разделы_5 и 6

аккомодирован на конечное расстояние, то изображение предмета лежит не в бесконечности, а на таком расстоянии, на которое аккомодирован глаз. При этом предмет будет находиться уже не в фокусе.

Рис. 5.1 – К выводу формул для видимого увеличения прибора

Представим себе, что глаз аккомодирован на некоторую плоскость р' (рис. 5.1). Для того

Угол, под которым предмет рассматривается невооруженным глазом:

Подставляя найденные зависимости в формулу видимого увеличения при аккомодации глаза, получим:

Выводы:

1. Если глаз находится в заднем фокусе F' (а=0), то увеличение не зависит от положения предмета относительно переднего фокуса F, т. е. от расстояния х.

2. Если увеличение лупы, когда предмет находится в переднем фокусе лупы F, назвать нормальным, то при нахождении глаза наблюдателя за задним фокусом F' (при а>0) увеличение лупы будет меньше нормального. Если глаз наблюдателя находится между оптической системой и задним фокусом F' (при а<0), то увеличение лупы будет больше нормального.

Разрешающая сила увеличительного прибора.

Разрешающая сила – это величина, обратно пропорциональная пределу разрешения.

Для луп и микроскопов применяют способ определения предела разрешения как наименьшего расстояния между двумя точками предмета или двумя параллельными линиями, которые еще могут быть раздельно изображены системой. Величина, обратная пределу разрешения, дает некоторое число точек или линий на единицу длины, которые могут быть изображены раздельно.

Разрешающая сила оптической системы зависит от диаметров ее зрачков и фокусных расстояний, а также от состояния ее коррекции (от величин остаточных аберраций).

Предел разрешения для объектива микроскопа:

где наименьшее разрешаемое расстояние между светящимися точками на предмете, рассматриваемом через микроскопа длина волны света; п показатель преломления среды, в которой находится предмет; апертурный угол объектива микроскопа.

Для того чтобы наблюдатель мог использовать возможно полнее разрешающую силу объектива микроскопа, увеличение микроскопа должно быть достаточно большим.

Нормальное увеличение микроскопа – такое увеличение, при котором разрешающая сила его полностью используется глазом. Среднее значение предела разрешения глаза для

точечных объектов принимают равным 1 , а для линейных объектов этот предел снижается до

10 .

На рис. 5.2 показан схематически ход лучей через центр зрачка глаза при наблюдении через увеличительный прибор.

H H

B

A

’

Рис. 5.2 – Схема хода лучей при наблюдении через увеличительный прибор

Угловое расстояние между изображениями точек А и В, если расстояние между ними равно , следует:

и с учетом формулы предела разрешения для объектива микроскопа (17) получим:

Дальнейший рост увеличения не дает возможности рассмотреть какие-либо новые, более мелкие детали предмета. Однако для облегчения наблюдения на практике часто применяют увеличение микроскопа, превышающее нормальное в 2 и даже 4 раза, что равносильно

Если увеличение микроскопа значительно меньше нормального, то разрешающая сила микроскопа совместно с глазом определяется разрешающей силой глаза. В этом случае предел разрешения в пространстве предметов:

5.2. Медицинские лупы

Лупы служат для рассматривания глазом близких доступных наблюдению предметов или объектов.

Основные оптические характеристики луп:

увеличение (обычно 3…12 крат, в многолинзовых лупах достигается 25 крат),

поле зрения (для простых 10…15°, сложных до 40°),

диаметр зрачка выхода (Dвых.зр. =2…4 мм).

При расчете луп пользуются следующим рядом формул:

где р'зр удаление зрачка глаза от лупы: Dл световой диаметр лупы (линзы); y половина линейного поля зрения; половина углового поля зрения; Г видимое увеличение лупы.

Применение асферических поверхностей в лупах значительно снижает астигматизм и дисторсию, что обеспечивает практическое увеличение поля зрения лупы.

Лупы можно подразделить на однолинзовые и многолинзовые, монокулярные и бинокулярные.

Конструктивно бинокулярные лупы делятся:

на лупы с параллельными осями,

лупы со сходящимися осями.

При параллельных осях глаз употребляют конструкции, изображенные на рив. 5.3.

F F

F

Рис. 5.3 – Конструктивные особенности бинокулярных луп: а сферопризматическая лупа; б лупа с призменным элементом; в лупа с призменной системой

При сходящихся осях глаз применяются комбинации из двух телескопических луп, каждая из которых состоит из двух линз (положительной и отрицательной), раздвинутых на определенное расстояние.

F

-f

Рис. 5.4 – Строение телелупы

Применение телелуп позволяет создавать большое рабочее расстояние лупы. Для такой системы имеем следующие зависимости:

Рис. 5.5 – Внешний вид телелуп:

а Omega-180; б Sigma-150

При обратной офтальмоскопии в формировании изображения глазного дна, кроме оптической системы исследуемого глаза, участвует лупа, устанавливаемая перед глазом пациента.

y

-y'

Рис. 5.6 – Формирование изображения сeтчатки при обратной офтальмоскопии

Промежуточное изображение y , даваемое оптической системой исследуемого глаза:

В реальных условиях при офтальмоскопии, для того чтобы наблюдатель мог легко дотянуться рукой, в которой он держит лупу, до пациента, расстояние между ними не должно

дптр) практически невозможно. На практике в комплекте офтальмоскопов прикладываются

крат.

5.3. Медицинские микроскопы

Микроскопы приборы, служащие для рассматривания мелких деталей близких предметов. Благодаря сложной оптической системе микроскопы дают гораздо большие увеличения по сравнению с лупами и имеют более высокие оптические характеристики.

Оптическая система микроскопа состоит из двух основных компонентов:

1.объектива

2.окуляра.

-а

Адаптер

ТВ-камера

Монитор

Рис. 5.7 – Структурная схема микроскопа медицинского назначения (осветительній канал не показан)

Для обеспечения необходимой освещенности рассматриваемого через микроскоп

где 2 поле зрения окуляра микроскопа.

В первых моделях операционных микроскопов смена увеличении происходила вручную ступенями за счет набора объективов, Это вызывало определенное неудобство при проведении операции, так как при смене увеличения происходила зачастую «потеря» изображения объекта. В последующих моделях смена увеличения производится плавно за счет папкратической системы. Управление при этом ножное, что полностью освобождает руки хирурга.

Двойной операционный микроскоп.

Состоит из двух микроскопов 1 с плавным изменением увеличения и щелевого осветителя 2, показанных на принципиальной оптической схеме прибора на рис. 5.8.