| Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Объектив и окуляр микроскопа
Окуляр устанавливается сверху, в него мы смотрим. Вместе с монокулярным микроскопом поставляется как минимум один окуляр, а вот для бинокулярных моделей нужна уже хотя бы пара. Объектив микроскопа – аксессуар, который «смотрит» на образец. Он расположен прямо над предметным столиком. В самые простые детские микроскопы устанавливают один объектив, в микроскопы любительского и профессионального уровня – не менее трех. Если объективов несколько, они фиксируются в револьверном устройстве – механизме, который позволяет их менять прямо во время наблюдений. У каждого окуляра и объектива есть свое увеличение. А увеличение микроскопа высчитывается по формуле: кратность окуляра умножить на кратность объектива. Поэтому чем больше в комплекте поставки окуляров и объективов, тем больше в микроскопе вариантов увеличений. Рассмотрим на примере. Есть два окуляра кратностью 10х и 12,5х и три объектива с кратностью 10х, 40х и 100х. На какое увеличение микроскопа можно рассчитывать? Ответ в табличке ниже.
Например, мы видим, что взяв окуляр 10х и объектив 40х микроскопа, мы получили увеличение в 400 крат. Это простое перемножение характеристик выбранных оптических аксессуаров. В нашем интернет-магазине вы можете найти микроскопы с разной комплектацией и возможностями. Раздел представлен по ссылке. 4glaza.ru Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru. Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:
|
В одной из наших предыдущих статьей мы рассказывали о механической системе микроскопа. Пришло время поговорить и об оптической. Самые важные и незаменимые ее элементы – объектив и окуляр микроскопа. Иногда этих аксессуаров бывает несколько – все зависит от модели оптического прибора. В детских микроскопах редко встретишь больше одного объектива и одного окуляра. А вот комплектация профессиональной модели может включать, например, шесть объективов и четыре окуляра. Зачем такое разнообразие – давайте разбираться!Подбираем окуляры к микроскопу
Какое-то время назад Вы стали счастливым обладателем микроскопа и теперь желаете увеличить его возможности? Если это так, то для расширения возможностей ваших исследований можно дополнительно приобрести окуляры, объективы, осветители, бинокулярные насадки, специальные камеры-окуляры для вывода изображений на ПК и иные аксессуары к микроскопу.
Давайте более подробно рассмотрим окуляры для микроскопов как наиболее часто покупаемые аксессуары к микроскопу.
Окуляры дают дополнительную возможность расширить рамки увеличений микроскопа. Увеличение микроскопа можно посчитать достаточно просто – нужно умножить увеличение объектива на увеличение окуляра. Для примера, если увеличение вашего объектива 10х и окуляра тоже 10х, то общее увеличение будет равняться 100х. Однако у объективов микроскопа есть некоторый предел разрешения, как и у любого оптического прибора, поэтому не нужно гнаться за увеличением микроскопа более 1500х. Максимально полезное увеличение можно рассчитать путем умножения числовой апертуры на 1000. К примеру, максимально полезное увеличение у объектива с числовой апертурой 1,30 равняется 1300 крат.
Вниманию потребителей представлены несколько разновидностей окуляров разных производителей.
В комплект к школьным микроскопам входят достаточно простые окуляры системы Гюйгенса. Маркировка таких окуляров, проставленная на их оправе, включает только увеличение окуляра, порой с буквой Н. Поле зрения окуляров Гюйгенса небольшое, нет коррекции хроматизма, они применимы только к визуальным наблюдениям.
Если на маркировке окуляра проставлена буква К, то речь идет о компенсационном окуляре. Такой окуляр компенсирует остаточный хроматизм ахроматических объективов. Маркировка на оправе окуляра К10х/18 говорит о том, что это компенсационный окуляр, который дает увеличение 10 крат, а его поле зрения составляет 18 мм. Компенсационные окуляры применимы для микросъемки цифровыми фотоаппаратами напрямую через окуляр без съемной оптики. В настоящее время компания «ЛОМО» выпускает несколько видов компенсационных окуляров к микроскопам, что указано в таблице:
|
Маркировка окуляра |
Увеличение окуляра |
Диаметр поля зрения |
|
К5х |
5 |
22 мм |
|
К7х |
7 |
18 мм |
|
К10х |
10 |
13 мм |
|
К10х/18 |
10 |
18 мм |
|
К15х |
15 |
11 мм |
|
К20х |
20 |
9 мм |
Буквами WF в маркировке обозначаются широкоугольные окуляры. Маркировка окуляра WF15/15 будет означать увеличение 15 крат и, соответственно, поле зрения 15 мм.
|
Маркировка окуляра |
Увеличение окуляра |
Диаметр поля зрения |
|
WF10X/18 |
10 |
18 мм |
|
WF15X/13 |
15 |
13 мм |
|
WF15X/15 |
15 |
15 мм |
|
WF20X/11 |
20 |
11 мм |
Также можно найти в продаже специализированные окуляры со шкалой (микрометрические окуляры). При помощи такого окуляра можно с точностью измерить размеры исследуемого объекта. ОАО «ЛОМО» представляет измерительный окуляр К7х. Еще к микрометрическим окулярам может прилагаться сетка Автандилова, при помощи которой возможно измерить площадь наблюдаемого объекта.
Важно знать! Часто к учебным микроскопам в комплекте идет окуляр с указателем, например, WF10х/18. Указателем является специальная игла в окуляре, используя которую можно указать на часть исследуемого через микроскоп объекта, чтобы сделать на ней акцент. Игла в окуляре является съемной.
Микроскопы Eastcolight
У многих детей уже в раннем возрасте проявляется повышенных интерес к строению живой и неживой природы. Так почему бы любящим родителям не помочь своим чадам открыть для себя новый мир с помощью микроскопа.
Язык под микроскопом
Язык — мышечный орган, являющийся органом осязания, вкуса, помогающий в процессе приема пищи, звуко- и речевоспроизведения. Его строение полностью отвечает функциональным особенностям, характерным языку.
Устройство микроскопа и правила работы с ним
Изучение клеток микроорганизмов, невидимых невооруженным глазом, возможно только при помощи микроскопов. Эти приборы позволяют получать изображение исследуемых объектов, увеличенное в сотни раз (световые микроскопы), в десятки и сотни тысяч раз (электронные микроскопы).
Биологический микроскоп называется световым, так как он обеспечивает возможность изучать объект в проходящем свете в светлом и темном поле зрения.
Основными элементами современных световых микроскопов являются механическая и оптическая части (рис. 1).
К механической части относятся штатив, тубус, револьверная насадка, коробка микромеханизма, предметный столик, макрометрический и микрометрический винты.
Штатив состоит из двух частей: основания и тубусодержателя (колонки). Основание микроскопа прямоугольной формы имеет снизу четыре опорные площадки, что обеспечивает устойчивое положение микроскопа на поверхности рабочего стола. Тубусодержатель соединяется с основанием и может перемещаться в вертикальной плоскости при помощи макро- и микрометрического винтов. При вращении винтов по часовой стрелке тубусодержатель опускается, при вращении против часовой стрелки – поднимается от препарата. В верхней части тубусодержателя укреплена головка с гнездом для монокулярной (или бинокулярной) насадки и направляющей для револьверной насадки. Головка крепится винтом.
Тубус – это труба микроскопа, позволяющая поддерживать определенное расстояние между основными оптическими деталями – окуляром и объективом. Вверху в тубус вставляется окуляр. Современные модели микроскопов имеют наклонный тубус.
Револьверная насадкапредставляет собой вогнутый диск с несколькими гнездами, в которые ввинчиваются 3–4 объектива. Вращая револьверную насадку, можно быстро установить любой объектив в рабочее положение под отверстие тубуса.
Рис. 1. Устройство микроскопа:
1 – основание; 2 – тубусодержатель; 3 – тубус; 4 – окуляр; 5 – револьверная насадка; 6 – объектив; 7 – предметный столик; 8 – клеммы, прижимающие препарат; 9 – конденсор; 10 – кронштейн конденсора; 11 – рукоятка перемещения конденсора; 12 – откидная линза; 13 – зеркало; 14 – макровинт; 15 – микровинт; 16 – коробка с механизмом микрометрической фокусировки; 17 – головка для крепления тубуса и револьверной насадки; 18 – винт для крепления головки
Коробка микромеханизма несет с одной стороны направляющую для кронштейна конденсора, а с другой – направляющую для тубусодержателя. Внутри коробки находится механизм фокусировки микроскопа, представляющий собой систему зубчатых колес.
Предметный столик служит для размещения на нем препарата или другого объекта исследования. Столик может быть квадратным или круглым, подвижным или неподвижным. Подвижный столик перемещается в горизонтальной плоскости при помощи двух боковых винтов, что позволяет рассматривать препарат в разных полях зрения. На неподвижном столике для обследования объекта в разных полях зрения препарат перемещают рукой. В центре предметного столика имеется отверстие для освещения снизу лучами света, направляемыми от осветителя. На столике имеются две пружинные клеммы, предназначенные для закрепления препарата.
