Elena 3013
У цій статті йтиметься про збільшення мікроскопа, одиниці виміру даної величини, способи візуального визначення роздільної потужності приладу. Також поговоримо про стандартні параметри цього значення та способи розрахунку збільшення для конкретного типу робіт.
Найчастіше основні параметри потужності мікроскопа вказуються на корпусі об'єктива. Викрутіть об'єктив та огляньте його. Ви можете бачити дві цифри, записані через дріб. Перша – збільшення, друга – числова апертура.
Апертура характеризує можливість приладу збирати світло та отримувати чітке зображення. Також на об'єктиві можуть бути вказані довжина тубуса та товщина покривного скла, які необхідні для роботи.
Все про збільшення мікроскопа
Збільшення вимірюється у кратах (х). Взаємини системи окуляр-об'єктив повністю визначає його значення. Твір збільшення окуляра та об'єктива говорить нам про робоче збільшення, яке створює цей мікроскоп. Залежність загального збільшення збільшення об'єктиву очевидна. За потужністю об'єктиви поділяються на такі групи:
Малі (не більше 10х);
Середні (до 50х);
Великі (понад 50х);
Надвеликі (понад 100х).
Максимальне значення збільшення об'єктиву для оптичного мікроскопа – 2000х. Значення окуляра зазвичай рівне 10х, воно рідко змінюється. А ось збільшення об'єктиву варіює у широких межах (від 4 до 100х та 2000х).
Вибираючи мікроскоп, необхідно враховувати, хто на ньому працюватиме, і яке максимальне збільшення може знадобитися. Наприклад, дошкільнику достатньо 200х, шкільні та університетські мікроскопи мають збільшення від 400-1000х. А ось дослідницький прилад повинен давати не менше ніж 1500-2000х. Це значення дозволяє працювати з бактеріями та дрібними клітинними структурами.
 |
|||
 |
|||
 |
|||
 |
Оксар.ру-Москва | 900 Р | |
 |
|||
 |
|||
| Ще пропозиції | |||
Роздільна здатність приладу
Чому залежить чіткість та якість картинки, яку дає мікроскоп? На це впливає роздільна здатність приладу. Для обчислення цієї величини потрібно знайти приватне довжини світлової хвилі та двох числових апертур. Отже, її визначають конденсор та об'єктив мікроскопа. Нагадуємо, що значення числової апертури можна побачити на корпусі об'єктива. Чим воно вище, тим краще роздільна здатність приладу.
Оптичний мікроскоп має межу роздільної здатності 0,2 мікрона. Це мінімальна відстань до зображення, коли всі точки об'єкта помітні.
Корисне збільшення мікроскопа
Про корисне збільшення ми говоримо, коли око дослідника повністю використовує роздільну здатність мікроскопа. Це досягається шляхом спостереження за об'єктом під гранично допустимим кутом. Залежить корисне збільшення лише від числової апертури та типу об'єктива. При його обчисленні числова апертура збільшується у 500-1000 разів.
Сухий об'єктив (між об'єктом і лінзою повітряне середовище) створює корисне збільшення 1000х, тобто. Чисельна апертура дорівнює 1.
Іммерсійний об'єктив (між об'єктом та лінзою шар імерсійного середовища) створює корисне збільшення 1250х, тобто. числова апертура дорівнює 1,25.
Розмите або нечітке зображення говорить про те, що корисне збільшення більше або менше наведених вище значень. Збільшення чи зменшення заданої величини значно погіршує роботу мікроскопа.
У цій статті ми говорили про основні характеристики оптичного мікроскопа та методи їх розрахунку. Сподіваємось, дана інформаціястане корисною під час роботи з цим складним приладом.
Розповісти друзям
Світлова мікроскопія
Світлова мікроскопія забезпечує збільшення до 2-3 тисяч разів, кольорове та рухоме зображення живого об'єкта, можливість мікрокінозйомки та тривалого спостереження того самого об'єкта, оцінку його динаміки та хімізму.
Основними характеристиками будь-якого мікроскопа є здатність і контраст. Роздільна здатність - це мінімальна відстань, на якій знаходяться дві точки, що демонструються мікроскопом окремо. Роздільна здатність людського ока в режимі найкращого бачення дорівнює 0.2 мм.
