якщо збільшення мікроскопа перевищує 400 х;

Працюючи з імерсійними об'єктивами;

При роботі з об'єктивами, які не дають різкого зображення по всьому полю, що спостерігається;

Якщо по всьому видимому полі об'єкт нерівний за товщиною чи має обсяг.

Поєднання (коаксіальне розташування) обох рукояток значно спрощує роботу, одночасно ускладнюючи конструкцію та подорожчаючи мікроскоп.

Вузол кріплення та переміщення конденсора. Конденсор, Як самостійний вузол, є стикуючим елементом між освітлювальною системою (джерелом світла) і мікроскопом (об'єктивом і частиною, що візуалізує).

Вузол кріплення конденсора розташований під предметним столиком. Має вигляд кронштейна із гніздом. Призначений для встановлення конденсора, його фіксації та центрування, тобто переміщення в горизонтальній площині перпендикулярно до оптичної осі мікроскопа.

Крім того, вузол має напрямну для фокусувального руху (переміщення) конденсора по вертикалі, уздовж оптичної осі.

Яким би чином конденсор не встановлювався в гнізді - збоку, зверху або знизу, - він жорстко кріпиться за допомогою стопорного гвинта, який запобігає його випаданню, з одного боку, і забезпечує центроване положення в процесі роботи, з іншого.

Центрувальні гвинти забезпечують суміщення освітлювального пучка від джерела світла та оптичної осі мікроскопа (налаштування освітлення Келером). Це дуже важливий етапналаштування освітлення в мікроскопі, що впливає на рівномірність освітлення та точність відтворення об'єкта, а також на контраст та роздільну здатність елементів у зображенні об'єкта.

Фокусування (налаштування по висоті) конденсора здійснюється за допомогою ручки на кронштейні і, як центрування, впливає на роботу всієї оптичної частини мікроскопа.

Конденсор може бути нерухомим. Зазвичай подібна конструкція властива навчальним мікроскопам . Ці мікроскопи застосовуються при рутинній роботі, де не потрібно застосування додаткових методівконтрастування, і об'єкт не потребує більш детального дослідження.

Вузол кріплення об'єктивів.Існує кілька типів кріплення об'єктивів у мікроскопі:

Вгвинчування об'єктиву безпосередньо в тубус (як правило, на навчальних «шкільних» мікроскопах);

"Салазки" - кріплення об'єктивів за допомогою спеціального безрізьбового пристрою (напрямного);

Револьверний пристрій з кількома гніздами.

В даний час найпоширенішим типом кріплення об'єктивів є револьверний пристрій (револьверна головка) (рис. 33).

Вузол кріплення об'єктивів у вигляді револьверного пристрою виконує такі функції:

Зміну збільшення в мікроскопі за рахунок обертання головки, кожне гніздо якої вкручується об'єктив певного збільшення;

Фіксоване встановлення об'єктива в робоче положення;

гарантоване центрування оптичної осі об'єктива щодо оптичної осі мікроскопа загалом, включаючи освітлювальну систему.

Револьверний пристрій може бути 3-х, 4-х, 5-ти, 6-ти або 7-гніздним залежно від класу складності мікроскопа та розв'язуваних ним завдань.

У мікроскопах, де застосовується диференціально-інтерференційний контраст, у револьверній головці над гніздом є один або кілька пазів для встановлення направляючої із призмою.

У навчальних мікроскопах об'єктиви зазвичай кріпляться таким чином, щоб заміна їх була утруднена (тобто робляться незнімними).

Порядок прямування об'єктивів повинен суворо дотримуватися: від меншого збільшення до більшого, при цьому рух револьверної головки здійснюється за годинниковою стрілкою.

Як правило, при збиранні мікроскопів проводиться операція підбору об'єктивів. комплектація . Це дозволяє не втрачати зображення об'єкта з поля зору під час переходу від одного збільшення до іншого.

