Elena 3013

Ez a cikk a mikroszkóp nagyítását, egy adott érték mértékegységeit, a műszer felbontóképességének vizuális meghatározásának módszereit tárgyalja. Szó lesz még ennek az értéknek a standard paramétereiről, és arról is, hogyan lehet kiszámítani a növekedést egy adott típusú munkához.

Leggyakrabban a mikroszkóp fő teljesítményparaméterei az objektív hengerén vannak feltüntetve. Csavarja le a lencsét és ellenőrizze. Két számot láthatunk törtként írva. Az első a nagyítás, a második a numerikus apertúra.

A rekesznyílás jellemzi az eszköz fénygyűjtési és tiszta képalkotási képességét. A lencsén is feltüntethető a cső hossza és a munkavégzéshez szükséges fedőlemez vastagsága.

Mindent a mikroszkóp nagyításáról

A nagyítás mértéke többszöröse (x). Az okulár-objektív rendszer kapcsolata teljesen meghatározza annak értékét. Az okulár és az objektív nagyításának szorzata megmondja nekünk, hogy ez a mikroszkóp milyen munkanagyítást hoz létre. A teljes nagyítás függése a lencse nagyításától nyilvánvaló. Az erősáramú lencsék a következő csoportokra oszthatók:

Kicsi (legfeljebb 10x);

Közepes (akár 50x);

nagy (több mint 50x);

Extra nagy (több mint 100x).

Az optikai mikroszkóp maximális objektív nagyítása 2000x. A szemlencse értéke általában 10-szeres, és ritkán változik. De az objektív nagyítása nagyon változó (4-100x és 2000x).

A mikroszkóp kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy ki fog rajta dolgozni, és milyen maximális nagyításra lehet szükség. Például egy óvodásnak elég a 200x, az iskolai és egyetemi mikroszkópok 400-1000x-es nagyításúak. De a kutatóeszköznek legalább 1500-2000x-et kell adnia. Ez az érték lehetővé teszi, hogy baktériumokkal és kis sejtszerkezetekkel dolgozzon.

Árak a webáruházakban:

		Oksar.ru-Moszkva	900 R
	További ajánlatok

A műszer felbontása

Mi határozza meg a mikroszkóp által készített kép tisztaságát és minőségét? Ezt befolyásolja az eszköz felbontása. Ennek az értéknek a kiszámításához meg kell találnia a fény hullámhosszának és két numerikus apertúrájának hányadosát. Ezért azt a kondenzátor és a mikroszkóp objektívje határozza meg. Emlékeztetőül, a rekesznyílás numerikus értéke az objektív hengerén látható. Minél magasabb, annál jobb a készülék felbontása.

Az optikai mikroszkóp felbontása 0,2 mikron. Ez az a minimális távolság a képtől, amikor az objektum minden pontja megkülönböztethető.

Hasznos mikroszkóp nagyítás

Hasznos nagyításról akkor beszélünk, ha a kutató szeme teljes mértékben kihasználja a mikroszkóp felbontóképességét. Ez úgy érhető el, hogy a tárgyat a megengedett legnagyobb szögben figyeljük meg. A hasznos nagyítás csak a numerikus rekesznyílástól és az objektív típusától függ. Kiszámításakor a numerikus rekesznyílás 500-1000-szeresére nő.

A száraz lencse (csak levegő a tárgy és a lencse között) 1000x-es hasznos nagyítást hoz létre, pl. a numerikus rekeszérték 1.

Az immerziós lencse (a tárgy és a lencse között egy immerziós közeg réteg) 1250-szeres hasznos nagyítást hoz létre, azaz. a numerikus rekesznyílás 1,25.

Az elmosódott vagy homályos kép azt jelzi, hogy a hasznos nagyítás nagyobb vagy kisebb, mint a fenti értékek. A beállított érték növelése vagy csökkentése jelentősen rontja a mikroszkóp teljesítményét.

Ebben a cikkben az optikai mikroszkóp főbb jellemzőiről és azok számítási módszereiről beszéltünk. Reméljük ez az információ hasznos lesz, ha ezzel az összetett műszerrel dolgozik.

mondd el barátoknak

Fénymikroszkópia

A fénymikroszkóppal akár 2-3 ezerszeres nagyítást, élő tárgy színes és mozgóképet, mikromozi lehetőségét és ugyanazon tárgy hosszú távú megfigyelését, dinamikájának és kémiájának felmérését biztosítjuk.

