Раздел 3. Основы оптической микроскопии
Начиная с самых коротких волн, электромагнитное излучение можно классифицировать как гамма-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое световое излучение, инфракрасное световое излучение, видимое световое излучение, дальняя ИК-область спектра, микроволновое излучение (СВЧ), ультракоротковолновое излучение, коротковолновое излучение, средние волны (СВ) и длинные волны.
В оптической микроскопии наиболее широко используются волны желто-зеленой части светового спектра с длиной волны 400-700 мм. Световая волна может рассматриваться как электромагнитная волна, в которой электрическое поле и магнитное поле колеблются под прямыми углами друг к другу перпендикулярно направлению распространения (рис.3.1.). Два элемента световой волны, которые действительно могут быть замечены человеческим глазом, это длина и амплитуда волны. Различия в длине волны ощущаются как различия в цвете (в видимом световом диапазоне), а различия в амплитуде ощущаются как различия в яркости (силе света). Третий элемент, который человеческий глаз не видит, это направление колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению распространения световой волны.
Рис.3.1. Схема распространения электромагнитной волны
Основные явления, связанные со светом
Преломление изменение направления распространения луча света, когда он переходит из одной среды в другую, например, из вакуума или воздуха в стекло или воду. Количественной характеристикой степени преломления является показатель преломления:
n=sin/sin , (1)
где sin синус угла падения на поверхность призмы луча света; sin - синус угла выхода луча света из призмы. Показатель преломления - это
константа,
не связанная с величиной угла падения
светового луча. указывающая на показатель
преломления преломляющей среды по
сравнению со средой, из которой исходит
луч.
Дисперсия
– явление рассеивания света при
поступлении его в ту или иную среду.
Причиной дисперсии является то, что
показатель преломления среды зависит
от длины волны светового луча, проходящего
через среду. (рис.3.2.). Иногда это явление
называют также цветовой дисперсией.
Человеческий
глаз в состоянии чувствовать
монохроматические световые волны в
диапазоне от 400 мм (пурпурные) до 700 мм
(красные). В этом диапазоне разница в
показателе преломления между двумя
различными длинами волн называется
частичной дисперсией.
Дисперсия света в призме
Рис.3.2.
Отражение. Отражение отличается от преломления тем, что представляет собой явление, ведущее к тому, что часть света, падающего на стекло или на другую среду, отделяется и идет в совершенно новом направлении (рис.3.3.). Направление движения одинаково, независимо от длины волны. Когда свет попадает в линзу, не имеющую противоотражательного покрытия, и выходит из нее, то приблизительно 5% света отражается на границу между стеклом и воздухом. Количество отраженного света зависит от показателя преломления стеклянного материала.
Отражение света
Рис.3.3.