Линейный предел разрешения микроскопа
Линейный
предел разрешения микроскопа - минимальное
расстояние между двумя предметными
самосветящимися точками в ПП, которые
глазу наблюдателя кажутся еще раздельными.
Если геометрические аберрации ОС
объектива хорошо исправлены, то величина
определяется дифракцией на краях
апертурной диафрагмы. Если ПП освещается
пучками с малым апертурным углом (лучи
от солнечного диска), то в этом случае:
.
Если ПП подсвечивается сходящимся
апертурным пучком с углом
(создается
специальными осветительными системами),
тогда:
.
А - числовая апертура;
- длина волны монохроматического
излучения.
Полезное увеличение микроскопа
П
олезным
увеличением микроскопа
называют
такое значение параметра Гм,
при котором угловое расстояние между
изображениями двух предметных точек,
находящихся на расстоянии предела
разрешения
ПП, при котором указанное угловое
расстояние составляет не более
2’..4’(предел
разрешения глаза в условиях работы с
микроскопом). Так как микроскоп - это
сложная лупа с фокусным расстоянием
,
то угловое расстояние:
.
Так
как
должно быть не больше 2’..4’=0,0006..0,0012
рад, то:
.При
,
.
Визуальный микроскоп имеет полезное увеличение – 500..1000 крат. Если путем подбора объектива и окуляра получают увеличение микроскопа больше, чем полезное увеличение, то глаз будет видеть увеличенную дифракционную картинку, в которой наименьшее расстояние между двумя точками остается не меньше величины . Никаких новых подробностей и мелких структур глаз не увидит.
Глубина резко изображаемого пространства
Глубина
резко изображаемого пространства Т
микроскопа является очень важным
параметром, который указывает, на какую
глубину предмета распространяется
резкое изображение, наблюдаемое через
микроскоп.
Геометрическая и аккомодационная составляющие микроскопа имеют ту же природу, что и у лупы.
Дифракционная глубина
Дифракционная
глубина обусловлена тем, что при
дефокусировке ПП на некоторую величину,
глаз не замечает этой дефокусировки.
При этом, если пятно дефокусировки не
превосходит размера центрального
дифракционного кружка Эйри.
;
;
- угловой предел разрешения глаза.
.
;
- длина волны. Для визуального микроскопа
используют =0,55
мкм.
Объективы и окуляры ОС микроскопа
В микроскопах обычно используются линзовые системные объективы, встречаются зеркально-линзовые и чисто зеркальные объективы. Объективы микроскопа характеризуются двумя параметрами:
об - линейное увеличение объектива.
А - числовая апертура объектива.
Эти параметры записывают на оправах объектива. Чем больше об, тем больше А.
об=3,7..125, А=0,1..1,0.
Т
ак
как от величины
зависит
предельное разрешение микроскопа и его
полезное увеличение, стремятся
использовать большие значения апертуры
А. Так как апертурный угол обычно не
больше
,
то для увеличения А используют объективы,
у которых между ПП и самим объективом
помещается жидкая иммерсионная среда,
то есть
.
Наиболее
распространенной иммерсионной средой
является дистиллированная вода. Если
,
то такой объектив называется сухим,
безиммерсионным.
Окуляры
Наиболее распространенным окуляром является окуляр Гюйгенса. Встречаются симметричные окуляры Кельнера. В измерительных микроскопах иногда используют ортоскопические окуляры (окуляры, в которых исправлена дисторсия). Важнейшие параметры окуляра это:
Тубусом называется трубка определенной длины, в которую с одной стороны вставляют окуляр, а с другой завинчивают объектив. Параметром тубуса является его длина L. Она нормирована тремя значениями: 160 мм, 190 мм, .
Тубус с длиной означает, что объектив микроскопа рассчитан и коррегирован на аберрации для случая формирования изображения на бесконечности. Для того чтобы действительная ПП оказалась в указанном месте, за объективом помещают так называемую тубусную линзу. Объективы и окуляры микроскопов рассчитывают и конструируют так, чтобы ПП находилась на расстоянии 33 мм от базовой поверхности объектива, а плоскость изображений объектива находилась на расстоянии 13 мм от базовой поверхности окуляра. Этим обеспечивается возможность замены объективов и окуляров с целью изменения видимого увеличения микроскопа без его перефокусировки.