Minden mikroszkóp fő jellemzője a felbontás és a kontraszt. A felbontás az a minimális távolság, amelyen belül két pont külön-külön látható mikroszkóppal. Az emberi szem felbontása a legjobb látásmódban 0,2 mm.

A kép kontrasztja a kép és a háttér fényereje közötti különbség. Ha ez a különbség kisebb, mint 3-4%, akkor sem szemmel, sem fényképezőlappal nem lehet megfogni; akkor a kép akkor is láthatatlan marad, ha a mikroszkóp feloldja a részleteit. A kontrasztot mind a tárgy tulajdonságai, amelyek a háttérhez képest megváltoztatják a fénykibocsátást, mind az optika azon képessége, hogy megragadja az ebből adódó különbségeket a sugár tulajdonságaiban.

A fénymikroszkóp lehetőségeit a fény hullámtermészete korlátozza. A fény fizikai tulajdonságai - színe (hullámhossza), fényereje (hullámamplitúdója), fázisa, sűrűsége és a hullámterjedés iránya a tárgy tulajdonságaitól függően változnak. Ezeket a különbségeket a modern mikroszkópokban kontraszt létrehozására használják.

A mikroszkóp nagyítása az objektív nagyításának és a szemlencse nagyításának szorzata. A tipikus kutatómikroszkópok szemlencse nagyítása 10, objektív nagyítása 10, 45 és 100. Ennek megfelelően egy ilyen mikroszkóp nagyítása 100 és 1000 között van. Egyes mikroszkópok nagyítása akár 2000 is lehet. Még nagyobb nagyítás nincs értelme, mivel a felbontás nem javul. Éppen ellenkezőleg, a képminőség romlik.

A numerikus rekeszérték az optikai rendszer vagy az objektív rekesznyílásának felbontását fejezi ki. Az objektív rekesznyílása - a kép egységnyi területére eső fény intenzitása megközelítőleg megegyezik az NA négyzetével. Az NA-érték körülbelül 0,95 egy jó objektívhez. A mikroszkóp általában úgy van kialakítva, hogy a teljes nagyítása körülbelül 1000 NA. Ha folyadékot (olajat vagy ritkábban desztillált vizet) vezetünk be az objektív és a minta közé, akkor az eredmény egy "immerziós" objektív, amelynek NA értéke akár 1,4 is, és ennek megfelelően javul a felbontás.

Fénymikroszkópos módszerek

Fénymikroszkópos módszerek (megvilágítás és megfigyelés). A mikroszkópos módszereket a vizsgált objektumok természetétől és tulajdonságaitól függően választják (és biztosítják konstruktív módon), mivel az utóbbiak, mint fentebb megjegyeztük, befolyásolják a kép kontrasztját.

Fényes mező módszer és fajtái

Az áteresztett fényben alkalmazott világosmezős módszert abszorbeáló (fényelnyelő) részecskéket és a bennük lévő részleteket tartalmazó transzparens készítmények vizsgálatánál alkalmazzák. Ilyenek lehetnek például az állati és növényi szövetek vékony színes metszete, az ásványi anyagok vékony metszete stb. Preparátum hiányában a kondenzátorból a lencsén áthaladó fénysugár egyenletesen megvilágított mezőt ad a lencsék közelében. a szemlencse fókuszsíkja. A készítményben abszorbens elem jelenlétében a rá eső fény részleges elnyelése és részleges szórása következik be, ami a kép megjelenését okozza. A módszer alkalmazása nem elnyelő tárgyak megfigyelésekor is lehetséges, de csak akkor, ha azok olyan erősen szórják a megvilágító sugarat, hogy annak jelentős része nem kerül be a lencsébe.

A ferde megvilágítási módszer az előző módszer egy változata. A különbség köztük az, hogy a fény a megfigyelési irányhoz képest nagy szögben irányul a tárgyra. Néha ez segít kihozni a tárgy "domborművét" az árnyékok képződése miatt.