Некоторые системы микроскопов снабжены препаратоводителем, необходимым при исследовании поверхности препарата или при подсчете клеток. Препаратоводитель позволяет производить передвижение препарата в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. На препаратоводителе имеется система линеек – нониусов, с помощью которых можно присвоить координаты любой точке исследуемого объекта.
Макрометрический винт (макровинт) служит для предварительной ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта. При вращении макровинта по часовой стрелке тубус микроскопа опускается, при вращении против часовой стрелки – поднимается.
Микрометрический винт (микровинт) используют для точной установки изображения объекта. Микрометрический винт является одной из наиболее легко повреждаемых частей микроскопа, поэтому с ним надо обращаться осторожно – не вращать с целью грубой установки изображения во избежание самопроизвольного опускания тубуса. При полном повороте микровинта тубус передвигается на 0,1 мм.
Оптическая часть микроскопа состоит из основных оптических деталей (объектив и окуляр) и вспомогательной осветительной системы (зеркало и конденсор).
Объективы (от лат. objektum – предмет) – наиболее важная, ценная и хрупкая часть микроскопа. Они представляют собой систему линз, заключенных в металлическую оправу, на которой указаны степень увеличения и числовая апертура. Наружная линза, обращенная плоской стороной к препарату, называется фронтальной. Именно она обеспечивает увеличение. Остальные линзы называются коррекционными и служат для устранения недостатков оптического изображения, возникающих при рассмотрении исследуемого объекта.
Объективы бывают сухие и иммерсионные, или погружные. Сухим называется объектив, у которого между фронтальной линзой и рассматриваемым объектом находится воздух. Сухие объективы обычно имеют большое фокусное расстояние и увеличение 8х или 40х. Иммерсионным (погружным) называют объектив, у которого между фронтальной линзой и препаратом находится специальная жидкая среда. Вследствие разницы между показателями преломления стекла (1,52) и воздуха (1,0) часть световых лучей преломляется и не попадает в глаз наблюдателя. В результате этого изображение получается нечетким, более мелкие структуры остаются невидимыми. Избежать рассеивания светового потока можно путем заполнения пространства между препаратом и фронтальной линзой объектива веществом, показатель преломления которого близок к коэффициенту преломления стекла. К таким веществам относятся глицерин (1,47), кедровое (1,51), касторовое (1,49), льняное (1,49), гвоздичное (1,53), анисовое масло (1,55) и другие вещества. Иммерсионные объективы имеют на оправе обозначения: I (immersion) – иммерсия, НI (homogen immersion) – однородная иммерсия, OI (oil immersion) или МИ – масляная иммерсия. В настоящее время в качестве иммерсионной жидкости чаще используют синтетические продукты, соответствующие по оптическим свойствам кедровому маслу.
Объективы различают по их увеличению. Величина увеличения объективов обозначена на их оправе (8х, 40х, 60х, 90х). Кроме того, каждый объектив характеризуется определенной величиной рабочего расстояния. Для иммерсионного объектива это расстояние составляет 0,12 мм, для сухих объективов с увеличением 8х и 40х – 13,8 и 0,6 мм соответственно.
Окуляр (от лат. okularis – глазной) состоит из двух линз – глазной (верхней) и полевой (нижней), заключенных в металлическую оправу. Окуляр служит для увеличения изображения, которое дает объектив. Увеличение окуляра обозначено на его оправе. Существуют окуляры с рабочим увеличением от 4х до 15х.
При длительной работе с микроскопом следует пользоваться бинокулярной насадкой. Корпуса насадки могут раздвигаться в пределах 55–75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. Бинокулярные насадки часто имеют собственное увеличение (около 1,5х) и коррекционные линзы.
Конденсор (от лат. condenso – уплотняю, сгущаю) состоит из двух-трех короткофокусных линз. Он собирает лучи, идущие от зеркала, и направляет их на объект. При помощи рукоятки, расположенной под предметным столиком, конденсор может перемещаться в вертикальной плоскости, что приводит к увеличению освещенности поля зрения при поднятом конденсоре и уменьшению его при опущенном конденсоре. Для регулировки интенсивности освещения в конденсоре имеется ирисовая (лепестковая) диафрагма, состоящая из стальных серповидных пластинок. При полностью открытой диафрагме рекомендуется рассматривать окрашенные препараты, при уменьшенном отверстии диафрагмы – неокрашенные. Под конденсором расположена откидная линза в оправе, используемая при работе с объективами малого увеличения, например, 8х или 9х.
Зеркало имеет две отражающие поверхности – плоскую и вогнутую. Оно закреплено на шарнирах в основании штатива и его можно легко поворачивать. При искусственном освещении рекомендуется пользоваться вогнутой стороной зеркала, при естественном – плоской.
Осветитель выполняет функцию искусственного источника света. Он состоит из низковольтной лампы накаливания, закрепляющейся на штативе, и понижающего трансформатора. На корпусе трансформатора имеется рукоятка реостата, регулирующего накал лампы и тумблер для включения осветителя.
Во многих современных микроскопах осветитель вмонтирован в основание.
Объектив микроскопа | Микроскопия — Микросистемы
«Свет — самое тёмное место в физике»
Объектив микроскопа – линза или система линз, собирающая и фокусирующая световые лучи от наблюдаемого объекта для получения изображения. Для увеличения изображения, необходимо увеличить угол зрения на объекте. Если Вам необходимо рассмотреть какой-то объект более детально, то достаточно приблизить его к глазам, но если Вам необходимо рассмотреть микроскопические объекты, то нужны мощные линзы. Первое, что нужно знать для понимания оптики: оптическое изображение – это световая проекция от видимых точек на плоскость. Чем ярче, контрастнее и многочисленнее точки – тем ярче, контрастнее и чётче изображение.Объективы классифицируются по степени коррекции аберраций (оптических искажений) и линейному увеличению:
ПЛАН – в таких объективах исправлены сферические аберрации. Всё изображение резкое и четкое.
АХРОМАТ – в этих объективах исправлены хроматические аберрации для двух длин волн (красный и синий, либо красный и зелёный), то есть волны с этими длинами волн, сфокусированы в одной точке.
ФЛЮОРИТ (ФЛУОТАР, ФЛУОРИТ/ПОЛУАПОХРОМАТ) – в таких объективах скорректированы хроматические аберрации для нескольких длин волн. Так же такие объективы пропускают намного больше света, чем Ахроматы. Применяются для исследований в УФ спектре, поскольку используются специальные стекла с пропусканием в УФ области спектра.
АПОХРОМАТ – в таких объективах скорректированы аберрации для четырех и более длин волн. Обеспечивают превосходную цветопередачу и яркость изображения. Пропускают больше света из ИК и видимого спектра, чем Флюорит, но меньше УФ.
СУПЕРАПОХРОМАТ – самые сбалансированные объективы, отличаются наилучшей цветопередачей. Пропускают волны в видимом диапазоне, УФ и ИК.
Объективы
Маркировка объективов Olympus:
Термины:
Числовая апертура – это безразмерная величина, которая характеризует диапазон углов, в которых оптическая система может принимать или испускать свет. В микроскопии от числовой апертуры напрямую зависит и разрешение.
Разрешение – это минимальное различимое расстояние между двумя соседними точками.
Поле зрения – диаметр видимого изображения на исследуемом объекте.
Иммерсия – специальная жидкость с определённым коэффициентом преломления, служащая средой для прохождения света между исследуемым объектом и объективом для увеличения апертуры.
Рабочее расстояние – расстояние от линзы до исследуемого объекта, в пределах которого его изображение будет резким.
Оптическая система с коррекцией на бесконечность – свет, собранный от образца, проходит через линзы объектива параллельными лучами. Параллельные лучи преломляются в линзах тубуса и фокусируется в промежуточное изображение.
Такая корректировка даёт неоспоримые преимущества: можно изменять расстояние между тубусом и объективом, добавлять модули для ортоскопии, коноскопии, дополнительные светоделители и прочие.
Поляризационный объектив (P) – объектив, изготовленный из специального стекла без внутренних напряжений.Объектив для фазового контраста (PH) – объектив со встроенным фазовым кольцом.
Объективы Olympus подразделяются на сферы использования: для естественных наук и материаловедения. Виды объективов:
UPLSAPO – Универсальные План Суперапохромат, объективы с максимально возможной коррекцией в видимой части спектра, ближнем УФ и ИК. Имеется регулировка рабочего расстояния и апертуры. Такие объективы используются в конфокальных микроскопах и оптических системах сверхвысокого разрешения. Забудьте «мыльное» изображение в школьных микроскопах, в эти объективы вы сможете рассмотреть даже органеллы клеток, но для этого класса оборудования, такая задача не ставится. Такие объективы предназначены для конфокальных микроскопов, слайд-сканнеров и инспекционных систем. Обратите внимание на график светопропускания. Многие ошибочно думают, что пропускание такого широкого спектра лучей – невозможно, но факты говорят сами за себя.
PLAPON – План Апохромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне, ближнем УФ и частично ИК. Хорошее решение для спектрометрии и исследований в ИК диапазоне.