Контраст зображення – це відмінність яскравостей зображення та фону. Якщо ця відмінність становить менше 3 - 4%, то його неможливо вловити ні оком, ні фотопластинкою; тоді зображення залишиться невидимим, навіть якщо мікроскоп дозволяє його деталі. На контраст впливають як властивості об'єкта, які змінюють світловий потік порівняно з фоном, так і здатності оптики вловити відмінності у властивостях променя.
Можливості світлового мікроскопа обмежені хвильовою природою світла. Фізичні властивості світла - колір (довжина хвилі), яскравість (амплітуда хвилі), фаза, щільність та напрямок поширення хвилі змінюються залежно від властивостей об'єкта. Ці відмінності використовуються у сучасних мікроскопах до створення контрасту.
Збільшення мікроскопа окреслюється добуток збільшення об'єктиву збільшення окуляра. У типових дослідницьких мікроскопів збільшення окуляра дорівнює 10, а збільшення об'єктивів – 10, 45 і 100. Відповідно, збільшення такого мікроскопа становить від 100 до 1000. Деякі з мікроскопів мають збільшення до 2000. Ще більш високе збільшення немає сенсу, оскільки у своїй роздільна здатність не покращується. Навпаки, якість зображення погіршується.
Числова апертура використовується для вираження роздільної здатності оптичної системи або світлосили об'єктива. Світлосила об'єктива -інтенсивність світла, що припадає на одиницю площі зображення, приблизно дорівнює квадрату NA. Розмір NA становить приблизно 0,95 для хорошого об'єктиву. Мікроскопи зазвичай розраховують таким чином, щоб його повне збільшення становило близько 1000 NA. Якщо між об'єктивом і зразком ввести рідину (масло або, що буває рідше, дистильовану воду), то вийде «імерсійний» об'єктив з величиною NA, що досягає 1,4, та з відповідним поліпшенням роздільної здатності.
Методи світлової мікроскопії
Методи світлової мікроскопії (освітлення та спостереження). Методи мікроскопії вибираються (і забезпечуються конструктивно) залежно від характеру та властивостей об'єктів, що вивчаються, оскільки останні, як зазначалося вище, впливають на контрастність зображення.
Метод світлого поля та його різновиди
Метод світлого поля в світлі, що проходить, застосовується при вивченні прозорих препаратів з включеними в них абсорбуючими (поглинаючими світло) частинками і деталями. Це можуть бути, наприклад, тонкі пофарбовані зрізи тварин і рослинних тканин, тонкі шліфи мінералів і т. д. Без препарату пучок світла з конденсора, проходячи через об'єктив, дає поблизу фокальної площини окуляра рівномірно освітлене поле. За наявності в препараті абсорбуючого елемента відбувається часткове поглинання і часткове розсіювання світла, що падає на нього, що і обумовлює появу зображення. Можливе застосування методу і при спостереженні неабсорбуючих об'єктів, але тільки в тому випадку, якщо вони розсіюють пучок, що висвітлює, настільки сильно, що значна частина його не потрапляє в об'єктив.
Метод косого освітлення – різновид попереднього методу. Відмінність з-поміж них у тому, що світло на об'єкт направляють під великим кутом до напряму спостереження. Іноді це допомагає виявити «рельєфність» об'єкта рахунок утворення тіней.
Метод світлого поля в відбитому світлі застосовується при дослідженні непрозорих об'єктів, що відбивають світло, наприклад шліфів металів або руд. Висвітлення препарату (від освітлювача та напівпрозорого дзеркала) проводиться зверху, через об'єктив, який водночас відіграє роль конденсора. У зображенні, створюваному в площині об'єктивом разом з тубусною лінзою, структура препарату видно з-за відмінності в її здатності елементів; на світлому полі виділяються також неоднорідності, що розсіюють падаючий на них світло.
Метод темного поля та його різновиди
Метод темного поля в світлі, що проходить (Dark-field microscopy) використовується для отримання зображень прозорих неабсорбуючих об'єктів, які не можуть бути видно, якщо застосувати метод світлого поля. Найчастіше це біологічні об'єкти. Світло від освітлювача та дзеркала направляється на препарат конденсором спеціальної конструкції – т.з. конденсор темного поля. Після виходу з конденсора основна частина променів світла, що не змінила свого напрямку при проходженні через прозорий препарат, утворює пучок у вигляді порожнистого конуса і не потрапляє в об'єктив (що знаходиться всередині цього конуса). Зображення в мікроскопі формується за допомогою лише невеликої частини променів, розсіяних мікрочастинками препарату, що знаходиться на предметному склі, всередину конуса і пройшли через об'єктив. Темнопольна мікроскопія заснована на ефекті Тиндаля (Tyndall effect), відомим прикладом якого є виявлення порошин у повітрі при освітленні їх вузьким променем сонячного світла. У полі зору темному тлі видно світлі зображення елементів структури препарату, що від довкілля показником заломлення. У великих частинок видно лише світлі краї, що розсіюють промені світла. Використовуючи цей метод, не можна визначити вид зображення, прозорі частинки чи непрозорі, більший чи менший показник заломлення вони мають проти навколишнім середовищем.
