Устройство и внешний вид микроскопа Биомед 1

Произвольное обращение с ирисовой диафрагмой конденсора, необоснованное опускание и поднимание конденсора приводит к резкому ухудшению качества изображения, а иногда и искажению микроскопической картины. Нельзя использовать конденсор или ирисовую диафрагму для регулирования яркости поля зрения. Яркость регулируют либо изменением степени накала лампы осветителя с помощью реостата, либо применением светофильтров.

1-основание, 2-подложка основания с регулятором яркости и выключателем осветителя, 3-ручка точной настройки, 4-ручка грубой настройки, 5-ручка перемещения препарата, 6-измерительный нониус, 7-ограничительный винт, 8-винт крепления держателя препарата, 9-штатив, 10-бинокулярная насадка, 11-окуляр, 12-револьверная головка, 13-объективы, 14-предметный столик, 15-держатель препарата, 16-конденсор Аббе, 17- осветитель.

2.Технические характеристики микроскопов

Микроскоп Биомед 1 предназначен для наблюдения препаратов в проходящем свете и применим в различных областях исследовательской деятельности: в биологии, экологии, в лабораториях СЭС и ветеринарии, в различных областях техники и учебных целях.

Чтобы изображение было рельефно-объемным, стереоскопическим, предмет необходимо рассматривать одновременно двумя глазами. Для этого применяют бинокулярные микроскопы.

Технические характеристики микроскопа биомед 1

Увеличение микроскопа от 40x до 1600x;

Объективы 4x ,10x, 40x,100х ми (масляная иммерсия);

Окуляры WF 10х, WF 16х;

Конденсор системы Аббе с ирисовой диафрагмой,

Револьверная головка на 4 объектива;

Бинокулярная насадка с поворотом окулярных трубок и механизмом перемещения окуляров;

Встроенный осветитель с галогенной лампой и плавной регулировкой яркости.

Увеличение микроскопа равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра. Например, при работе с объективом 8 и окуляром 10 общее увеличение будет равно 80, с объективом 40 и окуляром 10 общее увеличение равно 400, при работе с объективом 90 и окуляром 10 — 900.

Кроме общего увеличения для микроскопа используются еще такие характеристики, как разрешающая способность и предел разрешения.

Общее увеличение не характеризует всех возможностей микроскопа. Увеличенное изображение может быть недостаточно четким.

Отчетливость получаемого изображения определяется разрешающей способностью микроскопа.

Разрешающая способностью микроскопа определяется как способность различать мелкие детали и фрагменты рассматриваемого предмета.

Реальная разрешающая способность объектива равна частному от деления средней длины волны, воспринимаемого глазом света (0,55мкм), на числовую апертуру данного объектива, которая указана на нем и характеризует количество проходящего через объектив света.

Например, разрешающая способность (РС)

объектива 8 РС ₈ = 0,55 мкм : 0,20 = 2,75 мкм,

объектива 40 РС₄₀ = 0,55 мкм : 0,65 = 0,85 мкм,

объектива 90 РС₉₀ = 0,55 мкм : 1,25 = 0,44 мкм.

Разрешающая способность объектива зависит не от совершен­ства его сферической или же хроматической коррекции, а от его числовой апертуры, под которой разумеется произ­ведение синуса половины самого большого угла, под которым свет может попадать в объектив, на показатель преломления света физической средой, находящейся между линзой объектива и покровным стеклом. Чем больше угол, под которым входит свет в объектив, тем больше и разрешающая способность микро­скопа. Значение этого фактора легко пояснить на следующем примере: если имеется объектив, в который попадает свет под углом 80°, то синус половины этого угла (40°) будет равен 0,64. При использовании во время наблюдения водной среды между покровным стеклом и объективом сила объектива повышается на 33% (показатель преломления воды ==1,33). Тогда числовая апертура его будет равна: 0,64х1,33=0,85. При использовании же объектива с максимальным углом попадания света в 120° мы по­лучим синус половины угла (60°), равный 0,87, и при исполь­зовании той же водной среды между объективом и покровным стеклом числовая апертура его будет соответствовать: 0,87х 1,33== =1,15. При использовании же кедрового масла, показатель пре­ломления которого равен 1,515, числовая апертура объектива будет равна 0,87х1,515=1,31.