UPLFLN – Универсальные План Флюорит, объективы с коррекцией в видимом диапазоне и УФ. Предпочтителен при недостатке освещения, т.к. пропускает больше всего света. Лучшие друзья биологов, медиков и криминалистов. Слабая флуоресценция – серьёзная проблема для естественных наук, а учитывая, что каждая линза, даже просветлённая, рассеивает 2-5% света. В системе из 8 линз недостаток чувствуется очень остро. В этих объективах используется специальное низкодисперсное (UD) стекло и минерал флюорит, которое пропускает максимально возможное количество света. Изображение в этих объективах выглядит максимально сочным, ярким и резким, потому что в нём скорректированы практически все хроматические аберрации. У флюоритов низкий уровень дисперсии, поэтому расхождение света минимально и пользователь не видит цветного гало, даже на максимальном приближении.
PLN – План Ахромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне (голубой, зелёный, жёлтый). Эти объективы – стандарт для любой клинико-диагностической лаборатории. Хорошо пропускают свет во всём видимом спектре, а План коррекция позволяет работать со всем полем зрения без дополнительной перефокусировки.
ACHN – Ахромат, объективы без коррекции сферических аберраций, но с частичной коррекцией хроматизмов. Эти недорогие объективы подойдут для образовательных учреждений и любителей.
LCACHN – Ахромат с большим рабочим расстоянием, недорогие объективы предназначенные для исследования объектов с выраженным неровным профилем.
CPLFLN – План Флюорит для прецентрированного фазового контраста. Прецентрированный фазовый контраст, это одно из чудес современной оптики, ведь его нельзя сбить и не нужно каждый раз тратить время на точную настройку. У этих объективов большое рабочее расстояние, поэтому их используют в инвертированных микроскопов для микроскопии культур в специальной посуде.
APO – Апохромат, скорректированы многие хроматические аберрации в видимом, ближнем УФ и ИК диапазоне. Передаёт истинные цвета изображения и может использоваться для цитологии и гистологии.
UPLFL-P – План Флюорит для поляризации, сочетает в себе все достоинства флюорита и свободного от внутренних напряжений стекла. Универсальный светосильный объектив, в сочетании с линзой Бертрана отлично подходит для поляризации и ДИК. Эти объективы используют кристаллографы и минерологи, криминалисты, исследователи различных волокон. Поляризация один из основных методов контрастирования, ведь она не требует предварительной подготовки образцов, поэтому данные объективы широко распространены.
XLFLUOR – Флюорит для флуоресцентных исследований на малых увеличениях. Объектив уникален как по позиционированию, так и по исполнению. Обнаружить флуоресценцию в крупных объектах гораздо сложнее, чем рассмотреть её на большом увеличении. Всё дело в засветке и крайне малой светимости для малого увеличения, но у этого объектива малое поле зрения, максимально возможная (для малого увеличения) апертура, а значит высокая чувствительность.
MPLAPO – План Ахромат для материаловедения. Рассчитан на работу в отражённом свете, то есть свет падает через объектив на образец и отразившись от образца проходит через объектив и попадает на окуляры. Блики от осветителя отражённого света отсутствуют. Эти объективы устанавливаются в металлографических микроскопах, микроскопах для исследований нано материалов и мельчайших структур. В первую очередь – это исследовательские объективы.
MPLFLN – План Флюорит для материаловедения. Хорошая просветлённая оптика отлично подойдёт для изучения материалов, а ультрафиолете, а также ДИК контрасте.
MPLFLN-BD – План Флюорит для материаловедения, для светлого и тёмного поля. Свет в этом объективе попадает от осветителя на образец, через специальные каналы в стенках объектива, благодаря чему, реализуется метод тёмного поля.
MPLFLN-DBP — План Флюорит для материаловедения, для светлого, тёмного поля и поляризации. Отличается от предыдущего оптикой без напряжений. Лучшее, из доступного на данный момент, в среднем ценовом сегменте профессиональных микроскопов.
LMPLFLN – План Флюорит для материаловедения с большим рабочим расстоянием. Сделать объектив с большим рабочим расстоянием – весьма нетривиальная задача, потому что длиннофокусные линзы дают менее чёткое изображение.
MPLN – План Ахромат для материаловедения. Рядовые объективы, которые отлично подойдут для несложных исследований в металлографии, химии и электронике.
MPlanIR – Объективы для ИК микроскопии. Переключение между ИК и видимым освещением требует от обычного объектива фокусировку и подстройку освещения. С ИК коррекцией этого делать не нужно. Это не только экономия времени, но и повышенная точность.
По вопросам консультации и поставки — свяжитесь с нами любым удобным способом:
+7 (495) 234-23-32
Форма обратной связи
▷ Как выбрать микроскопы — в ✔ E-katalog.ru ✔ , советы по выбору, характеристики в каталоге микроскопов
Тип
— Биологический. Микроскопы, изначально рассчитанные на использование преимущественно в биологии и медицине — для изучения клеток, микроорганизмов и других подобных объектов. Одним из основных отличий данного типа микроскопов от стереоскопических является то, что в объективе используется только одна линза, и изображение получается плоским (притом что окуляр при этом может быть и одинарным, и сдвоенным, подробнее см. «Окуляр»). Таким образом, оценить объём предметов при взгляде через такой прибор невозможно. С другой стороны, биологические микроскопы могут обеспечивать довольно высокую кратность увеличения — до 2000х; а в тех сферах, где они применяются, объёмность и не требуется.— Стереоскопический. Микроскопы, имеющие объектив с парой линз и сдвоенный окуляр. Такая конструкция позволяет смотреть в окуляр обоими глазами и видеть при этом достоверное объёмное изображение. Микроскопы этого типа предназначаются в первую очередь для ремонта и сборки часов и других мелких механизмов, создания миниатюр, пайки микросхем, криминалистических исследований и т. п. Они дают сравнительно невысокое увеличение (до 200х, а иногда всего в несколько десятков крат), однако объёмность изображения позволяет точно орудовать инструментами в поле зрения. Кроме того, удобству работы способствуют большие рабочие расстояния.
Принцип работы
— Оптический. Традиционные микроскопы, работа которых основана на использовании линз и других оптических элементов. Позволяют обеспечить высокое качество изображения и хорошую кратность увеличения, при этом не зависят от электричества (разве что для системы подсветки могут понадобиться батарейки). В микроскопах этого типа используются традиционные окуляры, однако есть отдельные модели, допускающие подключение внешней камеры и вывод изображения на дисплей компьютера. Также отметим, что это единственный принцип, применяемый в стереоскопических моделях (см. «Тип»)— Цифровой. Микроскопы этого типа фактически представляют собой цифровые камеры, дополненные мощной увеличивающей оптикой. Изображение с такой камеры нужно выводить на экран; некоторые модели оснащены собственными дисплеями, другие экранов не имеют, и их нужно подключать к компьютеру/ноутбуку. Преимуществом первой разновидности является независимость от внешнего оборудования, достоинства второго варианта — компактность и сравнительно невысокая стоимость. В то же время стоит отметить, что по степени увеличения большинство цифровых микроскопов уступает оптическим, а для стереоскопического изображения этот принцип не подходит.
— Оптико-цифровой. Микроскопы, сочетающие в себе особенности оптических и цифровых моделей (см. соответствующие пункты). От «чисто цифровых» приборов та…кие модели отличаются более продвинутой оптикой, с револьверной головкой и высокой кратностью увеличения; от оптических — встроенной камерой и использованием экрана в роли окуляра (традиционные окуляры в оптико-цифровых моделях не применяются).
Кратность увеличения
Диапазон кратностей увеличения, обеспечиваемый прибором — от минимальной до максимальной.Кратность микроскопа высчитывается по формуле «кратность окуляра умножить на кратность объектива». Например, 20х объектив с 10х окуляром дадут кратность 10*20 = 200х. Современные микроскопы могут оснащаться револьверными головками на несколько объективов, зум-объективами (см. ниже) и сменными окулярами — так что в большинстве моделей кратность можно регулировать. Это позволяет подстраивать устройство под разные ситуации: когда нужно рассмотреть мелкие детали, используется высокая степень увеличения, а вот для расширения поля зрения кратность нужно уменьшать.
Подробные рекомендации по оптимальным кратностям для разных задач можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что многие производители идут на хитрость и указывают максимальное значение кратности по степени увеличения, достигаемой с дополнительной линзой Барлоу. Такая линза действительно может дать серьёзный прирост кратности, однако не факт, что изображение при этом получится качественным; подробнее см. «Комплектация».
Портативный
В данную категорию включены микроскопы небольшого размера, изначально рассчитанные на возможность постоянной переноски с собой и применение «в поле», вне лабораторий. Некоторые из таких устройств по габаритам и весу сравнимы с карманными фонариками. Кратность у портативных микроскопов невелика — до 100 – 200х, в некоторых моделях до 500х; однако высокая степень увеличения при упомянутом применении и не требуется. Подобные приборы ценятся ювелирами, экспертами-криминалистами и другими специалистами, которым часто приходится проводить исследования в полевых условиях.Объектив
— Зум-объектив. Объектив с переменной кратностью увеличения. Такая оптика позволяет плавно изменять общую кратность микроскопа в определённых пределах, не меняя объектива/окуляра и даже не отрываясь от наблюдений. С другой стороны, зум-объективы сложнее и дороже оптики с постоянной кратностью. Поэтому применяются они в основном в стереоскопических микроскопах (см. «Тип»): при ремонте, сборке и других задачах, для которых применяются такие приборы, возможность плавной подстройки кратности бывает крайне полезной.— Кратность увеличения. Кратность увеличения, обеспечиваемая объективом. Этот параметр, наряду с кратностью окуляра, влияет на общую кратность увеличения прибора (см. выше). Большинство биологических микроскопов (см. «Тип») оснащаются несколькими объективами разной кратности на револьверной головке; это позволяет подстраивать степень увеличения по желанию пользователя. Стандартные варианты кратности таких объективов — 4х, 10х, 40х, 100х.