І ще одна умова має забезпечувати револьверний пристрій. парфокальність . Гніздо револьвера, вірніше, його зовнішня поверхняє матеріальною базовою поверхнею для відліку висоти об'єктива і довжини тубуса об'єктива (мікроскопа). Об'єктив повинен бути вкручений у гніздо таким чином, щоб між ним та револьверною головкою не було зазору. При цьому забезпечуються розрахункові значення всіх складальних оптичних елементів у мікроскопі, а також конструктивне та технологічне їхнє забезпечення. Це означає, що якщо буде отримано різке зображення об'єкта з одним об'єктивом, при переході до іншого в межах глибини різкості об'єктива різке зображення об'єкта зберігається.

Парфокальність у комплекті об'єктивів забезпечується конструкцією мікроскопа та технологією виготовлення. За відсутності цієї умови при переході від одного об'єктива до іншого потрібна значна підфокусування по різкості зображення.

Вузол кріплення окулярів (тубуса)у сучасних мікроскопах є кронштейн з гніздом, в яке встановлюються різні видинасадок: візуальні насадки (монокулярні та бінокулярні (рис. 34)), фотометричні і спектрофотометричні , мікрофото - І адаптерні пристрої для відеосистем . Крім того, у це гніздо можуть бути встановлені: насадки порівняння , апарати для малювання , екранні насадки , а також освітлювачі падаючого світла . Фіксація пристроїв здійснюється стопорним гвинтом.

Неможливо уявити модель сучасного мікроскопа без системи документування . Фактично це бінокулярна насадка з виходом на фото-або телесистему.

Конструктивно вузол кріплення окулярів може бути забезпечений додатковим оптико-механічним модулем змінного збільшення, що отримав назву Оптовар (Optovar). Як правило, він має кілька ступенів збільшення від меншої одиниці до 2,5 х, але є варіанти і з одним ступенем. Зазвичай модуль розташовується між візуальною насадкою та револьверним пристроєм, забезпечуючи тим самим додаткове збільшення як для візуального каналу, так і для фотовиходу. Звичайно, найбільше значенняце має для фотоканалу.

ОПТИКА МІКРОСКОПУ

Оптичні вузли та приладдя забезпечують основну функцію мікроскопа – створення збільшеного зображення об'єкта, що розглядається, з достатнім ступенем достовірності за формою, співвідношенням розмірів і кольором. Крім того, оптика мікроскопа повинна забезпечувати таке збільшення, контраст та роздільну здатність елементів, які дозволять зробити спостереження, аналіз та вимірювання, що відповідають вимогам методик клініко-діагностичної практики.

Основними оптичними елементами мікроскопа є: об'єктив , окуляр , конденсор . Допоміжними елементами – освітлювальна система , оптовар, візуальні і фотонасадки з оптичними адаптерами та проективами.

Об'єктив мікроскопапризначений для створення збільшеного зображення об'єкта, що розглядається з необхідною якістю, роздільною здатністю і кольоропередачею.

Класифікація об'єктивів досить складна і пов'язана з тим, для вивчення яких об'єктів призначений мікроскоп, залежить від необхідної точності відтворення об'єкта з урахуванням роздільної здатності та кольору в центрі і по полю бачення.

Сучасні об'єктиви мають складну конструкцію, кількість лінз в оптичних системах сягає 7-13. При цьому розрахунки базуються в основному на склі особливими властивостямита кристалі флюорите або стеклах, аналогічних йому за основними фізико-хімічними властивостями.

За рівнем виправлення аберацій виділяють кілька типів об'єктивів:

Виправлені у спектральному діапазоні:

Монохроматичні об'єктиви (монохромати)розраховані для застосування у вузькому спектральному діапазоні, практично вони добре працюють в одній довжині хвилі. Аберації виправлені у вузькому спектральному діапазоні. Монохромати були широко поширені в 60-х роках у період розвитку фотометричних методів дослідження та створення апаратури для досліджень в ультрафіолетовій (УФ) та інфрачервоній (ІЧ) областях спектру.