A visszavert fényben alkalmazott fényerejű módszert átlátszatlan fényvisszaverő tárgyak, például fémek vagy ércek vékony metszeteinek vizsgálatára használják. A készítmény megvilágítása (a megvilágítóból és egy áttetsző tükörből) felülről, a lencsén keresztül történik, amely egyidejűleg a kondenzátor szerepét is betölti. A lencse által a csőlencsével együtt síkban létrehozott képen elemeinek reflexiós képességének különbsége miatt látszik a készítmény szerkezete; világos mezőben az inhomogenitások is megkülönböztethetők, szétszórva a rájuk eső fényt.

Sötét mező módszer és fajtái

A sötétmezős mikroszkóppal olyan átlátszó, nem elnyelő tárgyakról készítenek képeket, amelyek nem láthatók a világosmezős módszerrel. Ezek gyakran biológiai tárgyak. A megvilágító és a tükör fényét egy speciális kialakítású kondenzátor - ún. sötét mező kondenzátor. A kondenzátor elhagyása után a fénysugarak nagy része, amely nem változtatta meg irányát egy átlátszó készítményen áthaladva, üreges kúp formájában nyalábot képez, és nem lép be az objektívbe (amely ezen a kúpon belül található) . A mikroszkópban a kép a kúp belsejében lévő üveglapon található, a lencsén áthaladó gyógyszer mikrorészecskéi által szétszórt sugarak kis részének segítségével jön létre. A sötétmezős mikroszkópia a Tyndall-effektuson alapul, melynek jól ismert példája a levegőben lévő porszemcsék detektálása keskeny napsugárral megvilágítva. A látómezőben sötét háttéren a preparációs szerkezet elemeinek világos képei láthatók, amelyek törésmutatóban különböznek a környezettől. A nagy részecskéknél csak a fényes szélek láthatók, amelyek szétszórják a fénysugarakat. Ezzel a módszerrel a kép megjelenése alapján lehetetlen megállapítani, hogy a részecskék átlátszóak vagy átlátszatlanok-e, illetve a környezethez képest magasabb vagy alacsonyabb törésmutatóval rendelkeznek.

Sötét terepi vizsgálat lefolytatása

A csúszdák nem lehetnek vastagabbak 1,1-1,2 mm-nél, a fedőlemezek 0,17 mm-nél, karcolás és szennyeződés nélkül. A készítmény elkészítésekor kerülni kell a buborékok és nagy részecskék jelenlétét (ezek a hibák erősen világítanak, és nem teszik lehetővé a készítmény megfigyelését). Sötét mező esetén erősebb megvilágítókat és a lámpa maximális izzását alkalmazzák.

A sötétmezős világítás beállítása alapvetően a következő:

Állítsa be a fényt Koehler szerint;

Cserélje ki a világos mezős kondenzátort egy sötét mezőre;

Merítőolajat vagy desztillált vizet kell felvinni a kondenzátor felső lencséjére;

Emelje fel a kondenzátort, amíg az érintkezésbe nem kerül a tárgylemez alsó felületével;

Egy kis nagyítású lencse az előkészítésre fókuszál;

A központosító csavarok segítségével egy világos folt kerül át a látómező közepére (néha elsötétített központi területtel);

A kondenzátor felemelésével és süllyesztésével a sötétített központi terület eltűnik, és egyenletesen megvilágított világos folt keletkezik.

Ha ez nem sikerül, akkor ellenőrizni kell a tárgylemez vastagságát (általában ez a jelenség túl vastag tárgylemezek használatakor fordul elő - a fénykúp az üveg vastagságában fókuszál).

A fény megfelelő beállítása után a kívánt nagyítású lencsét szereljük fel, és megvizsgáljuk az előkészítést.

Az ultramikroszkópos módszer ugyanazon az elven alapul - az ultramikroszkópban lévő készítményeket a megfigyelési irányra merőlegesen világítják meg. Ezzel a módszerrel rendkívül kicsi részecskéket lehet kimutatni (de nem szó szerint "megfigyelni"), amelyek mérete messze meghaladja a legerősebb mikroszkópok felbontását. Az immerziós ultramikroszkópok segítségével a készítményben akár 2 × 10 és -9 m méretű részecskék jelenléte is regisztrálható, de az ilyen részecskék alakja és pontos mérete ezzel a módszerrel nem határozható meg. Képeik diffrakciós foltok formájában kerülnek a megfigyelő elé, amelyek mérete nem maguknak a részecskék méretétől és alakjától, hanem a mikroszkóp objektív apertúrájától és nagyításától függ. Mivel az ilyen részecskék nagyon kevés fényt szórnak ki, megvilágításukhoz rendkívül erős fényforrásokra, például szénelektromos ívre van szükség. Az ultramikroszkópokat főként a kolloidkémiában használják.