Разрешающая способность объектива прямо пропорциональна его числовой апертуре (на объективах она всегда указывается) и обратно пропорциональна длине световой волны, используе­мой для наблюдения. Поэтому чем выше числовая апертура объектива и чем короче длина световой волны, при помощи кото­рой ведется наблюдение, тем больше разрешающая способность микроскопа и тем более мелкие детали строения объекта можно различать:

Так как средняя длина волны воспринимаемого нашим глазом света отвечает примерно 0,55 ^ (среднее от 0,4 р. и 0,7 у), то с по­мощью ахроматического объектива с числовой апертурой 0,65 можно увидеть детали строения объекта, превышающие по своим размерам 0,85 и:

если в исследуемом объекте, например, на пробной пластинке будут линии отделены друг от друга промежутками в 0,9 у., мы эти линии при помощи данного объектива увидим, а если они будут отделены промежутками в 0,5—0,6 [j., мы их не увидим, даже применяя в комбинации с этим объективом любые окуляры, в том числе и дающие самое большое увеличение. Совсем другой результат получится в том случае, если мы возьмем ахромати­ческий объектив 90 с числовой апертурой 1,25. С помощью этого объектива наименьшая видимая структура будет соответство­вать 0,44 а:

Но чаще для характеристики микроскопа используется не разрешающая способность, предел разрешения микроскопа.

Под пределом разрешения понимают минимальное расстояние между двумя точками, когда они еще не сливаются в одну.

Количественно предел разрешения микроскопа зависит от длины волны используемого света и суммы числовых апертур объектива и конденсора.

D = λ/(А₁ +А₂) _или D = λ/2А_,

где D – минимальное расстояние между двумя точками (предел разрешения);

А₁ - числовая апертура объектива;

А₂ - числовая апертура конденсора;

λ – длина волны используемого света;

Числовая апертура –это «оптический» охват линзы, она является мерой количества света, попадающего в линзу и выражается следующей формулой:

А = п ∙ sin u, (1)

где А - числовая апертура;

п - показатель преломления среды между предметом и

объективом;

u - половина апертурного угла α объектива.

Угол α (конус) создается пучком лучей света, исходящего из объекта и опирающегося на входное отверстие объектива или зрачок.

В обычном оптическом микроскопе используется белый свет со средней длиной волны λ=0,55 мкм. При этом можно рассмотреть предмет величиной не менее 0,2 мкм (1 мкм—1 микрометр, равный 0,001 мм), так как предел разрешения объектива не может быть больше половины длины волны воспринимаемого глазом света.

Использование объективов с большой апертурой и коротковолнового света позволяет увидеть структурную организацию клетки.

Числовая апертура любой линзы, граничащей с воздухом, не может быть больше единицы, так как показатель преломления воздуха равен единице, а угол u (см. рис 1) не может быть больше 90º.

Повысить разрешающую способность можно двумя путями: либо освещать объект короткими лучами света, например, ультрафиолетом, что требует применения дорогостоящей кварцевой оптики, либо увеличивать показатель преломления среды, граничащей с линзой объектива, с тем, чтобы приблизить его к показателю преломления стекла, на котором находится объект (п _стекла =1,5). Для этого между фронтальной линзой объектива и исследуемым объектом помещают каплю жидкости с показателем преломления большим, чем показатель преломления воздуха, например, каплю воды (п =1,3), глицерина (п = 1,4) или кедрового масла (п = 1,5) . Для каждой указанной жидкости выпускаются специальные объективы, называемые иммерсионными.