Ахроматичні об'єктиви (ахромати)розраховані для застосування у спектральному діапазоні 486-656 нм. У цих об'єктивах, усунуті сферична аберація, хроматична аберація положення для двох довжин хвиль (зеленої та жовтої ділянок спектру), кома, астигматизм та частково сферохроматична аберація.

Зображення об'єкта має кілька синювато-червоний відтінок. Технологічно об'єктиви досить прості – невелика кількість лінз, технологічні виготовлення марки скла, радіуса, діаметри і товщини лінз. Щодо дешеві. Входять до комплекту мікроскопів, які призначені для рутинних робіт та навчання.

У зв'язку з простотою конструкції (всього 4 лінзи) ахромати мають такі переваги:

Високий коефіцієнт світлопропускання, що необхідно під час проведення фотометричних вимірювань та люмінесцентних досліджень;

Забезпечення складних умов при розрахунку умов: велика робоча відстань при роботі об'єктива з покривним склом, що явно перевищує стандартну товщину і при цьому - бажання збереження роздільної здатності, що необхідно при роботі на інвертованих мікроскопах.

До недоліків можна віднести те, що польові аберації в чистих ахроматах виправлені найчастіше на 1/2-2/3 поля, тобто. без перефокусування можливе спостереження в межах 1/2-2/3 у центрі бачення. Це підвищує час спостереження, т.к. вимагає постійного перефокусування край поля.

Апохроматичні об'єктиви. У апохроматівспектральна область розширена та ахроматизація виконується для трьох довжин хвиль. Крім хроматизму становища, сферичної аберації, коми та астигматизму, досить добре виправляються також вторинний спектр та сферохроматична аберація.

Розвиток цей тип об'єктивів отримав після того, як в оптичну схему об'єктиву стали вводиться лінзи з кристалів та спеціальних стекол. Кількість лінз в оптичній схеміапохромата сягає 6. Порівняно з ахроматами, апохромати зазвичай мають підвищені числові апертури, дають чітке зображення і точно передають колір об'єкта.

Польові аберації в чистих апохроматах виправлені навіть менше, ніж в ахроматів, найчастіше 1/2 поля, тобто. без перефокусування можливе спостереження в межах 1/2 центру бачення.

Апохромати зазвичай застосовують при особливо тонких і важливих дослідженнях і особливо там, де потрібна якісна мікрофотографія.

Мікроскоп світловий – це оптичний інструмент, призначений для дослідження об'єктів, невидимих неозброєним оком. Світлові мікроскопи можна розділити на дві основні групи: біологічні та стереоскопічні. також часто називають лабораторними, медичними - це мікроскопи для дослідження тонких прозорих зразків у світлі, що проходить. Біологічні лабораторні мікроскопи мають велике збільшення, найбільш поширене – 1000х, але деякі моделі можуть мати збільшення до 1600х.

Використовують для дослідження непрозорих об'ємних об'єктів (монет, мінералів, кристалів, електросхем тощо) у відбитому світлі. Стереоскопічні мікроскопи мають невелике збільшення (20х, 40х, деякі моделі – до 200х), але при цьому вони створюють об'ємне (тривимірне) зображення об'єкта, що спостерігається. Даний ефект дуже важливий, наприклад, при дослідженні поверхні металу, мінералів та каміння, оскільки дозволяє виявити поглиблення, тріщини та інші елементи структури.

У цій статті ми детальніше розглянемо будову, для чого розглянемо окремо оптичну, механічну та освітлювальну системи мікроскопа.

2. Насадка

4. Підстава

5. Револьверна головка

6. Об'єктиви

7. Координатний столик

8. Предметний столик

9. Конденсор з ірисовою діафрагмою

10. Освітлювач

11. Перемикач (увімк./вимк.)