Fáziskontraszt módszer

A fáziskontraszt módszer és változatossága - az ún. az "anoptrális" kontrasztmódszert arra tervezték, hogy átlátszó és színtelen tárgyakról képeket készítsen, amelyek láthatatlanok a fényes mező módszerrel történő megfigyeléskor. Ide tartoznak például az élő, festetlen állati szövetek. A módszer lényege, hogy a gyógyszer különböző elemeinek törésmutatóinak igen kis eltérései mellett is a rajtuk áthaladó fényhullám különböző fázisváltozásokon megy keresztül (ún. fáziskönnyítést nyer). Ezeket a fázisváltozásokat, amelyeket sem a szem, sem a fényképezőlap nem érzékel közvetlenül, egy speciális optikai eszköz a fényhullám amplitúdójának változásaivá, azaz fényerő-változásokká ("amplitúdó dombormű") alakítja át, amelyek már a fényhullám alapján is megkülönböztethetők. szemmel vagy a fényérzékeny rétegre rögzítve. Más szóval, az így kapott látható képen a fényesség (amplitúdók) eloszlása ​​reprodukálja a fázis domborulatát. Az így kapott képet fáziskontrasztnak nevezzük.

A fáziskontraszt eszköz bármilyen fénymikroszkópra felszerelhető, és a következőkből áll:

Lencsekészlet speciális fázislemezekkel;

Forgó tárcsás kondenzátor. Gyűrű alakú membránjai vannak, amelyek megfelelnek az egyes lencsék fázislemezeinek;

Kiegészítő teleszkóp a fáziskontraszt beállításához.

A fáziskontraszt beállítása a következő:

Cserélje ki a mikroszkóp lencséit és kondenzátorát fázislencsékre (Ph betűkkel jelölve);

Szereljen be alacsony nagyítású objektívet. A kondenzátortárcsán lévő furatnak gyűrű alakú membrán nélkül kell lennie ("0" számmal jelölve);

Állítsa be a fényt Koehler szerint;

Válasszon megfelelő nagyítású fázislencsét, és fókuszálja az előkészítésre;

Forgassa el a kondenzátortárcsát, és állítsa be a lencsének megfelelő gyűrű alakú membránt;

Technikailag lehetséges olyan optikai mikroszkópok létrehozása, amelyek objektívei és okulárjai összesen 1500-2000-es vagy még nagyobb nagyítást adnak. Ez azonban nem praktikus, mivel az objektum finom részleteinek megkülönböztetésének képességét a diffrakciós jelenségek korlátozzák. Ennek eredményeként az objektum legapróbb részleteinek képe elveszíti élességét, a kép és az objektum geometriai hasonlóságának megsértése fordulhat elő, a szomszédos pontok egybeolvadnak, és a kép teljesen eltűnhet. Ezért az optikában a következő fogalmak jellemzik a mikroszkóp minőségét:

Mikroszkóp felbontás- a mikroszkóp azon tulajdonsága, hogy külön képet adjon a vizsgált tárgy finom részleteiről.

Felbontási korlát a mikroszkóp alatt külön-külön látható két pont közötti legkisebb távolság.

Minél alacsonyabb a felbontási határ, annál nagyobb a mikroszkóp felbontása!

A felbontási korlát azt a legkisebb részletet határozza meg, amely mikroszkóp alatt a tárgylemezen megkülönböztethető.

A mikroszkóp felbontásának elméletét K. Zeiss jénai üzem igazgatója, E. Abbe professzor-optikus dolgozta ki (1840-1905). A legegyszerűbb mikropreparátumként egy diffrakciós rácsot vett (2. ábra), mikroszkópban tanulmányozta a képalkotás mechanizmusát és a következőket mutatta be.