— Ахромат. Одна из разновидностей цветовой коррекции, применяемой в объективах. Необходимость цветовой коррекции обусловлена тем, что свет разных цветов по-разному преломляется линзами, и без дополнительных мер изображение в микроскопе расплывалось бы радужными разводами. Ахроматика — одна из простейших разновидностей цветовой коррекции, в такой оптике скорректированы цветовые искажения по жёлтому и зелёному цвету. Объективы-ахроматы отличаются простотой ко…нструкции и невысокой стоимостью. Правда, качество изображения в них далеко от идеала: чёткое изображение такой объектив даёт только в центре картинки, ширина зоны резкости составляет около трети от общей ширины поля зрения, а по краям изображения могут появляться красно-синие разводы. Впрочем, этого вполне достаточно для общего ознакомления, начального обучения, а нередко — и для более серьёзных задач.
— Планахромат. Улучшенная и доработанная разновидность ахроматических объективов (см. выше). В планахроматах предусматривается дополнительная коррекция кривизны поля, благодаря чему область чётко видимого изображения в таких объективах составляет не менее 2/3 от общей ширины поля зрения, а нередко — и более. Именно такие объективы рекомендуются для серьёзной учёбы и профессионального применения.
— Посадочный диаметр. Размер резьбы, используемой для установки объектива. Больший посадочный диаметр, как правило, означает большую ширину объектива, а значит — более высокую светосилу и лучшее качество изображения. С другой стороны, крупный размер сказывается на габаритах, весе и стоимости оптики. В современных микроскопах в основном встречаются диаметры от 20 до 35 мм. Зная размер резьбы, можно приобретать сменные или запасные объективы для устройства.
Окуляр
— Монокуляр. Окуляр с одной линзой, в который можно смотреть только одним глазом. По очевидным причинам используется только в биологических микроскопах (см. «Тип»). Преимуществами монокуляров являются прежде всего меньшие размеры и стоимость, чем у других разновидностей; кроме того, они не требуют подстройки по межзрачковому расстоянию. С другой стороны, постоянно смотреть в окуляр одним глазом утомительно, поэтому данный вариант слабо подходит для ситуаций, когда в микроскоп приходится заглядывать часто и подолгу.— Бинокуляр. Сдвоенный окуляр, в который можно смотреть сразу обоими глазами. Отметим, что такая оптика применяется не только в стереомикроскопах, изначально предназначенных для рассматривания предмета через два объектива (см. «Тип»), но и в биологических микроскопах с одним объективом. Дело в том, что смотреть в оптический прибор двумя глазами значительно удобнее, чем одним, глаза при этом меньше нагружаются и усталость наступает не так быстро. Поэтому для серьёзных задач, связанных с частым использованием микроскопа, оптимальным вариантом являются бинокуляры (или тринокуляры, см. ниже). Обходится такая оптика дороже монокулярной, однако это компенсируется удобством использования.
— Тринокуляр. Разновидность бинокуляра (см. соответствующий пункт), дополненная третьим оптическим каналом для специальной камеры-видеоокуля…ра. Такая камера, как правило, подключается к ПК или ноутбуку; установив её в гнездо для третьего окуляра, можно осуществлять фото- и видеосъёмку, а также выводить изображение в реальном времени на экран компьютера. Одновременно с этим можно смотреть в микроскоп и обычным способом. Устройства с тринокулярами весьма функциональны и универсальны, однако сложны и стоят недёшево.
— LCD-экран. Наличие у микроскопа LCD-экрана, заменяющего традиционный окуляр. К такому прибору не нужно всякий раз наклоняться для просмотра изображения, что бывает очень удобно, если наблюдения нужно совмещать с ведением записей и другими подобными занятиями. Микроскопы подобной конструкции обычно имеют функцию фото- и видеосъёмки, а также различные встроенные инструменты — например, масштабную сетку для оценки размеров видимых объектов, выводящуюся прямо на экран. Кроме того, изображение на экране может видеть не только непосредственный пользователь, но и все, кто находится рядом; такие возможности бывают незаменимы во время учебных занятий, консультаций, презентаций и т. п. С другой стороны, подобные микроскопы получаются громоздкими и дорогими.
— Кратность увеличения. Кратность увеличения, обеспечиваемая окуляром. Этот параметр, наряду с кратностью объектива, влияет на общую кратность увеличения прибора (см. выше). Классическим вариантом для окуляров в микроскопах считается 10х, однако встречаются и более высокие значения. В комплект поставки может входить несколько окуляров, разной кратности — для изменения общей степени увеличения. Встречается обозначение кратности с буквенным индексом, например, WF10x. Это означает, что окуляр имеет расширенное поле зрения (WF — широкое, EWF — экстра-широкое, UWF — сверхширокое).
— Наклон окуляра. От наклона окуляра зависит положение головы наблюдателя при взгляде в микроскоп и общее удобство использования. По данному показателю можно выделить три основных варианта: фиксированный угол, регулируемый угол, без наклона. Фиксированный угол чаще всего составляет 30° или 45° относительно горизонтали, именно эти значения считаются наиболее удобными. В микроскопах с регулируемым углом весь штатив, с тубусом и предметным столиком, закреплён на основании при помощи поворотного крепления. Это наиболее удобный вариант, позволяющий подстраивать наклон под свои предпочтения, однако крепление со временем склонно разбалтываться, поэтому в профессиональных микроскопах оно применяется редко. Третья разновидность — вертикальные микроскопы, без наклона — особого распространения не получили: такая конструкция используется в некоторых стереоскопических моделях (см. «Тип») для того, чтобы предметный столик оставался строго горизонтальным (это важно при некоторых работах с микроскопическими объектами).
— Посадочный диаметр. Номинальный диаметр окуляра, используемого в микроскопе, а также диаметр отверстия в тубусе, предназначенного для установки окуляра. В современных микроскопах используется несколько стандартных диаметров, в частности, 23 и 27 мм. На практике данный параметр необходим прежде всего в том случае, если планируется приобретать запасные или сменные окуляры к микроскопу, либо если «в хозяйстве» уже имеется окуляр, и нужно оценить его совместимость с данной моделью.
— Диоптрическая коррекция. Диапазон диоптрической коррекции, предусмотренный в окуляре. Такая коррекция применяется для того, чтобы близорукий или дальнозоркий человек мог смотреть в микроскоп без очков или контактных линз. В большинстве моделей с данной функцией диапазон коррекции составляет порядка 5 диоптрий в обе стороны; это позволяет использовать микроскоп при невысокой и средней степени близорукости/дальнозоркости.
Максимальное рабочее расстояние
Наибольшее рабочее расстояние, обеспечиваемое микроскопом.Рабочим расстоянием называют расстояние от объектива до рассматриваемого предмета. Этот параметр важен в первую очередь для стереомикроскопов (см. «Тип»): чем больше пространства остаётся под объективом, тем удобнее работать с различными инструментами и приспособлениями в поле зрения прибора. Однако тут стоит учитывать, что максимальное рабочее расстояние достигается на минимальной кратности увеличения, с ростом кратности объектив приходится приближать к рассматриваемому предмету. Для биологических же микроскопов рабочее расстояние не имеет особого значения: такие приборы работают в основном с плоскими препаратами, к которым объектив можно подводить практически вплотную.
Револьверная головка
Количество объективов в револьверной головке микроскопа.Револьверная головка представляет собой круглую насадку с несколькими объективами разной кратности. Поворачивая такую насадку, можно менять используемый в данный момент объектив; а чем больше объективов — тем шире у пользователя выбор при подборе оптимальной кратности микроскопа. С другой стороны, большое количество оптики сказывается на габаритах и цене устройства. В свете этого большинство современных микроскопов имеют 3 – 4 объектива — это количество считается оптимальным по соотношению функционала и цены.
Предметный столик
Конструкция предметного столика, предусмотренного в микроскопе.— Стационарный. Предметный столик, закреплённый неподвижно; наведение на резкость в таких микроскопах осуществляется за счёт движения вверх-вниз тубуса с объективом и окуляром. Такие системы просты и недороги, однако наводить резкость, глядя в постоянно движущийся окуляр, не очень удобно. Кроме того, для продвинутых биологических микроскопов (см. «Тип») с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр») данный вариант слабо подходит ещё и по некоторым конструктивным причинам. А вот абсолютное большинство стереомикроскопов оснащается именно стационарными столиками — это наиболее разумная конструкция с учётом специфики применения.