Проведення темнопільного дослідження
Предметне скло повинно бути не товще 1,1-1,2 мм, покривне 0,17 мм, без подряпин і забруднень. При приготуванні препарату слід уникати наявності бульбашок і великих частинок (ці дефекти будуть видно яскравими і не дозволять спостерігати препарат). Для темнопольної застосовують потужніші освітлювачі та максимальне напруження лампи.
Налаштування темнопольного освітлення в основному полягає в наступному:
Встановлюють світло Келером;
Замінюють світлопольний конденсор темнопольним;
На верхню лінзу конденсора наносять імерсійну олію або дистильовану воду;
Піднімають конденсор до зіткнення з нижньою поверхнею предметного скла;
Об'єктив малого збільшення фокусують препарат;
За допомогою центрувальних гвинтів переводять у центр поля зору світлу пляму (іноді має затемнену центральну ділянку);
Піднімаючи та опускаючи конденсор, домагаються зникнення затемненої центральної ділянки та отримання рівномірно освітленої світлої плями.
Якщо цього зробити не вдається, то треба перевірити товщину предметного скла (зазвичай таке явище спостерігається при використанні занадто товстого предметного скла - конус світла фокусується в товщі скла).
Після правильного налаштування світла встановлюють об'єктив потрібного збільшення та досліджують препарат.
В основі методу ультрамікроскопії лежить той же принцип – препарати в ультрамікроскопах висвітлюються перпендикулярно до напрямку спостереження. При цьому методі можна виявити (але не «спостерігати» в буквальному значенні слова) надзвичайно дрібні частинки, розміри яких лежать далеко за межами роздільної здатності найбільш сильних мікроскопів. За допомогою іммерсійних ультрамікроскопів вдається зареєструвати присутність у препараті частинок з частинок розміром до 2×10 -9 ступеня м. Але форму і точні розміри таких допомогою цього методу визначити неможливо. Їх зображення представляються спостерігачеві як дифракційних плям, розміри яких залежить немає від розмірів і форми самих частинок, як від апертури об'єктива і збільшення мікроскопа. Так як подібні частинки розсіюють дуже мало світла, то для їхнього освітлення потрібні надзвичайно сильні джерела світла, наприклад, вугільна електрична дуга. Ультрамікроскопи застосовуються в основному в колоїдній хімії.
Метод фазового розмаїття
Метод фазового розмаїття його різновид - т.з. Метод «аноптрального» розмаїття призначені для отримання зображень прозорих та безбарвних об'єктів, невидимих під час спостереження за методом світлого поля. До таких відносяться, наприклад, живі незабарвлені тваринні тканини. Суть методу в тому, що навіть при дуже малих відмінностях у показниках заломлення різних елементів препарату світлова хвиля, що проходить через них, зазнає різних змін по фазі (набуває фазовий рельєф). Ці фазові зміни за допомогою спеціального оптичного пристрою, що не сприймаються безпосередньо ні оком, ні фотопластинкою, перетворюються на зміни амплітуди світлової хвилі, тобто на зміни яскравості («амплітудний рельєф»), які вже помітні оком або фіксуються на фоточутливому шарі. Інакше кажучи, в видимому зображенні розподіл яскравостей (амплітуд) відтворює фазовий рельєф. Отримане таким чином зображення називається фазово-контрастним.
Фазово-контрастний пристрій може бути встановлений на будь-якому світловому мікроскопі і складається з:
Набір об'єктивів із спеціальними фазовими пластинками;
Конденсора з диском, що повертається. У ньому встановлені кільцеві діафрагми, що відповідають фазовим платівкам у кожному з об'єктивів;
Допоміжний телескоп для налаштування фазового контрасту.