Bemutatjuk a koncepciót rekeszszög- ez a szög a tárgy közepéből a lencsébe érkező kúpos fénysugár szélső sugarai között (3. ábra, A). Kép létrehozásához, vagyis egy tárgy feloldásához elég, ha a lencse legalább az egyik oldalán olyan sugarakat kap, amelyek csak nulla és elsőrendű maximumokat alkotnak (2. és 3. ábra, b). A nagyobb számú maximumból származó sugarak képének kialakításában való részvétel növeli a kép minőségét, kontrasztját. Ezért az ezeket a maximumokat alkotó sugaraknak az objektív nyílásszögén belül kell lenniük.

a B C D)

1 - az objektív elülső lencséje, 2 - az objektív

Így ha az objektum egy ponttal rendelkező diffrakciós rács dés a fény rendesen esik rá (2. és 3. ábra, b), akkor a kép kialakításában szükségszerűen részt kell venniük a két oldalon a nulla- és elsőrendű maximumokat alkotó sugaraknak, a j 1 szög pedig az elsőrendű maximumot alkotó sugarak elhajlási szöge, szélsőséges esetben egyenlőnek kell lennie a szöggel U/2.

Ha egy kisebb periódusú rácsot veszünk d’, akkor a j’ 1 szög nagyobb lesz, mint a szög U/2 és a kép nem jelenik meg. Tehát a rácsperiódus d túlmutatható a mikroszkóp felbontásán Z. Ezután a diffrakciós rács képletét használva a számára írunk k=1:

Csere d tovább Z, és j 1 on U/2, kapjuk

. (6)

A mikroszkópos vizsgálat során a fénysugarak különböző szögekben esnek a tárgyra. A sugarak ferde beesésével (3. ábra, G) a felbontási korlát csökken, mivel csak azok a sugarak vesznek részt a képalkotásban, amelyek az egyik oldalon nulladrendű és elsőrendű maximumokat alkotnak, és a j 1 szög megegyezik a rekeszszöggel U. A számítások azt mutatják, hogy ebben az esetben a felbontási határ képlete szükséges következő nézet:

. (7)

Ha a tárgy és a lencse közötti teret törésmutatójú immerziós közeggel töltik ki n, amely nagyobb, mint a levegő törésmutatója, akkor a fény hullámhossza l n= l ¤ n. Ezt a kifejezést behelyettesítve a felbontási határ (7) képletébe, megkapjuk

, vagy . (8)

Így a (7) képlet a szárazlencsés mikroszkóp, a (8) képlet pedig a merülőlencsés mikroszkóp felbontását határozza meg. Az értékek sin 0,5 UÉs n× sin0.5 U ezekben a képletekben az objektív numerikus apertúrájának nevezzük, és betűvel jelöljük A. Ennek ismeretében a mikroszkóp felbontási határának képlete in Általános nézetígy írják:

A (8) és (9) képletekből látható, hogy a mikroszkóp felbontása függ a fény hullámhosszától, a rekeszszög értékétől, a lencse és a tárgy közötti közeg törésmutatójától, a beesési szögtől. fénysugarak a tárgyon, de ez nem függ a szemlencse paramétereitől. Az okulár nem ad további információt a tárgy felépítéséről, a képminőséget nem javítja, csak a köztes képet nagyítja.

A mikroszkóp felbontóképessége javítható merítés alkalmazásával és a fény hullámhosszának csökkentésével. A merítés használatakor a felbontás növekedése a következőképpen magyarázható. Ha a lencse és a tárgy között levegő van (száraz lencse), akkor a fénysugár a fedőüvegről a levegőbe, alacsonyabb törésmutatójú közegbe kerülve a törés hatására jelentősen megváltoztatja irányát, így kevesebb sugár lépjen be az objektívbe. Olyan merülő közeg alkalmazásakor, amelynek törésmutatója megközelítőleg megegyezik az üveg törésmutatójával, nem figyelhető meg változás a közegben lévő sugarak lefolyásában, és több sugár kerül a lencsébe.

A víz merülőfolyadéknak számít ( n= 1,33), cédrusolaj ( n\u003d 1,515) stb. Ha a modern objektívek maximális rekeszszöge eléri a 140 0-t, akkor száraz objektívek esetén A=0,94, és olajimmerziós objektívnél A=1,43. Ha a számítás az l = 555 nm fényhullámhosszt használja, amelyre a szem a legérzékenyebb, akkor a száraz lencse felbontási határa 0,30 µm, olajimmerzióval pedig 0,19 µm lesz. A numerikus rekesznyílás értéke az objektív hengerén van feltüntetve: 0,20; 0,40; 0,65 stb.

