Поляризаційний мікроскоп

У поляризаційному мікроскопі, окрім звичайної системи лінз, є ще два ніколі або дві поляроїдні плівки. Поляризатор розміщений під лінзою конденсора, аналізатор — над об'єктивом. Аналізатор можна повертати і таким чином змінювати положення оптичних осей поляризатора й аналізатора між паралельним і схрещеним. Предметний столик градуюють. Його також можна повертати. Перед спостереженням аналізатор ставлять перпендикулярно до поляризатора й тому поле зору є темним. Досліджуваний об'єкт кладуть на столик і повертають його. При цьому двояко-заломлювальні деталі в деяких положеннях стають світлими, а за дальшого повертання столика — темніють. Багато тканин (м'язова, кісткова, нервова) характеризуються оптичною анізотропією, тому для їх дослідження слід використовувати поляризаційний мікроскоп. За схрещених поляри­затора й аналізатора видно лише ті волокна, анізотропія яких змінює поляризоване світло.

Останнє можна використати для оцінки меха­нічних напружень у кістковій тканині. Цей метод грунтується на явищі фотопружності, яке полягає у виникненні оптичної анізотропії в ізотропних речовинах під дією механічного навантаження. Із прозорого ізотропного матеріалу, наприклад плексиглазу, виготовляють плоску модель кістки. У схрещених поляроїдах ця модель непомітна, виглядає темною. Приклавши навантаження, створюють анізотропію плексиглазу, що стає помітним за характерною картиною смуг та плям. За цією картиною, а також її зміною при різних навантаженнях, можна судити про механічне навантаження, що виникає в моделі, а отже, і в натурі.

Люмінесцентний мікроскоп

Люмінесцентний мікроскоп відрізняється від звичайних тим, що його конденсор і предметна пластинка виготовлені зі скла, яке пропускає ультрафіолетові промені. Крім цього, у ньому встановлений фільтр, який цілком затримує ультрафіолетові промені світла, що проходять через об'єктив.

Використання люмінесценції в мікроскопічних дослідженнях ґрунтується на тому, що більшість органічних сполук, з яких складається організм, люмінесціюють характерним для них видимим випромінюванням при освітлені ультрафіолетом. Люмінесцентне світло різних сполук має різний колір. Тому клітини та їхні складові з різним хімічним складом можна розрізняти за люмі­несцентним світінням. Окрім люмінесценції, можна використовувати явище поглинання клітинами і тканинами так званих флуорохромів, тобто люмінесціювальні речовини з дуже розбавленого розчину. Колір люмінесценції поглинутих фарб залежить від властивостей клітин і тканин. Розбавлений розчин не впливає на життєві процеси, на структуру живих клітин.

Перевагою цього методу є те, що досліджувана тканина не зазнає сильного фіксування та забарвлення, не відбуваються зміни живої тканини. Водночас, використовуючи цей метод, можна спостерігати структуру тканини під мікроскопом уже через декілька годин після її видалення з тіла.

Око як оптична система

Серед органів чуттів, які дають людині інфор­мацію про довкілля, око посідає провідне місце. Навколишній світ відображається у свідомості переважно через зір. Потік різноманітної інформації постійно зростає, тому слід реалізовувати на практиці такі способи її передачі, які б найкраще відповідали фізичним, фізіологічним та психо­логічним особливостям сприйняття людини. Така оптимізація каналу інформації до людини стає в наш час загальнолюдською проблемою. Над розв'язанням цієї проблеми працюють спеціалісти з різних галузей знань (медики, фізіологи, психологи). Це потребує знання структури зорових рецепторів, механізмів зорового сприйняття та ін.

Зоровий аналізатор (орган зору) — це система, за допомогою якої людина бачить. Ми кажемо коротко — "око", маючи на увазі не лише очне яблуко та його захисний апарат, а й деяку частину мозку та зорові шляхи, що йдуть від очного яблука до мозку.