Налаштування фазового розмаїття полягає в наступному:
Замінюють об'єктиви та конденсор мікроскопа на фазові (позначені літерами Ph);
Встановлюють об'єктив малого збільшення. Отвір у диску конденсора повинен бути без кільцевої діафрагми (позначеною цифрою "0");
Налаштовують світло Келером;
Вибирають фазовий об'єктив відповідного збільшення та фокусують його на препарат;
Повертають диск конденсора та встановлюють відповідну об'єктиву кільцеву діафрагму;
Технічно можливо створити оптичні мікроскопи, об'єктиви та окуляри яких дадуть загальне збільшення 1500-2000 і більше. Однак це недоцільно, оскільки можливість розрізнити дрібні деталі предмета обмежується дифракційними явищами. Внаслідок цього зображення найдрібніших деталей предмета втрачає різкість, може виникнути порушення геометричної подоби зображення та предмета, сусідні точки зливатимуться в одну, можливо повне зникнення зображення. Тому в оптиці існують такі поняття, що характеризують якість мікроскопа:
Роздільна здатність мікроскопа- властивість мікроскопа давати окремо зображення дрібних деталей предмета, що розглядається.
Межа дозволу- це найменша відстань між двома точками, які помітні в мікроскопі окремо.
Чим менше межа роздільної здатності, тим вище роздільна здатність мікроскопа!
Межа роздільної здатності обумовлює найменший розмір деталей, які можуть бути різними в препараті за допомогою мікроскопа.
Теорію роздільної здатності мікроскопа розробив директор заводу К.Цейса в Єні професор-оптик Е.Аббе (1840-1905). Як найпростіший мікропрепарат він взяв дифракційну решітку (рис. 2), вивчив механізм формування зображення в мікроскопі та показав наступне.
Введемо поняття апертурного кута- це кут між крайніми променями конічного світлового пучка, що йде від середини об'єкта в об'єктив (рис. 3, а). Для створення зображення, тобто для дозволу об'єкта, достатньо, щоб до об'єктиву потрапили промені, що утворюють максимуми тільки нульового і першого порядку хоча б з одного боку (мал. 2 і 3, б). Участь освіти зображення променів від більшої кількості максимумів підвищує якість зображення, його контраст. Тому промені, що утворюють ці максимуми, мають бути в межах апертурного кута об'єктива.
 |
а Б В Г)
1 - фронтальна лінза об'єктива, 2 - об'єктив
Таким чином, якщо об'єктом є дифракційна решітка з періодом dі світло падає на неї нормально (рис.2 та 3, б), то у формуванні зображення обов'язково повинні брати участь промені, що утворюють максимуми нульового та першого порядків з обох сторін, а кут j 1 - кут відхилення променів, що утворюють максимум першого порядку, відповідно повинен бути, у крайньому випадку, дорівнює куту U/2.
Якщо ж взяти ґрати з меншим періодом d', то кут j' 1 буде більшим за кут U/2 та зображення не виникне. Значить період решітки dможна прийняти за межу дозволу мікроскопа Z. Тоді, використовуючи формулу дифракційної решітки, запишемо для k=1:
Замінюючи dна Z, а j 1 на U/2, отримаємо
. (6)
Під час мікроскопії світлові промені падають на об'єкт під різними кутами. При похилому падінні променів (рис.3, г) межа дозволу зменшується, так як у формуванні зображення братимуть участь тільки промені, що утворюють максимуми нульового порядку і першого порядку з одного боку, а кут j 1 дорівнюватиме апертурному куту U. Розрахунки показують, що формула межі дозволу у разі приймає наступний вигляд:
. (7)
Якщо простір між об'єктом та об'єктивом заповнити імерсійним середовищем з показником заломлення n, який більший за показник заломлення повітря, то довжина хвилі світла l n= l ¤ n. Підставляючи цей вираз у формулу для межі дозволу (7), отримаємо
, або 
. (8)
Таким чином, формула (7) визначає межу дозволу для мікроскопа із сухим об'єктивом, а формула (8) -для мікроскопа з імерсійним об'єктивом. Величини sin 0,5 Uі n× sin0,5 Uу цих формулах називають числовою апертурою об'єктива і позначають буквою А. Враховуючи це, формулу межі дозволу мікроскопа в загальному виглядізаписують так:
Як видно з формул (8) і (9), роздільна здатність мікроскопа залежить від довжини хвилі світла, величини апертурного кута, показника заломлення середовища між об'єктивом і об'єктом, кута падіння світлових променів на об'єкт, але вона не залежить від параметрів окуляра. Окуляр ніякої додаткової інформації про структуру об'єкта не дає, якість зображення не підвищує, він лише збільшує проміжне зображення.