Az optikai mikroszkóp felbontásának növelése a fény hullámhosszának csökkentésével ultraibolya sugárzással érhető el. Ehhez speciális ultraibolya mikroszkópok vannak kvarc optikával és tárgyak megfigyelésére és fényképezésére szolgáló eszközök. Mivel ezek a mikroszkópok a látható fénynek körülbelül fele hullámhosszú fényt használnak, képesek akár 0,1 µm-es mintaszerkezetek felbontására is. Az ultraibolya mikroszkópnak van egy másik előnye is - festetlen készítmények vizsgálatára használható. A legtöbb biológiai tárgy átlátszó a látható fény számára, mert nem nyeli el azt. Azonban szelektív abszorpciójuk van az ultraibolya tartományban, ezért könnyen láthatóak ultraibolya fényben.

Az elektronmikroszkóp a legnagyobb felbontású, mivel az elektron mozgása során a hullámhossz 1000-szer kisebb, mint a fény hullámhossza.

Hasznos mikroszkóp nagyítás felbontása és a szem felbontása korlátozza.

A szem felbontóképességét az a legkisebb látószög jellemzi, amelynél az emberi szem még külön-külön megkülönbözteti a tárgy két pontját. Korlátozza a pupilla diffrakciója és a retina fényérzékeny sejtjei közötti távolság. Normál szemnél a legkisebb látószög 1 perc. Ha a tárgy a legjobb látótávolságban van - 25 cm, akkor ez a szög egy 70 mikron méretű tárgynak felel meg. Ez az érték szabad szem felbontási határának tekinthető. Zr a legjobb látótávolságban. Azonban bebizonyosodott, hogy az optimális érték Zr 140-280 mikronnak felel meg. Ebben az esetben a szem tapasztalja a legkevesebb stresszt.

A mikroszkóp hasznos nagyítása legnagyobb nagyításának nevezik, amelynél a szem még mindig képes megkülönböztetni a mikroszkóp felbontási határával megegyező nagyságrendű részleteket.

A mikroszkóp lineáris nagyítása megegyezik a legjobb látótávolságban elhelyezkedő tárgy képének és magának a tárgynak az arányával (lásd az 1. képletet). Ha a mikroszkóp felbontási határát vesszük az objektum méretének Z, a képméretnél pedig a szabad szem felbontásának határa a legjobb látás távolságában Zr, akkor megkapjuk a mikroszkóp hasznos nagyításának képletét:

Behelyettesítve ebbe a képletbe Z a (9) kifejezésből kapjuk

. (11)

A (11) képletben a fény hullámhosszát 555 nm (555×10 -9 m), a szem felbontási határának optimális értékeit 140-280 μm (140-280×10 -6 m) helyettesítjük, keresse meg a mikroszkóp hasznos nagyítási intervallumát

500 A < NAK NEK P< 1000 A .

Például a legjobb, 1,43-as numerikus rekesznyílású merülőobjektívek használatakor a hasznos nagyítás 700-1400 lesz, ami azt mutatja, hogy nem tanácsos nagy nagyítású optikai mikroszkópokat tervezni. Ez a kérdés azonban mára elvesztette sürgősségét miatt széleskörű használat a biológiában és az orvostudományban akár 600 000-es nagyítást és 0,1 nm-es felbontási határt biztosító elektronmikroszkóp.

A mikroszkóp olyan, mint egy optikai műszer. A mikroszkóp felbontása.

A mikroszkóp (a mikro... és a görög skopeo szóból – nézem) egy optikai eszköz, amellyel egy nagyon kicsi, szabad szemmel nem látható, vizsgált tárgyról nagymértékben felnagyított képet kaphatunk. Mikroszkóp segítségével apró részleteket láthat egy tárgy szerkezetéről, amelynek méretei kívül esnek a szem felbontóképességén.

Az emberi szem természetes optikai rendszer, amelyet bizonyos felbontás jellemez. Egy optikai rendszer felbontása a megfigyelt objektum elemei közötti legkisebb távolság, amelynél ezek az elemek még megkülönböztethetők egymástól (egy objektum elemein pontokat vagy vonalakat értünk).