Око — майже сферичний орган діаметром п риблизно 24 мм (рис. 16.11).

Зовнішня частина ока складається з очного яблука, розміщеного в непрозорій білковій оболонці, що називається склерою (1). У передній частині склера переходить у рогівку (4), більш опуклу, ніж склера. Позаду рогівки розміщена передня камера ока (5). На рогівці відбувається перше заломлення світла. Середня або судинна оболонка складається з трьох частин. Дві третини шару займає хоріоїдея (2), яка містить багато судин та пігментів і переходить у війчасте тіло (3), що становить середню третину судинного тракту. Судинна оболонка спереду переходить у райдужну (6), яка визначає колір очей.

У центрі райдужної оболонки є круглий отвір — зіниця. За зіницею на зв'язках закріплена еластична сумка, в якій вільно рухається кришталик (7). За структурою він нагадує цибулину. Показник заломлення його поступово зростає в напрямі ядра від 1,386 до 1,406. Через своєрідну будову кришталик можна розглядати як речовину із середнім показником заломлення 1,41. Зіниця під впливом нервових волокон змінює свій радіус від 2 до 8 мм, регулюючи цим світловий потік, що надходить до ока. Через зіницю і кришталик світло проходить у порожнину ока (де перебуває склисте тіло) і потрапляє на сітківку (9). Внутрішня оболонка сітківки прозора, завтовшки в декілька десятків часток міліметра і є екраном, на якому утворюється зображення предметів.

Вся сітківка вистелена густою сіткою фоторецепторів та зв'язаних з ними нейронів, які фіксують інформацію про такі параметри зорового подразнення як інтенсивність, колір, розмір, кривизна та швидкість переміщення. Ця інформація передається зоровими шляхами до зорових ділянок мозку, де вона переробляється.

Фоторецептори (палички і колбочки) найгустіше розміщені в жовтій плямі (10), що містить жовтий пігмент, та біля неї. Найбільш чутливою жовта пляма є в тій ділянці, де сітківка заглиблена і утворює так звану центральну ямку. У ній зовсім немає паличок, а колбочки розміщені дуже щільно. Предмети, зображення яких потрапляє в центральну ямку, ми бачимо найбільш виразно. Це так зване фовеальне бачення. Предмети, зображення яких лежить далеко від центральної ямки, людина бачить периферичним зором, істотно менш виразно, розрізняючи у них мало деталей.

На відстані 4 мм від жовтої плями в напрямі носа розміщений зоровий нерв (11). На закінченні цього нерва немає фоточутливих елементів, це - "сліпа пляма" (12).

Внутрішня частина ока заповнена склистим тілом (8). Око зберігає кулясту форму завдяки вищому внутрішньоочному тиску порівняно з атмосферним. Рогівка, водяниста волога, кришталик та склисте тіло діють як збірна лінза. Всередині кришталика розміщений оптичний центр цієї системи (біля задньої його поверхні) і називається вузловою точкою ока (точка О).

Пряма, що проходить через вузлову точку і середину жовтої плями, є оптичною віссю ока, або зоровою лінією.

Розглядаючи предмет, ми повертаємо око так, щоб зорова лінія проходила через нього. Завдяки цьому зображення предмета, розміщеного за подвійною фокусною відстанню ока, потрапляє у жовту пляму. Це зображення обернене, зменшене, дійсне. Прямим ми бачимо його завдяки дії центральної нервової системи (грудні діти бачать зображення оберненим).

Отже, око людини є оптичною системою, подібною до фотоапарата. В цій системі кришталик є об'єктивом, зіниця — діафрагмою, а повіка — шторкою об'єктива. Зміною кривизни кришталикаочними м'язами (зміною фокусної відстані) можна досягнути чіткого зображення. Автоматично також змінюється інтенсивність світлового потоку (діафрагма), звуженням зіниці при переході з темряви на світло.