— Подвижный. В микроскопах этого типа вся оптическая система неподвижно закреплена на штативе, а предметный столик может перемещаться вверх-вниз для наведения оптики на резкость. Такая конструкция встречается исключительно в биологических микроскопах (см. «Тип»). Она несколько сложнее и дороже, чем при неподвижном столике, но в то же время значительно удобнее: при наведении на резкость окуляр не двигается, что позволяет с комфортом подстраивать изображение, не отрываясь от наблюдения. Кроме того, именно подвижный столик является наиболее подходящим для продвинутых приборов с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр»), практически все подобные микроскопы имеют подобное оснащение.
Препаратоводитель
Наличие препаратоводителя в конструкции предметного столика.Препаратоводитель представляет собой приспособление для плавного перемещения препаратных стёкол под объективом микроскопа, а также фиксации условных координат отдельных участков препарата. За перемещение отвечают механизмы, позволяющие сдвигать стекло отдельно в продольном и поперечном направлении. Фиксацию координат обеспечивают специальные шкалы с нониусами, точность определения координат может составлять от 0,1 до 0,01 мм.
Данная функция встречается исключительно в биологических микроскопах (см. «Тип»). Её наличие может быть крайне важным для исследований, связанных с высокими кратностями увеличения. Без препаратоводителя стекло пришлось бы перемещать вручную, а поиск определённых участков был бы весьма непростой, а то и невозможной задачей.
Фокусировка
Виды фокусировки (наведения на резкость), предусмотренные в микроскопе. Фокусировка осуществляется за счёт изменения расстояния между рассматриваемым предметом и объективом; виды её могут быть такими:— Грубая. Данный способ означает наличие одного поворотного регулятора, отвечающего за перемещение объектива или предметного столика. Достоинства подобной конструкции — простота и невысокая стоимость. В то же время фокусировка на высоких кратностях в таких микроскопах является довольно непростой задачей: поворачивать ручку настройки приходится буквально по долям миллиметра.
— Грубая / точная. Фокусировка, осуществляемая двумя механическими регуляторами — для предварительного наведения на резкость и для окончательной тонкой подстройки. Такая настройка сама по себе удобнее, чем только грубая (см. выше), а на высоких кратностях она бывает просто незаменимой. С другой стороны, наличие дополнительного регулятора усложняет и удорожает конструкцию, поэтому встречается данный вариант преимущественно в полупрофессиональных и профессиональных микроскопах.
— Ручная. Способ, предполагающий отсутствие механизма фокусировки как такового. Наведение на резкость в таких приборах осуществляется за счёт того, что пользователь вручную перемещает объектив — например, сдвигая его вверх-вниз на вертикальном штативе и фиксируя в нужном положении зажимом, или наклоняя вперёд-назад на поворотном креплении. Данный вариант подходит только д…ля моделей с невысокой кратностью, не требующих особой точности при фокусировке; он встречается преимущественно в цифровых микроскопах без собственного экрана (см. «Принцип работы»), а также портативных моделях (см. соответствующий пункт).
Блокировка фокусировки
Возможность заблокировать механизм фокусировки микроскопа. Один из вариантов применения данной функции — работа с большим количеством однотипных препаратов: заблокировав наведённый на резкость микроскоп, можно менять препараты, не тратя времени на фокусировку при каждой смене. Кроме того, блокировка не помешает при работе на очень высоких кратностях (от 1000х и выше). Фокус на таких увеличениях нужно наводить очень точно, а рабочее расстояние получается небольшим — в итоге, случайно задев ручку грубой фокусировки, можно основательно сбить настройки или даже «въехать» объективом в препарат. Блокировка позволяет избежать подобных неприятностей.Подсветка
Тип подсветки предметного столика, используемой в микроскопе.— Светодиодная (LED). Наиболее продвинутая на сегодняшний день разновидность подсветки. Светодиоды дают яркий свет белого цвета с холодной окраской, оптимальный для работы с прозрачными образцами. Такие источники света можно оснащать регуляторами яркости. Кроме того, LED-подсветка чрезвычайно экономична в плане потребления энергии и практически не вырабатывает излишнего тепла. Всё это делает данный вариант подходящим даже для наиболее продвинутых микроскопов.
— Галогенная. До появления светодиодов подобная подсветка была основным вариантом, применявшимся в биологических микроскопах (см. «Тип») среднего и профессионального уровней. Галогенные лампы обеспечивают мощный поток света, при этом яркость подсветки, как правило, можно регулировать; спектр свечения получается достаточно удобным для наблюдений, а нагрев относительно невелик (хотя и больше, чем в светодиодах). По экономичности энергопотребления такое освещение уступает светодиодному, однако превосходит лампы накаливания.
— Лампа накаливания. Наиболее простая и недорогая разновидность подсветки. Собственно, именно невысокая стоимость является основным преимуществом подобных систем. А вот недостатков у ламп накаливания немало. Во-первых, они дают тёплый оттенок свечения, искажающий цветопередачу; для несложных задач это не критично, но вот в серьёзных исследованиях недопустимо. Во-вторых, лампа сильно нагревается, что…может отрицательно повлиять на препарат. В-третьих, такое освещение потребляет довольно много энергии. Как следствие, лампы накаливания встречаются исключительно в недорогих микроскопах начального уровня, и даже среди них они постепенно выходят из употребления.
— Зеркальная. Освещение при помощи зеркала, отражающего свет от окна, потолочной лампы или другого внешнего источника освещения. Из достоинств этого варианта можно назвать простоту, невысокую стоимость, компактность и полную независимость от источников энергии. С другой стороны, подобный микроскоп зависит от внешнего освещения, а настройка зеркала требует определённых навыков и с непривычки может оказаться довольно непростым делом. Поэтому в чистом виде зеркальные системы используются сравнительно редко, однако зеркало может предусматриваться как дополнение к другому источнику освещения, например, галогенной лампе.
Верхняя подсветка
Наличие в микроскопе подсветки, направленной сверху вниз. В биологических микроскопах (см. «Тип») такая подсветка даёт возможность рассматривать непрозрачные объекты; также в некоторых случаях она может применяться как дополнение к основному нижнему освещению. А в стереоскопических моделях применяется только верхний свет — это обусловлено спецификой применения.Конденсор
Особенности конструкции конденсора, установленного в микроскопе.Конденсор является частью системы подсветки в биологических микроскопах (см. «Тип»). Это оптическая система, особым образом обрабатывающая поступающий на препаратное стекло поток света. Для разных ситуаций могут потребоваться разные способы такой обработки; соответственно, в микроскопах могут применяться разные виды конденсоров. Тем не менее, самым популярным в наше время является простейший конденсор Аббе. Он обеспечивает концентрацию пучка света и равномерное его распределение по полю зрения. Изначально такое приспособление предназначено для исследований методом светлого поля, однако может применяться и для фазоконтрастных наблюдений. Конденсор Аббе мможет оснащаться ирисовой апертурной диафрагмой — с её помощью можно снизить яркость освещения — а также цветными светофильтрами.
Другие, более специфические виды конденсоров (например, фазовый или тёмного поля) обычно приобретаются по отдельности и в стандартное оснащение микроскопа включаются редко.
В характеристиках конденсора может указываться N.A. — размер апертуры (действующего отверстия) в миллиметрах, например, N.A.=1,2. Это довольно специфический параметр; достаточно сказать, что он подбирается производителем под комплектные объективы и на выбор микроскопа принципиально не влияет.
Встроенная камера
Наличие в микроскопе собственной встроенной камеры, позволяющей осуществлять фото- и видеосъёмку объектов в поле зрения, а также выводить изображение на внешний экран (или собственный, при его наличии). Конкретные особенности применения данной функции могут быть разными, в зависимости от особенностей конструкции. Так, некоторые микроскопы (в основном портативные, см. соответствующий пункт) работают только с внешними экранами, другие имеют собственные дисплеи, третьи могут работать и с собственным, и с внешним экраном. Аналогично могут различаться особенности записи фото/видео; подробнее см. соответствующий пункт.Функции и возможности
— Регулировка межзрачкового расстояния. Возможность изменять расстояние между окулярами в бинокулярном или тринокулярном микроскопе (см. «Окуляр»). Для нормальной видимости необходимо, чтобы расстояние между линзами окуляров соответствовало расстоянию между зрачками пользователя. У разных людей это расстояние различается, соответственно, для комфортного использования может потребоваться данная настройка.— Регулировка яркости. Возможность изменять яркость подсветки — для подстройки освещения под особенности ситуации. К примеру, для исследования тонкого прозрачного препарата в светлом поле высокая яркость будет излишней, а вот при просвечивании плотного тёмного объекта без неё не обойтись.
— Освещение по Келлеру. Наличие в микроскопе освещения по системе Келлера. Такое освещение применяется исключительно в биологических моделях (см. «Тип») , оно является признаком прибора профессионального уровня. Система Келлера усложняет и удорожает конструкцию, кроме того, для неё может потребоваться специфическая настройка, однако при правильной настройке качество освещения получается очень высоким, а изображение — максимально достоверным. Отметим, что в микроскопах встречается т. н. «упрощённая система Келлера», когда настройки выставляются на заводе и не поддаются изменению; однако в данном случае имеется в виду именно полноценное…, регулируемое освещение по Келлеру.