Ha az objektum az úgynevezett legjobb látótávolságon van, ami 250 mm, akkor normál emberi szemnél a minimális felbontás körülbelül 0,1 mm, sok embernél pedig körülbelül 0,2 mm. Ez körülbelül megfelel az emberi haj vastagságának. Az olyan tárgyak méretei, mint a növényi és állati sejtek, a kisméretű kristályok, a fémek és ötvözetek mikroszerkezetének részletei stb., sokkal kisebbek, mint 0,1 mm. Az ilyen objektumokat mikroobjektumoknak nevezzük. A mikroszkópokat az ilyen objektumok megfigyelésére és tanulmányozására tervezték. különféle típusok. Mikroszkóp segítségével meghatározzák a mikroobjektumok alakját, méretét, szerkezetét és sok egyéb jellemzőjét. Az optikai mikroszkóp lehetővé teszi a legfeljebb 0,20 μm-es elemek közötti struktúrák megkülönböztetését, pl. egy ilyen mikroszkóp felbontása körülbelül 0,20 µm vagy 200 nm.

Amikor a mikroszkóp felbontásáról beszélünk, az emberi szem felbontása mellett két egymáshoz közeli tárgy különálló képét értik. Azonban meg kell értened, hogy a felbontás és a nagyítás nem ugyanaz. Például, ha használ vizualizációs rendszerek hogy fénymikroszkóppal két, 0,20 mikronnál kisebb távolságra (vagyis a mikroszkóp felbontásánál kisebb) lévő vonalról fényképet kapjunk, akkor akárhogyan is nagyítjuk a képet, a vonalak továbbra is eggyé olvadnak. Azok. nagy nagyítást tudunk majd elérni, de a felbontásán nem javítunk. A mikroszkóp teljes nagyítása megegyezik az objektív lineáris nagyításának és a szemlencse szögnagyításának szorzatával. A nagyítási értékek az objektívek és az okulárok keretére vannak gravírozva. Tekintsünk egy lapos mező mikroszkópot (nem sztereoszkópos). Ezek biológiai mikroszkópok, metallográfiai, polarizáló. Az ilyen mikroszkóp lencséi általában 4-100-szoros nagyításúak, a szemlencsék pedig 5-16-szorosak. Ezért az optikai mikroszkóp teljes nagyítása 20-1600-szoros tartományba esik. Természetesen technikailag lehetséges olyan lencséket és okulárokat fejleszteni és használni olyan mikroszkópban, amely jelentősen meghaladja az 1600-szoros teljes nagyítást (például vannak 20-szoros nagyítású szemlencsék, amelyek 100-szoros objektívvel párosítva 2000-szeres nagyítás). Ez azonban általában nem praktikus. A nagy nagyítások nem öncélúak az optikai mikroszkópiánál. A mikroszkóp célja, hogy biztosítsa a gyógyszer szerkezetének minél kisebb elemeinek megkülönböztetését, pl. hogy maximalizálja a mikroszkóp felbontását. És van egy határa a fény hullámtulajdonságai miatt. Így a mikroszkóp hasznos és nem hasznos nagyítása megkülönböztethető. Hasznos nagyítás az, amikor az objektum szerkezetének új részletei derülnek ki, a haszontalan pedig az a növekedés, amelyben az objektum több százszoros vagy többszöri növelésével az objektum szerkezetének új részletei nem észlelhetők.

Még egyszer térjünk ki a felbontás fogalmára. Az optikai műszerek felbontóképessége (más néven felbontóképesség) jellemzi ezen műszerek azon képességét, hogy egy tárgy két egymáshoz közeli pontjáról külön képet adnak. Két pont közötti legkisebb lineáris vagy szögtávolságot, amelyből a képeik egyesülnek, lineáris vagy szögfelbontási határnak nevezzük. A felbontási határ megléte befolyásolja a mikroszkóppal elért nagyítások megválasztását. Az akár 1250-szeres nagyítást hasznosnak nevezzük, mivel ezekkel megkülönböztetjük az objektum szerkezetének minden elemét. Ebben az esetben a mikroszkóp felbontási lehetőségei kimerülnek. Ez a nagyítás 100-szoros olajimmerziós objektív és 12,5-szeres okulár használatával érhető el (a szemlencsék hasznos nagyítása 7,5-12,5-szeres). 1250-szeres feletti nagyításnál nem derülnek ki új részletek a gyógyszer szerkezetéről. Néha azonban ilyen nagyításokat használnak - mikrofotózásban, képek képernyőre vetítésekor és néhány más esetben.