Роздільна здатність мікроскопа може бути підвищена за рахунок використання імерсії та зменшення довжини хвилі світла. Підвищення роздільної здатності під час використання імерсії можна пояснити так. Якщо між об'єктивом і об'єктом знаходиться повітря (сухий об'єктив), то світловий промінь при переході з покривного скла в повітря середовище з меншим показником заломлення значно змінює свій напрямок в результаті заломлення, тому менше променів потрапляє в об'єктив. При використанні імерсійного середовища, показник заломлення якого приблизно дорівнює показнику заломлення скла, зміна ходу променів у середовищі не спостерігається і більше променів потрапляє в об'єктив.
Як імерсійну рідину беруть воду ( n=1,33), кедрова олія ( n=1,515) та ін. Якщо максимальний апертурний кут у сучасних об'єктивів досягає 140 0 то для сухого об'єктиву А=0,94, а об'єктиву з масляною імерсією А=1,43. Якщо при розрахунку використовувати довжину хвилі світла l = 555 нм, до якої найбільш чутливе око, то межа роздільної здатності сухого об'єктива становитиме 0,30 мкм, а з масляною імерсією - 0,19 мкм. Значення числової апертури вказується на оправі об'єктива: 0,20; 0,40; 0,65 та ін.
Підвищення роздільної здатності оптичного мікроскопа за рахунок зменшення довжини хвилі світла досягається при використанні ультрафіолетового випромінювання. Для цього є спеціальні ультрафіолетові мікроскопи з кварцовою оптикою та пристроями для спостереження та фотографування об'єктів. Так як у цих мікроскопах використовується світло з довжиною хвилі приблизно вдвічі менше, ніж у видимого світла, то вони здатні дозволяти структури препарату розмірами близько 0,1 мкм. Ультрафіолетова мікроскопія має ще одну перевагу – з її допомогою можна досліджувати незабарвлені препарати. Більшість біологічних об'єктів прозорі у видимому світлі, оскільки не поглинають його. Однак вони мають вибіркове поглинання в ультрафіолетовій області і, отже, легко помітні в ультрафіолетових променях.
Найбільша роздільна здатність у електронного мікроскопа, так як довжина хвилі при русі електрона в 1000 разів менше довжини світлової хвилі.
Корисне збільшення мікроскопа обмежено його роздільною здатністю і роздільною здатністю ока.
Роздільна здатність ока характеризується найменшим кутом зору, у якому людське око ще розрізняє окремо дві точки предмета. Вона лімітується дифракцією на зіниці та відстанню між світлочутливими клітинами сітківки. Для нормального ока найменший кут зору дорівнює 1 хвилині. Якщо предмет знаходиться на відстані найкращого зору - 25 см, цей кут відповідає предмету розміром 70 мкм. Цю величину вважають межею дозволу неозброєного ока Z rна відстані найкращого зору. Однак показано, що оптимальна величина Z rдорівнює 140-280 мкм. При цьому очі відчуває найменшу напругу.
Корисним збільшенням мікроскопаназивають його максимальне збільшення, у якому око ще може розрізняти деталі, рівні за величиною межі дозволу мікроскопа.
Лінійне збільшення мікроскопа дорівнює відношенню величини зображення предмета, розташованого з відривом найкращого зору, до величини самого предмета (див. формулу 1). Якщо розмір предмета приймемо межу дозволу мікроскопа Z, а розмір зображення - межа дозволу неозброєного ока з відривом найкращого зору Z r, то отримаємо формулу корисного збільшення мікроскопа:
Підставляючи у цю формулу Zз виразу (9), отримаємо
. (11)
Підставивши у формулу (11) довжину хвилі світла 555 нм (555×10 -9 м), оптимальні величини меж роздільної здатності ока 140-280 мкм (140-280×10 -6 м), знайдемо інтервал значень корисного збільшення мікроскопа
500 А < Доп< 1000 А .
Наприклад, при використанні кращих імерсійних об'єктивів з числовою апертурою 1,43, корисне збільшення становитиме 700-1400, звідси видно, що конструювати оптичні мікроскопи з великим збільшенням недоцільно. Однак на даний час це питання втратило свою гостроту у зв'язку з широким використанняму біології та медицині електронного мікроскопа, що забезпечує збільшення до 600 000, а межа дозволу - до 0,1 нм.