— Запись фото / видео. Возможность фото- и видеосъёмки изображения, видимого в микроскоп. Особенности реализации данной функции в разных микроскопах могут быть разными. К примеру, одни модели нужно подключать к компьютеру, другие могут записывать материалы напрямую на карту памяти или другой носитель. Также сами камеры, осуществляющие съёмку, могут быть как встроенными, так и съёмными (см. «Комплектация»/соответствующие пункты).
Питание
Способы питания, предусмотренные в микроскопе. Даже оптическим моделям может потребоваться источник энергии для работы подсветки (см. выше), а для других разновидностей питание является практически обязательным. Некоторые модели могут поддерживать несколько типов питания.— Сеть 220 В. Подключение к обычной розетке на 220 В. Достаточно удобный и практичный вариант, слабо подходящий разве что для портативных моделей (см. выше).
— USB порт. Питание от разъёма USB часто встречается в цифровых микроскопах (см. «Принцип работы»): устройство запитывается от того же разъёма, через который подключается к компьютеру или другому внешнему экрану. А в оптических моделях подобное питание может предусматриваться в дополнение к вышеописанной сети 220 В . Отметим, что USB-порты, помимо прочего, встречаются также в ноутбуках и других портативных устройствах, что позволяет применять такие микроскопы даже при отсутствии розеток поблизости. Это особенно удобно в случае портативных приборов (см. выше).
— Аккумулятор. Питание от собственного встроенного аккумулятора, в некоторых случаях — несъёмного. Данный вариант делает микроскоп полностью автономным и позволяет применять его даже при полном отсутствии поблизости внешних источников питания. С другой стороны, этот момент актуален в основном для портативных моделей, и то лишь в отдельных случаях, а встроенная батарея заметно сказывается на весе, габаритах и цене устройства. Поэтому чисто аккумуляторные…микроскопы встречаются крайне редко, чаще такой способ питания предусматривается в дополнение к сети 220 В или USB (см. выше) — как запасной на случай проблем с внешним питанием.
— Батарейки. Ещё одна разновидность автономного питания, наряду с описанными выше аккумуляторами. Наличие батарейного отсека обходится дешевле встроенного аккумулятора, однако сами батарейки приходится приобретать отдельно — причём либо регулярно покупать одноразовые элементы, либо выложить довольно крупную сумму за аккумуляторы и зарядное устройство к ним. Кроме того, качество батареек сильно зависит от конкретной марки, и далеко не всякие элементы могут нормально «завести» микроскоп и обеспечить приемлемое время автономной работы. Поэтому такое питание, как и аккумуляторное, в чистом виде встречается редко, чаще оно дополняет подключение к сети 220 В или USB.
Комплектация
Дополнительное оснащение, входящее в комплект поставки микроскопа.— Камера. В данном случае подразумевается съёмная камера, устанавливамая либо на основной оптический канал (для использования внешнего экрана в роли окуляра), либо на третий дополнительный канал тринокуляра (см. «Окуляр»). Помимо этого, встречаются также встроенные камеры (см. соответствующий пункт). Некоторые модели, поставляемые без камеры, позволяют докупить её отдельно, но данный вариант комплектации в целом всё же более удобен.
— Адаптер для смартфона. Приспособление, позволяющее устанавливать на микроскоп смартфон таким образом, чтобы камера аппарата «видела» изображение в окуляре. Таким образом можно проводить фото- и видеосъёмку на смартфон, а также использовать его экран в качестве окуляра — например, если изображение хочется показать сразу нескольким людям.
— Набор аксессуаров и препаратов. Набор дополнительных принадлежностей для работы с микроскопом. В такой набор обычно входят как минимум препаратные и покрывные стёкла; помимо них, в комплекте могут поставляться инструменты для препарирования, различные вспомогательные составы (смола для приклеивания, масла и жидкости для иммерсионных объективов), а также готовые препараты для проверки возможностей микроскопа и первоначального обучения работе с ним.
— Линза Барлоу. Дополнительная линза, которая устанавливается пер…ед окуляром и изменяет общую кратность увеличения — как правило, в сторону повышения, но возможно и наоборот. Чтобы вычислить общую степень увеличения при применении такой оптики, нужно изначальную кратность прибора умножить на кратность линзы: к примеру, 200х микроскоп с 1,6х линзой Барлоу даст 200*1,6 = 320х увеличение. Отчасти именно поэтому линзы Барлоу имеют очень невысокую кратность — даже она даёт значительный прирост увеличения. Вторая причина заключается в том, что повышать общую степень увеличения имеет смысл только до определённого предела — сверх этого предела оптика будет лишь растягивать изображение, не повышая детализацию. Собственно, во многих микроскопах именно это и происходит, если настроить прибор на максимальную кратность и установить линзу Барлоу. Так что данное приспособление стоит рассматривать скорее как инструмент для настройки увеличения на средних кратностях, а не как способ повышения максимальной кратности.
— Чехол/кейс. Футляр для хранения и транспортировки микроскопа. Чехлами называют мягкие футляры, они предназначены в основном для защиты от загрязнений; кейсы делаются из твёрдых материалов, они более громоздки, зато способны защитить прибор ещё и от ударов и сотрясений..
Окуляры современных микроскопов
Окуляры современных микроскопов
Окуляры. Окуляр в световом микроскопе увеличивает первичное (промежуточное) изображение, сформированное объективом. Окуляр может также рассматриваться как элемент внешней стороны макро (оборачивающей) системы линз, создаваемой окуляром плюс преломляющие элементы глаза наблюдателя, видео- или фотографической камеры.
Промежуточная плоскость изображения (которая лежит между линзами в окулярах многих типов или предшествует линзовым элементам в окулярах типа Рамсдена), или его сопряженная плоскость используется для размещения полевых ограничителей, ирисовых диафрагм, сеток, микрометрических шкал, компаратора светоделителя и т.п., которые нужны для появления этих элементов в той же фокальной плоскости, что и препарат.
Диск Рамсдена, выходной зрачок объектива, изображаемый окуляром, обычно располагается на коротком расстоянии над окуляром. Так как диск Рамсдена должен лежать в плоскости зрачка наблюдателя, предусматриваются специальные окуляры с большим выносом зрачка для удобства наблюдателя, носящего очки (особенно при астигматизме). Окуляры с большим выносом зрачка также используются для включения устройств для отклонения луча (такие как сканирующие зеркала в лазерных сканирующих конфокальных микроскопах) или устройств с преобразованием апертуры (например, апертура окклюдеров для стерео наблюдений через один объектив бинокулярного микроскопа).
Увеличение окуляров определяется как 25 см, деленное на фокусное расстояние окуляра. На окуляре указываются увеличение и размер поля (например, 1 Ох/20, означает 10 -увеличение или 25 см — фокусное расстояние с полем зрения 20 мм), вместе с именем изготовителя и специальными атрибутами, как например, без хроматической аберрации (СР), широкое поле (\У, \УР, Е\УР), план (Р, РЬ), компенсационный (СОМР, С, К), с большим выносом зрачка (Н, изображены очки), с перекрестием и заглушкой ориентации для кристаллографии (pol), проекция (pro), фотографирование (photo), видео (TV) и т.п. Также, специальные окуляры обеспечивают большую плоскость поля зрения (обозначены как «широкопольный», «экстра широкопольный», «план», «периплан», «гиперплан» и т.п., некоторые с размерами поля, колеблющимися до 28 мм).
По аналогии с объективами микроскопа, некоторые конструкции приняты стандартными и некоторые стандартные обозначения используются для указания исполнения или функции окуляров. Два физических параметра окуляров, тем не менее, стали более или менее стандартизованными. Внешний диаметр окуляра стал равен или 23.2мм или 30.0 мм, и справочное расстояние, или высота окуляра (то есть, расположение промежуточной плоскости изображения от опорной плоскости окуляра) сейчас в основном это расстояние 10 мм.
В прошлом, окуляры с широкими диапазонами возрастающего увеличения были предназначены регулировать общее увеличение изображения микроскопа, но эта практика теперь заменена использованием нескольких, более откорректированных окуляров в соединении с устройством, изменяющим увеличение в тубусе корпуса микроскопа, или окуляром плавного изменения увеличения проекции масштаба.
Факторы, влияющие на выбор фокусного расстояния окуляра и его увеличения, включающие оптимизацию общего увеличения микроскопа и способности разрешения изображения, подбирают характеристиками МПФ (модуляционной передаточной функции) детектора и регулировкой доступного охвата поля. В флуоресцентной микроскопии по видео, Б1С (дифференциально-интерференционный контраст), поляризации, темному полю и т.п., общее увеличение часто должно расти за предельным классическим «пустым увеличением», чтобы наблюдать моментальные объекты, диаметры которых расположены ниже предела разрешающей способности микроскопа. Тем не менее, в зависимости от характеристик МПФ, чувствительности и всех доступных пикселей в датчике, могут возникнуть конфликты между потребностью в большом увеличении, яркости изображения, и охвате поля. Чтобы оптимизировать общее увеличение изображения, может быть нужно убрать подгонку увеличения окуляра, и дополнительно выбрать объектив с соответствующим увеличением и соотношением числовой апертуры к увеличению. Окуляры изменения масштаба изображения особенно пригодны для тонкой регулировки увеличения, чтобы оптимизировать отношение сигнал/шум и время интеграции изображения в видео микроскопии. Для изображений с очень низким уровнем света, например, в фотонном изображении, увеличение окуляра менее, чем 1, возможно нужно для того, чтобы достаточно высоко поднять коэффициент сигнал/шум, при этом пожертвовав пространственным разрешением.