Ha lényegesen nagyobb hasznos nagyításra van szükség, elektronmikroszkópot használnak. Ennek a mikroszkópnak sokkal nagyobb a felbontása, mint optikai mikroszkóp. Az elektronmikroszkóp a tárgyak többszörösen (legfeljebb 106-szorosára) felnagyított képének megfigyelésére és fényképezésére szolgáló eszköz, amelyben a fénysugarak helyett nagy energiákra (30-100 keV vagy több) gyorsított elektronsugarat használnak mélyvákuumban. .

A fénymikroszkópok osztályozása és alkalmazási területeik

Az optikai séma felépítése szerint Léteznek közvetlen (objektívek, fúvóka és okulárok az objektum felett) és fordított (a tárgy a képet alkotó optikai rendszer felett van) mikroszkópok. Szintén megkülönböztetni lapos mező mikroszkópok(kétdimenziós képet adva) és sztereoszkópikus mikroszkópok(térfogati - háromdimenziós kép).

Világítás útján a mikroszkópok elkülönítik az áteresztett fényt (a képet a tárgyon áthaladó fény alkotja) és a visszavert fényt (a képet a tárgy felületéről visszaverődő fény alkotja).

A mikroszkópok is oszthatók kutatási módszerekkel:

Világos mező (világos háttér előtt egy sötétebb tárgy kiemelkedik);

Sötét mező (világos tárgy vagy élszerkezetei kiemelkednek a sötét háttér előtt);

Fáziskontraszt (világosszürke háttér előtt sötétszürke domborműtárgy látható);

Lumineszcencia (a világító tárgyak vagy tárgyrészek kiemelkednek a sötét háttér előtt);

Polarizált fény (különböző színekben vagy árnyalatokban élénk színű tárgy képe látható).

A fénymikroszkópok következő alkalmazási területei különböztethetők meg:

Biológiai mikroszkópok átlátszó tárgyak laboratóriumi biológiai és orvosi vizsgálatához. Világos mező, sötét mező, fáziskontraszt, polarizált és fluoreszkáló fénymódok állnak rendelkezésre.

Sztereoszkópikus mikroszkópok laboratóriumokban és különböző iparágakban tárgyak nagyított képeinek készítésére munkavégzés közben. Visszavert és áteresztett fényben is működhet. Világos és sötét mező módok állnak rendelkezésre.

Metallográfiai mikroszkópok tudományos és ipari laboratóriumokban átlátszatlan tárgyak tanulmányozására. Dolgozzon visszavert fényben. Világos és sötét mező módok, fáziskontraszt, polarizált fény érhető el.

Polarizáló mikroszkópok tudományos és kutatólaboratóriumokban a polarizált fény speciális kutatására. Visszavert és áteresztett fényben is működhet. Világos és sötét mező módok állnak rendelkezésre.

Objektívek és okulárok mikroszkópokhoz

Mikroszkóp lencse - a mikrolencse egy összetett optikai rendszer, amely egy tárgyról felnagyított képet alkot, és a mikroszkóp fő és legfontosabb része. A mikrolencse valódi fordított képet hoz létre, amelyet az okuláron keresztül nézünk.

A lencsék optikai jellemzőiben és kialakításában különböznek:

A kromatikus aberráció korrekciójának mértéke szerint: akromaták, apokromátok stb.

A kép korrigált görbületével: - planachromat, planochromat.

A mikroszkópcső hosszában -160 mm áteresztett fénynél, 190 mm visszavert fénynél, végtelenség - áteresztett és visszavert fénynél;

Merítési tulajdonságok szerint: száraz rendszerek (merítés nélkül) és merülő rendszerek.

Az apokromát lencsék a kromatikus aberráció korrekciójának mértékében különböznek az akromat lencséktől. A kromatikus aberrációval összefüggő képhibák jobb kiküszöbölése miatt a színes objektumok (festett metszetek, mikroorganizmusok stb.) megfigyelésekor, különösen nagy nagyításnál kapott képminőség lényegesen jobb apokromát használatakor. Az apokromátokat, valamint a nagy nagyítású akromatokat kompenzációs szemlencsékkel együtt használják. Az apokromátok keretein általában APO-val vannak gravírozva. Akromatáknál és apokromátoknál, különösen nagy nagyításnál, a képmező görbülete korrigálatlan marad.