Мікроскоп як оптичний прилад. Роздільна здатність мікроскопа.
Мікроскоп (від мікро... і грецького skopeo - дивлюся) - це оптичний прилад для отримання сильно збільшеного зображення маленького об'єкта, що вивчається, невидимого неозброєним оком. За допомогою мікроскопа можна розглянути дрібні деталі будови об'єкта, розміри яких лежать за межами роздільної здатності ока.
Людське око є природним оптичну систему, Яка характеризується певним дозволом. Дозвіл оптичної системи називається найменша відстань між елементами об'єкта, що спостерігається, при якому ці елементи ще можуть бути відмінні один від одного (під елементами об'єкта ми розуміємо точки або лінії).
Якщо об'єкт видалено на так звану відстань найкращого бачення, яка становить 250 мм, то для нормального людського ока мінімальна роздільна здатність становить приблизно 0,1 мм, а у багатьох людей – близько 0,2 мм. Приблизно це відповідає товщині людської волосинки. Розміри об'єктів, таких як рослинні та тваринні клітини, дрібні кристали, деталі мікроструктури металів та сплавів тощо, значно менші за 0,1 мм. Такі об'єкти називають мікрооб'єкти. Для спостереження та вивчення подібних об'єктів і призначені мікроскопи різних типів. За допомогою мікроскопа визначають форму, розміри, будову та багато інших характеристик мікрооб'єктів. Оптичний мікроскоп дає можливість розрізняти структури із відстанню між елементами до 0,20 мкм, тобто. роздільна здатність такого мікроскопа становить близько 0,20 мкм або 200 нм.
Коли говорять про роздільну здатність мікроскопа, мають на увазі, як і під роздільною здатністю людського ока, роздільне зображення двох близько розташованих об'єктів. Проте, треба розуміти, що здатність і збільшення - це не одне і теж. Наприклад, якщо за допомогою систем візуалізаціїотримати зі світлового мікроскопа фотографії двох ліній, розташованих на відстані менше 0,20 мкм (тобто менш роздільної здатності мікроскопа), то, як би ми не збільшували зображення, лінії все одно будуть зливатися в одну. Тобто. ми зможемо отримати велике збільшення, але не покращимо його дозвіл. Загальне збільшення мікроскопа дорівнює добутку лінійного збільшення об'єктиву на кутове збільшення окуляра. Значення збільшення гравіруються на оправах об'єктивів та окулярів. Розглянемо мікроскоп плоского поля (не стереоскопічний). Це біологічні мікроскопи, металографічні, поляризаційні. Зазвичай об'єктиви такого мікроскопа мають збільшення від 4 до 100 разів, а окуляри - від 5 до 16. Тому загальне збільшення оптичного мікроскопа лежить в межах від 20 до 1600 разів. Зрозуміло, технічно можливо розробити і застосувати в мікроскопі об'єктиви та окуляри, які дадуть загальне збільшення, що значно перевищує 1600 разів (наприклад, існують окуляри зі збільшенням 20 разів, які в парі з об'єктивом 100 разів дадуть збільшення 2000 разів). Проте, зазвичай, це недоцільно. Великі збільшення є самоціллю оптичної мікроскопії. Призначення мікроскопа у тому, щоб забезпечити розрізнення якомога дрібніших елементів структури препарату, тобто. у максимальному використанні роздільної здатності мікроскопа. А вона має межу, обумовлену хвильовими властивостями світла. Таким чином, розрізняють корисне та корисне збільшення мікроскопа. Корисне збільшення - це коли можна виявити нові деталі будівлі об'єкта, а не корисне - це збільшення, у якому, збільшуючи об'єкт у сотні і більше разів, не можна виявити нових деталей будівлі об'єкта.
Ще раз зупинимося на понятті роздільної здатності. Роздільна здатність оптичних приладів (так само її називають роздільна сила) характеризує здатність цих приладів давати роздільні зображення двох близьких один до одного точок об'єкта. Найменша лінійна або кутова відстань між двома точками, починаючи з якої їх зображення зливаються, називається лінійною або кутовою межею роздільної здатності. Існування межі роздільної здатності впливає вибір збільшення, які ми отримуємо з допомогою мікроскопа. Збільшення до 1250 крат називають корисними, тому що при них ми розрізняємо всі елементи структури об'єкта. При цьому можливості мікроскопа по роздільній здатності вичерпуються. Це збільшення отримуємо при використанні об'єктива 100 разів, що працює з масляною іммерсією, і окуляра 12,5 рази (корисне збільшення окулярів лежить від 7,5 до 12,5 рази). При збільшеннях понад 1250 кратів не виявляються жодні нові деталі структури препарату. Однак іноді такі збільшення використовують у мікрофотографії, при проектуванні зображень на екран і в деяких інших випадках.