Дополнительно к урегулированию увеличения изображения и размещению выходного зрачка микроскопа в удобной позиции, окуляр компенсирует аберрации, которые не скорректированы должным образом в объективе и тубусной линзе. Окуляры Гюйгенса в комбинации с маломощными ахроматическими объективами и компенсационные окуляры в сочетании с высокоапертурными ахроматическими и апохроматическими объективами, корректируют поперечную хроматическую аберрацию. Некоторые высокоапертурные ахроматические объективы умышленно проектируются так, чтобы обеспечить остаточные аберрации (включая кривизну поля), которые подобны тем аберрациям в апохроматам, потому что некоторые компенсационные окуляры применяются, чтобы компенсировать аберрации в объективах обоих типов.
Определенные классы современных объективов достаточно хорошо корректируются, чтобы требовать минимальной компенсационной коррекции окуляров. Например, объективы Nikon CF и современные объективы Zeiss Jena разработаны таким образом, чтобы обеспечивать соответствующее хорошо корригированное промежуточное изображение, потому что окуляры сами по себе также свободны от поперечного и продольного хроматизма и некоторых сферических аберраций. Пренебрегая степенью коррекции в окулярах, современные микроскопы обеспечивают изображение с цветовой коррекцией, полем зрения и плоскостностью поля значительно лучше более ранних моделей.
Следует признать, что описание современных принципов построения микроскопов является Ноу-хау и не является предметом широкого обсуждения. Только специалисты могут судить о тех или иных конструктивных особенностях микроскопов конкурирующих между собой фирм-производителей данного виде техники. Основная задача инженеров при поиске новых подходов в реализации основного концептуального принципа- это прогнозируемость результата и удобство прибора при использовании его потребителем.
В этой связи необходимо отметить наличие в данной статье устаревших технических данных по микроскопам различных фирм, а также очевидную неконкретность в описании некоторых конструктивных решений. Авторы статьи пошли по пути простого описания схемных решений современных микроскопов различных производителей, без попытки анализа и комментариев их оптимальности.
Поверхностный подход к изложению материала, связанного с теоретическими и практическими изысканиями в построении схемных решений, например, микрообъективов, обусловливает наличие неправильного трактования и просто ошибок.
Некоторые материалы иллюстрируют подход 10 летней давности.
Вместе с тем, нами не обнаружено других источников, где в популярной и доступной форме изложено главное: как строится оптическая система современного микроскопа широкого назначения
Словарь терминов микроскопы
A
Ахроматический объектив. При прохождении света через стеклянную призму или линзу, он изгибается или преломляется. Одни цвета преломляются сильнее, чем другие, в результате чего фокусируются в разных точках, уменьшая этим разрешение. Чтобы уменьшить такое негативное влияние, применяются ахроматические объективы. Они составлены из линз, изготовленных из разных сортов стекла с различными показателями преломления. В результате разные цвета сводятся в фокус гораздо лучше (хотя и не идеально), давая более четкое изображение.
Б
Бинокулярная насадка – головка микроскопа с двумя окулярами, для каждого глаза. Обычно применяется с составными микроскопами, дающими высокое увеличение. Для микроскопов с малым увеличением чаще используется термин «стереонасадка», поскольку в таких микроскопах могут использоваться два объектива, дающие каждый свое изображение для каждого глаза. В составных микроскопах может быть два окуляра, но один объектив, и они не дают стереоизображения.
Г
Головка — верхняя часть микроскопа, имеющая окулярные трубки и призмы. Монокулярная головка имеет один окуляр, бинокулярная – два (для каждого глаза), сдвоенная – два, но разнесенных в разные стороны, а тринокулярная имеет три трубки, на одну из которых обычно устанавливается камера.
Грубая фокусировка – маховики предварительной фокусировки микроскопа, перемещающие объектив ближе или дальше от препарата (см. Точная фокусировка).
Д
Диафрагма – диск, расположенный под предметным столиком микроскопа высокого увеличения, имеющий обычно пять отверстий разного диаметра. Поворачивая диск, можно изменять количество света, проходящего через отверстие в столике. Это помогает правильно осветить препарат, увеличить контраст и разрешение изображения.
Диоптрийная подстройка. При наблюдении в микроскоп с бинокулярной головкой, необходимо иметь возможность подстройки фокусировки одного из окуляров, чтобы компенсировать отличия в зрении глаз друг от друга. Это достигается с помощью кольца диоптрийной подстройки. Правильный способ подстройки заключается в следующем. Сначала прикройте глаз, расположенный над окуляром с кольцом диоптрийной подстройки, и сфокусируйте микроскоп обычным способом, чтобы открытый глаз видел четкое изображение. Далее откройте закрытый глаз и прикройте открытый и, трогая ручки фокусировки микроскопа, сфокусируйте изображение кольцом диоптрийной подстройки. Теперь откройте оба глаза, изображение должно быть четким для обоих глаз (такая же техника используется при работе с биноклем).
З
Зеркало – простой осветитель, направляющий свет через отверстие в столике на образец.
Зубчато-реечный механизм – система, состоящая из рейки с зубьями и шестерни. Поворотом маховика можно заставить шестерню двигаться вдоль рейки. Такие системы используются в фокусировочных устройствах, в креплении конденсоров Аббе и механизированных предметных столиках для перемещения препарата.
И
Иммерсионное масло – специальное масло, используемое с объективами 100х (обычно при полном увеличении 1000х). Капля масла помещается на покровное стекло и объектив опускается, чтобы коснуться капли. Масло работает связывающей средой между покровным стеклом и линзой объектива и таким образом увеличивает разрешение изображения. В световой микроскопии используются два типа масла – «A» и «B», отличающиеся вязкостью («B» более вязкое).
Иммерсионный объектив – объектив (обычно 100х или более), сконструированный для работы с каплей специального масла, помещенного между ним и препаратом. Приэтомзаметноповышаетсяразрешениеизображения. См. Иммерсионное масло.
К
Коаксиальная фокусировка – фокусировочная система, использующая соосно (коаксиально) расположенные маховики грубой и точной подстройки фокуса. Обычно маховик грубой настройки больше по диаметру, а точной – меньше. В некоторых коаксиальных системах маховик точной настройки прокалиброван и дает возможность фиксировать значение относительного перемещения фокуса.
Кольцевой осветитель – отдельный осветитель, обычно закрепляемый на корпусе микроскопа и дающий кольцо света.
Конденсор – линза, расположенная под предметным столиком и предназначенная для фокусировки света на препарат. Объективы большого увеличения имеют очень маленькие диаметры и требуют для работы большого количества света. Использование конденсора помогает увеличить освещенность и разрешение. Для микроскопов малого увеличения конденсоры не требуются.
Конденсор Аббе – специальная линза, расположенная под предметным столиком и обычно имеющая возможность перемещения по вертикали. Оснащена ирисовой диафрагмой, задающей диаметр светового пучка, входящего в объектив. Изменяя размер диафрагмы и перемещая конденсор ближе или дальше от предметного столика, можно управлять диаметром и фокусировкой проходящего через препарат конуса света. Конденсор Аббе особенно полезен на увеличениях свыше 400х. Линза конденсора должна иметь числовую апертуру равную или превышающую числовую апертуру используемого объектива. Во многих микроскопах с увеличением до 1000х используются конденсоры Аббе с апертурой 1,25. Оправа бывает двух типов – один тип перемещается вверх-вниз при повороте оправы, другой тип оснащен реечным механизмом и управляется специальным маховичком.
Контрастная пластинка – круглая непрозрачная пластинка, расположенная на предметном столике микроскопа малого увеличения. Одна ее сторона белая, а другая черная. Пластинка может переворачиваться в зависимости от окраски препарата.
Корпус – термин, в основном использующийся для обозначения основы стереомикроскопа, включая окуляры и объективы, но исключая основание, осветитель и блок фокусировки.
М
Матовая пластина – круглая матовая стеклянная пластина, закрывающая нижний осветитель в микроскопах с малым увеличением. См. также Контрастная пластинка.
Межзрачкового расстояния регулировка. Используя стерео- или бинокулярный микроскоп, необходимо иметь возможность регулировать расстояние между окулярами. У детей межзрачковое расстояние невелико, у взрослых оно больше. Соответственно, окуляры должны менять расстояние между собой, чтобы подходить для разных людей и этот параметр – первый, который нужно проверить для комфортных наблюдений двумя глазами.
Механизированный предметный столик – предметный столик с органами механического перемещения препарата. Включает держатель препаратов и два маховика, перемещающих держатель в двух направлениях. Поскольку изображение перевернуто, требуется небольшое время на освоение регулировок, но такой столик очень удобен при наблюдении простейших и мелких животных в капле воды из пруда. Микроскопы могут иметь приспособления для установки устройства перемещения препарата дополнительно, или же оно встраивается в предметный столик изготовителем.
