2.1. Устройство оптического микроскопа.
Микроскопы позволяют исследовать объекты в проходящем свете. Такие микроскопы состоят из механической и оптической частей (рис.1).
Механическая часть включает штатив (1) с предметным столиком (2) и тубус (16). Предметный столик с помощью винтов может перемещаться в горизонтальной плоскости (3). Он имеет две клеммы, фиксирующие препарат(4). Верхняя часть штатива – тубусодержатель – может перемещаться с помощью макрометрического винта (12) и микрометрического винта (13), предназначенных соответственно для грубой и точной фокусировки препарата. Микрометрический винт является одной из наиболее хрупких частей микроскопа и обращаться с ним нужно особенно осторожно. Полный поворот его передвигает тубус на 0,1 мм.
В верхней части тубусодержателя находится вращающийся вокруг своей оси револьвер (14), в отверстия которого ввинчены объективы (15). В верхний конец тубуса вставляется окуляр (18).
Рис.1 Микроскоп МБР-1: 1 – основание микроскопа; 2 – предметный столик; 3 – винты для перемещения предметного столика; 4 – клеммы, фиксирующие препарат; 5 – конденсор; 6 – кронштейн конденсора; 7 – винт, укрепляющий конденсор в гильзе; 8 – рукоятка перемещения конденсора; 9 – рукоятка ирисовой диафрагмы конденсора; 10 – зеркало; 11 – тубусодержатель; 12 – макрометрический винт; 13 – микрометрический винт; 14 – револьверное устройство для объективов; 15 – объективы; 16 – наклонный тубус; 17 – винт для крепления тубуса; 18 – окуляр.
Оптическая часть состоит из объективов, окуляров и осветительного аппарата.
Окуляр вставляется в верхний конец тубуса. Он состоит из двух линз в оправе. На окуляре имеются цифровые обозначения, показывающие степень увеличения изображения в 7, 10, 15 раз.
Рис. 2. Ход лучей в иммерсионном объективе
Объектив представляет собой систему оптических линз. На объективах имеются обозначения, указывающие увеличение, даваемое объективом (х8, х40, х90). Различают сухие и иммерсионные объективы. Объективы, дающие увеличение в 8 и 40 раз, называются сухими, так как при работе между объективом и препаратом находится слой воздуха. Иммерсионным называется объектив, при работе с которым между препаратом и объективом помещается капля иммерсионного (кедрового) масла (рис.2). Иммерсионное масло имеет оптический коэффициент преломления, близкий к коэффициенту преломления стекла, благодаря этому световые лучи, не отклоняясь от своего первоначального направления, попадают на линзу объектива. В рассматриваемом микроскопе объектив с увеличением х90 является иммерсионным. Общее увеличение, которое дает микроскоп, определяется произведением величины увеличения объектива на величину увеличения окуляра. Отчетливость получаемого изображения зависит от разрешающей способности микроскопа – минимального расстояния между двумя точками, воспринимаемыми раздельно. Световой микроскоп при освещении видимым светом имеет разрешающую способность около 0,2 мкм.
Осветительный аппарат состоит из конденсора (5), зеркала (10), ирисовой диафрагмы (9). Он предназначен для наилучшего освещения препарата. С помощью зеркала лучи света, исходящие от источника света, направляются в конденсор, концентрирующий свет в своем фокусе. Поверхность зеркала с одной стороны плоская, с другой вогнутая. При естественном источнике света применяется вогнутое зеркало, при искусственном (осветитель, электролампа) – плоское.
Конденсор с ирисовой диафрагмой представляет собой систему оптических линз и служит для собирания лучей света и направления их с помощью винта (8). При опускании конденсора поле зрения несколько затемняется, при поднятии – освещается. Ирисовая диафрагма служит для регулирования интенсивности света, которое осуществляется с помощью рычага расширением или сужением отверстия, пропускающего свет к конденсору.
Выпускаются также дополнительные приспособления к микроскопу, которые позволяют максимально использовать все его возможности, облегчают условия работы и значительно расширяют диапазон применения. В микробиологии часто используются следующие приспособления:
Конденсор темного поля.
Фазово-контрастное приспособление КФ-1, КФ-4 и другие модели.
Бинокулярная насадка, приближающая микроскопию к условиям естественного зрения.
Осветители ОИ-7, ОИ-19 и другие модели, обеспечивающие оптимальное и стабильное освещение, интенсивность света которых регулируется реостатом.
Окуляр-микрометр и объект-микрометр, предназначенные для измерения микроскопических объектов.
Нагревательный столик, который устанавливается вместо предметного столика микроскопа для обеспечения постоянной температуры 37°С. Применяется для длительного наблюдения за живыми микроорганизмами.
Рисовальный аппарат для высококачественной зарисовки препарата, с помощью которого можно одновременно видеть изображение объекта и бумаги, расположенной на столе вблизи микроскопа, и обводить на бумаге контуры объекта.
Цветные, нейтральные и тепловые оптические светофильтры устанавливаются между источником света и микроскопом и применяются при микрофотографии и специальных методах микроскопии.
Микрофотонасадки МФН-1, МФН-3, и другие модели для фотографирования микроскопических объектов.
Микроустановка для цейтраферной (прерывистой) микрокиносъемки, применяющаяся в сочетании с фазово-контрастной микроскопией, позволяет изучить динамику развития и размножения микроорганизмов, влияние на них разных факторов и многие другие вопросы.
Правила работы со световым микроскопом:
Установить наилучшее освещение поля зрения микроскопа, для чего:
- поставить объектив х8 на 1-1,5 см выше от уровня предметного столика микроскопа,
- поднять конденсор до уровня предметного столика (диафрагму открыть),
- использовать плоское (вогнутое) зеркало и найти наилучшее освещение.
Установить препарат, укрепив клеммами.
Нанести каплю иммерсионного масла в центр препарата.
Заменить объектив х8 на х90.
Погрузить объектив х90 в масло с помощью макровинта.
Наблюдая в окуляр, установить макровинтом какое-либо изображение.
С помощью микровинта, вращая его на пол-оборота в ту или иную сторону, установить четкое изображение.
После окончания работы привести микроскоп в порядок для хранения:
Поднять макровинтом тубус микроскопа.
Убрать препарат.
Салфеткой снять с объектива х90 масло и установить объектив х8.
Опустить конденсор.
Подложить салфетку под объектив и опустить тубус микроскопа.