12. Гвинт макрометричного (грубого) фокусування

13. Гвинт мікрометричного (точного) фокусування

Оптична система мікроскопа

Оптична система мікроскопа складається з об'єктивів, розташованих на револьверній головці, окулярів, також може включати призмовий блок. За допомогою оптичної системи власне відбувається формування зображення досліджуваного зразка на сітківці ока. Тому важливо звертати увагу на якість оптики, яка використовується в оптичній конструкції мікроскопа. Зауважимо, що зображення, отримане за допомогою біологічного мікроскопа, перевернуте.

ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ'ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА.

Сьогодні у багатьох дитячих мікроскопах використовується лінза Барлоу, з коефіцієнтом збільшення 1.6 або 2х. Її застосування дозволяє додатково плавно підвищити збільшення мікроскопа понад 1000крат. Користь від такої лінзи Барло дуже сумнівна. Її практичне застосуванняпризводить до суттєвого погіршення якості зображення, і в окремих випадках може виявитися корисним. Але виробники дитячих мікроскопів успішно використовують її як маркетинговий хід з просування своєї продукції, адже часто батьки, досконально не розібравшись у технічні параметримікроскопа, вибирають його за помилковим принципом "що більше збільшення, тим краще". І, звичайно ж, жоден професійний лабораторний мікроскоп не матиме в комплекті такої лінзи, яка свідомо погіршує якість зображення. Для зміни збільшення у професійних мікроскопах використовується виключно комбінація різних окулярів та об'єктивів.

У разі наявності лінзи Барлоу формула розрахунку збільшення мікроскопа набуває такого вигляду:

ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ'ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА Х КОЕФІЦІЄНТ ЗБІЛЬШЕННЯ ЛІНЗИ БАРЛОУ.

Механічна система мікроскопа

Механічна система складається з тубуса, штатива, предметного столика, механізмів фокусування, револьверної голівки.

Механізми фокусування використовують для фокусування зображення. Гвинт грубого (макрометричного) фокусування використовують при роботі з малими збільшеннями, а гвинт точного (мікрометричного) фокусування – при роботі з великими збільшеннями. Дитячі та шкільні мікроскопи, як правило, мають лише грубе фокусування. Однак, Ви вибираєте біологічний мікроскоп для лабораторних досліджень, наявність тонкого фокусування є обов'язковою. Зверніть увагу, на малюнку наведено приклад біологічного мікроскопа з роздільними точним і грубим фокусуванням, при цьому в залежності від конструктивних особливостей багато мікроскопів можуть мати коаксіальні гвинти макро- та мікрометричного регулювання фокусу. Зазначимо, що стереомікроскопи мають лише грубе фокусування.

Залежно від конструктивних особливостей мікроскопа, фокусування може здійснюватися переміщенням предметного столика у вертикальній площині (вгору/вниз) або тубуса мікроскопа з його оптичним блоком також у вертикальній площині.

На предметному столику розміщується об'єкт, що досліджується. Існує кілька видів предметних столиків: нерухомий (стаціонарний), рухливий, координатний та інші. Найбільш комфортним для роботи є координатний столик, за допомогою якого Ви можете переміщати досліджуваний зразок в горизонтальній площині по осях Х і У.

На револьверній головці розташовані об'єктиви. Повертаючи її, Ви можете вибирати той чи інший об'єктив і таким чином змінювати збільшення. Недорогі дитячі мікроскопи можуть бути оснащені незмінними об'єктивами, у той час як у професійних біологічних мікроскопах використовуються змінні об'єктиви, що вкручуються в револьверну голівку стандартного різьблення.

У тубус мікроскопа вставляється окуляр. У разі бінокулярної або тринокулярної насадки є можливість регулювання міжзоркової відстані та корекції діоптрій для підстроювання під індивідуальні анатомічні особливостіспостерігача. У разі дитячих мікроскопів у тубус спочатку може бути встановлена "шкідниця" лінза Барлоу, а вже в неї окуляр.

Освітлювальна система мікроскопа

Освітлювальна система складається з джерела світла та діафрагми.