Микрометр или микрон – единица измерения размеров, используемая в микроскопии. В одном миллиметре 1000 микрометров, соответственно, длина образца 1,8 мм также может быть выражена как 1800 микрон.
Монокулярная головка – головка микроскопа с одним окуляром.
Муфта скольжения – устройство, защищающее шестерни фокусировочного устройства при попытке повернуть маховики фокусировки дальше установленных пределов.
Н
Наклонное соединение – конструкция крепления тубусодержателя к основанию, которая позволяет наклонять микроскоп для более удобного наблюдения. При этом, правда, возможно стекание жидких препаратов с предметного столика.
О
Объектив – линза, расположенная вблизи объекта. В стереомикроскопе (с малым увеличением) два объектива, каждый для своего окуляра. Это дает трехмерное изображение. На микроскопах большого увеличения работает только один объектив.
Объективы с плоским полем («Semi-Plan»). Объективы никогда не бывают идеальными. Если посмотреть на что-то, имеющее совершенно плоскую поверхность, можно увидеть, что изображение в центре поля сфокусировано, а по краю немножко размыто. Объективы с плоским полем значительно лучше передают периферийную часть изображения. Они лучше обычных ахроматических объективов, но и несколько дороже стоят.
Окуляр – линзовый элемент на верхней части микроскопа, через которую и рассматривается изображение. Типичное увеличение окуляра 10х, возможны также 5х, 15х и 20х. Широкоугольные окуляры имеют больший диаметр и дают широкое поле зрения.
Оптика стандарта DIN. Оптические детали, производящиеся по немецкому стандарту DIN. Оптические качества таких деталей такие же, как и у не-DINоптики, но соответствие одному стандарту дает возможность использовать детали одного микроскопа на другом. Оптика настроена на использование тубуса длиной 160 мм и имеют одинаковую резьбу. В большинстве качественных микроскопов используется стандарт DIN.
Осветитель – источник света, закрепленный под предметным столиком. Распространены три основных источника – лампы накаливания, флуоресцентные и галогенные. Лампы накаливания самые доступные и распространенные. Флуоресцентные – яркие, дают белый свет и почти не греются. Галогенные очень яркие, белые, но, как и лампы накаливания, выделяют много тепла.
Основание – нижняя часть штатива микроскопа (см. Тубусодержатель).
П
Парцентрированная конструкция – указание на то, что при смене объектива объект остается в центре поля зрения. Проверяется путем смены объективов и проверки положения объекта в поле зрения. Практически все микроскопы парцентрированы.
Парфокальная конструкция – указание на то, что при смене объектива изображение остается сфокусированным или очень близким к сфокусированному, и требует лишь небольшой подстройки. Большинство микроскопов парфокальны.
Покровное стекло – очень тонкий стеклянный или пластиковый квадратик, располагаемый поверх препарата на предметном стекле. При использовании жидких препаратов покровное стекло создает плоскость, на которую настраивается фокус микроскопа.
Поле зрения (FOV) – диаметр кружка света, который можно увидеть в окуляр. Чем выше увеличение, тем меньше поле зрения. Его можно измерить, поместив прозрачную линейку на предметный столик и подсчитав количество миллиметров, умещающихся поперек поля зрения. Типичное значение около 4,5 мм при 40х, 1,8 мм при 100х, 0,45 мм при 400х и 0,18 мм при 1000х. См. Микрометр.
Предметное стекло – плоская прямоугольная пластинка из стекла или пластика, на которой размешается препарат. Может иметь углубление для удержания нескольких капель жидкости.
Предметные зажимы закрепляют предметное стекло на столике.
Предметный столик – плоская пластина, на которой располагаются предметные стекла с препаратами.
Р
Разрешение – характеристика линзовой системы, показывающая, насколько тонкие детали объекта она может передать.
Револьверная головка или турель – часть микроскопа, на которой закреплены объективы.
Регулировка усилия фокусировки выполняется производителем таким образом, чтобы микроскоп можно было легко сфокусировать, но при этом исключалось самопроизвольное движение предметного столика или тубуса под собственным весом, приводящее к расфокусировке.
Реечный ограничитель обычно устанавливается изготовителем и служит для предотвращения слишком низкого опускания объектива и повреждения его или препарата. Иногда он мешает сфокусироваться, если предметное стекло слишком тонкое. В этом случае нужно или отрегулировать фиксатор или подложить под предметное стекло еще одно такое же, чтобы приблизить его к объективу.
C
C-крепление (C-mount) – адаптер, применяющийся в различных типах видеокамер. Обычно устанавливается вместо объектива. После этого адаптер соединяется с трубкой тринокулярного микроскопа.
Сдвоенная головка. Часть конструкции микроскопа (обычно высокого увеличения) с одним окуляром с одной стороны и второй окулярной трубкой сверху или с противоположной стороны. Сдвоенная головка удобна для контроля преподавателем того, что наблюдает учащийся или для установки видео- или фотокамеры. Не рекомендуется использовать такие микроскопы для совместной работы двух учащихся, поскольку длительные наблюдения в верхнюю окулярную трубку неудобны.
Сетка окулярная – очень маленькая сеточка, устанавливаемая в окуляре. Позволяет проводить измерения размеров объектов, наблюдаемых через микроскоп.
Стерео – применительно к микроскопии означает наблюдение обоими глазами через окуляры, связанные каждый с собственным объективом. Два объектива дают ощущение объема, трехмерного зрения. См. также Бинокулярная головка.
Столбовой штатив – тип штатива, используемый в микроскопах с малым увеличением. Состоит из вертикального столба, закрепленного на основании. Корпус микроскопа может вращаться вокруг столба и перемещаться по нему вверх и вниз.
Т
T-резьба – тип соединения адаптера для фотокамеры (обычно 35 мм) с микроскопом.
Точная фокусировка – маховик, используемый для точной фокусировки микроскопа. Также используется для фокусировки на разных слоях препарата. Обычно предварительная фокусировка выполняется маховиками грубой настройки фокуса, а маховиками точной фокусировки достигается наиболее четкое изображение.
Тринокулярная головка – применяется и с микроскопами малого увеличения и с микроскопами высокого увеличения. Имеет три выхода – два под окуляры для двух глаз, а третий – порт для установки фото- или видеокамеры. В некоторых микроскопах присутствует возможность регулировки количества света, отправляемого в третий порт, например, весь свет или половину, или треть. На некоторых стерео тринокулярных головках с двойным увеличением, третий порт передает изображение с отдельного набора объективов, не используемого стереоокулярами.
Тубусодержатель – часть микроскопа, соединяющая тубус и основание. Перенося микроскоп, держите его одной рукой за основание, а другой – за тубусодержатель.
Турель – см. Револьверная головка.
У
Указатель – некоторые окуляры оснащены стрелкой-указателем, которую можно установить на ту или иную деталь изображения. Вращениеокуляраповорачиваетуказатель.
Универсальный штатив – длинный штатив типа «журавль», используемый для закрепления корпуса микроскопа малого увеличения. Имеет несколько регулировок положения и позволяет расположить микроскоп множеством различных способов. Обычно с ним используется внешний осветитель (например, оптоволоконный).
Ф
Фиксированный тубусодержатель – тип штатива, используемый в микроскопах малого увеличения. Корпус и тубус микроскопа являются единым целым и жестко скреплены с основанием.
Фокусировка – процесс перемещения препарата ближе или дальше от объектива, чтобы получить четкое изображение. На некоторых микроскопах перемещается предметный столик, на других – тубус. Наиболее популярна и надежна конструкция фокусировочного узла на основе зубчатой рейки.
Х
X – обозначение множителя увеличения на объективе или окуляре, например, 200Х – двести крат увеличения. Полное увеличение микроскопа определяется произведением увеличения объектива на увеличение окуляра.
XR – обозначение множителя увеличения на объективе (см. выше), с указанием того, что его передняя оправа подпружинена и складывается при случайном опускании объектива на предметное стекло. Это предотвращает поломку объектива или предметного стекла.
Ч
Числовая апертура (N.A.) – число, отражающее способность объектива разрешать тонкие детали наблюдаемого объекта. Оно определяется по сложной математической формуле и связано с угловой апертурой объектива и показателем преломления среды между объективом и препаратом. Чтобы получить наилучшее изображение, требуется конденсор, с числовой апертурой, совпадающей или превышающей числовую апертуру объектива микроскопа с самым большим увеличением. Числовая апертура имеет важное значение только для микроскопов с большим увеличением.
Ш
Шарнирное основание. Тип основания микроскопа, которое закрепляется на столе и дает возможность перемещать тубус микроскопа в трех измерениях.
Широкоугольные окуляры — окуляры с линзами большого диаметра, дающие более широкое поле зрения при наблюдении препарата.
Штатив – тип соединения корпуса микроскопа и основания в микроскопах малого увеличения. Различают три типа штативов – столбовой, жесткий (фиксированный) держатель и универсальный настраиваемый штатив.