Коли необхідно суттєво більш високе корисне збільшення використовують електронний мікроскоп. Цей мікроскоп має значно більш високу роздільну здатність, ніж оптичний мікроскоп. Електронний мікроскоп - це прилад для спостереження та фотографування багаторазово (до 106 разів) збільшеного зображення об'єктів, у якому замість світлових променів використовуються пучки електронів, прискорених до більших енергій (30-100 кев та більше) в умовах глибокого вакууму.
Класифікація світлових мікроскопів та області їх застосування
За будовою оптичної схемирозрізняють прямі (об'єктиви, насадка та окуляри розташовані над об'єктом) та інвертовані (об'єкт знаходиться над оптичною системою, що формує зображення) мікроскопи. Також розрізняють мікроскопи плоского поля(що дають двовимірне зображення) та стереоскопічні мікроскопи(Об'ємне - тривимірне зображення).
За способами освітленнярозділяють мікроскопи світла, що проходить (зображення формується світлом, що проходить через об'єкт) і відбитого світла (зображення формується світлом, відбитим від поверхні об'єкта).
Мікроскопи можна розділити також за методами дослідження:
Світлого поля (на світлому фоні виділяється темніший об'єкт);
Темного поля (на темному тлі виділяється світлий об'єкт чи його крайові структури);
Фазового розмаїття (на світло-сірому фоні спостерігається темно-сірий рельєфний об'єкт);
Люмінесценції (на темному тлі виділяються об'єкти, що світяться, або частини об'єкта);
Поляризоване світло (спостерігається яскраво забарвлене в різні кольори або відтінки зображення об'єкта).
Можна виділити такі області застосування світлових мікроскопів:
Біологічні мікроскопи для лабораторних біологічних та медичних досліджень прозорих об'єктів. Доступні режими світлого та темного поля, фазовий контраст, поляризоване та люмінесцентне світло.
Стереоскопічні мікроскопи в лабораторіях та на різних виробництвах для отримання збільшених зображень об'єктів під час проведення робочих операцій. Можлива робота у відбитому і проходить світлі. Доступні режими світлого та темного поля.
Металографічні мікроскопи в наукових та промислових лабораторіях для дослідження непрозорих об'єктів. Робота у відбитому світлі. Доступні режими світлого та темного поля, фазовий контраст, поляризоване світло.
Поляризаційні мікроскопи в наукових та дослідницьких лабораторіях для спеціалізованих досліджень у поляризованому світлі. Можлива робота у відбитому і проходить світлі. Доступні режими світлого та темного поля.
Об'єктиви та окуляри для мікроскопів
Об'єктив мікроскопа - мікрооб'єктив є складною оптичною системою, що утворює збільшене зображення об'єкта, і є основною і найбільш відповідальною частиною мікроскопа. Мікрооб'єктив створює дійсне перевернене зображення, що розглядається через окуляр.
Об'єктиви розрізняються за оптичними характеристиками та конструкцією:
За рівнем виправлення хроматичної аберації: ахромати, апохромати та ін.
З виправленою кривизною зображення: - планахромати, планахромати.
По довжині тубуса мікроскопа -160 мм для світла, що проходить, 190 мм для відбитого світла, нескінченність - для проходить і відбитого світла;
За властивостями імерсії: сухі системи (без імерсії) та імерсійні системи.
Об'єктиви апохромати відрізняються від ахроматів ступенем виправлення хроматичної аберації. Завдяки більш досконалому усунення дефектів зображення, пов'язаних з хроматичною аберацією, якість зображення, одержуваного при спостереженні кольорових об'єктів (забарвлені зрізи, мікроорганізми тощо), особливо при великих збільшеннях, значно вища за використання апохроматів. Апохромати, і навіть ахромати великого збільшення застосовуються разом із компенсаційними окулярами. На оправі апохроматів зазвичай вигравіруване АПО (APO). У ахроматів та апохроматів, особливо великого збільшення, залишається невиправленою кривизна поля зображення.