Джерело світла може бути вбудоване або зовнішнє. Біологічні мікроскопи мають нижнє підсвічування. Стереоскопічні мікроскопи можуть бути оснащені нижнім, верхнім і бічним підсвічуванням для різних типівосвітлення препаратів. Дитячі біологічні мікроскопи можуть мати додаткове верхнє (бічне) підсвічування, практичне застосування якого, насправді, як правило, є безглуздим.

За допомогою конденсора та діафрагми можна регулювати освітлення препарату. Конденсори бувають однолінзові, дволінзові, трилінзові. Піднімаючи або опускаючи конденсор, Ви відповідно конденсуєте або розсіюєте світло, що потрапляє на зразок. Діафрагма може бути ірисовою з плавною зміною діаметра отвору або ступінчастою з кількома отворами різних діаметрів. Так зменшуючи або збільшуючи діаметр отвору, Ви відповідно обмежуєте або збільшуєте потік світла, що падає на об'єкт, що досліджується. Також відзначимо, що конденсор може бути оснащений фільтроутримувачем для встановлення різних світлофільтрів.

На цьому можна закінчити перше знайомство із мікроскопом. Сподіваємося, що вище викладений матеріал допоможе Вам визначитися з Вашою метою.

з доставкою по Харкову, Києву або будь-яке інше місто України ви можете у нашому магазині OpticalMarket, попередньо отримавши професійну консультацію наших фахівців.

Мікроскоп - це оптичний прилад, що дозволяє отримати зворотне зображення об'єкта, що вивчається, і розглянути дрібні деталі його будови, розміри яких лежать за межами роздільної здатності ока.

Роздільна здатністьМікроскоп дає роздільне зображення двох близьких один одному ліній. Неозброєне людське око має роздільну здатність близько 1/10 мм або 100 мкм. Кращий світловий мікроскоп приблизно в 500 разів покращує можливість людського ока, тобто його роздільна здатність становить близько 0,2 мкм або 200 нм.

Розрізняють кориснеі марне збільшення. Під корисним розуміють таке збільшення об'єкта, що спостерігається, при якому можна виявити нові деталі його будови. Марна - це збільшення, при якому, збільшуючи об'єкт у сотні і більше разів, не можна виявити нових деталей будівлі. Наприклад, якщо зображення, отримане за допомогою мікроскопа, збільшити ще багато разів, спроектувавши його на екран, то нові, більш тонкі деталі будівлі при цьому не виявляться, а лише відповідно збільшаться розміри наявних структур.

У мікроскопі виділяють дві системи: оптичнуі механічну.До оптичної системивідносять об'єктиви, окуляри та освітлювальний пристрій (конденсор з діафрагмою та світлофільтром, дзеркало або електроосвітлювач).

Пристрій світлових мікроскопів зображено на рис. 1.

Мал. 1. Влаштування світлових мікроскопів:

А – МІКМЕД-1; Б – БІОЛАМ.

1 - окуляр, 2 - тубус, 3 - тубусоутримувач, 4 - гвинт грубого наведення, 5 - мікрометренний гвинт, 6 - підставка, 7 - дзеркало, 8 - конденсор, ірисова діафрагма та світлофільтр, 9 - предметний столик, 10 - револьверний пристрій, 11 – об'єктив, 12 – корпус колекторної лінзи, 13 – патрон з лампою, 14 – джерело електроживлення.

Об'єктиводна з найважливіших частин мікроскопа, оскільки він визначає корисне збільшення об'єкта.Об'єктив складається з металевого циліндра з вмонтованими в нього лінзами, число яких може бути різним. Збільшення об'єктива позначено цифрами. У навчальних ціляхзазвичай використовують об'єктиви х8 і х40. Якість об'єктива визначає його роздільна здатність.

Для визначення загального збільшення мікроскопаслід помножити збільшення об'єктиву збільшення окуляра.

Електроосвітлювачвстановлюється під конденсором у гніздо підставки.

Кільце з матовим скломабо світлофільтромзменшує освітленість об'єкта. Воно розташоване під діафрагмою та пересувається у горизонтальній площині.

Підставка- це основа мікроскопа.