razdel_3

41

Лупа представляет собой собирающую (двояковыпуклую) линзу или простую оптическую систему, увеличительная способность которой обусловлена увеличением углового размера объектов, наблюдаемых невооруженным глазом на расстоянии "наилучшего видения" (см. рис.50).

Оптическая схема лупы представлена на рис. 57. В связи с тем, что объект ( l ) располагается между передней фокальной плоскостью и линзовой системой лупы, изображение объекта ( L )является прямым,

мнимым и находится впереди линзовой системы, как это показано на рис. 55.

Рис.57. Оптическая схема лупы

44

Главными оптическими элементами микроскопа, при помощи которых

объекта, а окуляр работает как лупа и дает мнимое, прямое и увеличенное

объективы, рассчитанные на бесконечно большие по оптической длине тубусы (подробнее ниже).

Увеличение микроскопа, так же как лупы, является величиной до некоторой степени условной, так как под увеличением микроскопа следует понимать отношение размера изображения объекта на сетчатке глаза, рассматриваемого через микроскоп, к размеру объекта,

наблюдаемого невооруженным глазом.

Величина этих изображений зависит, как обсуждалось выше, от величины аккомодации глаза принаблюдении в микроскоп и от расстояния глаза до объекта при его наблюдении невооруженным глазом.

По аналогии с определением увеличения лупы, можно рассчитать увеличение микроскопа по формуле M = D/f = 250/f, где f - фокусное

45

расстояние всей оптической системы микроскопа. Известно, что величина фокусного расстояния всей оптической системы микроскопа равна:

f = - FобFок/L, где Fоб - фокусное расстояние объектива, Fок - фокусное расстояние окуляра, L - оптическая длина тубуса (минус в приведенном уравнении обозначает, что изображение объекта в микроскопе перевернуто по отношению к самому объекту). Если подставить значение f в

уравнение увеличения микроскопа, можно записать, что:

М = - LD/FобFок или М = - (L/Fоб)(D/Fок).

Так как отношение: - L/Fоб представляет увеличение объектива

[М(об)] (т.е. оптической системы, образующей первую ступень оптической системы микроскопа, создающей промежуточное изображение объекта

A'B'), а отношение D/Fок представляет увеличение окуляра [Мок], общее увеличение микроскопа можно определить как:

М = М(об) х М(ок).

объекта в область фокальной плоскости окуляра, используется

ограничивающие и формирующие диаметр световых потоков и размер поля

47

где n - показатель преломления среды между препаратом и фронтальной линзой объектива, а sin u - синус апертурного угла. Как видно из этой формулы, увеличение n приводит к увеличению значения численной апертуры.

Изображение апертурной диафрагмы в пространстве объекта называется входным зрачком микроскопа, а изображение этой диафрагмы в пространстве изображения, спроектированного окуляром микроскопа,

называется выходным зрачком оптической системы микроскопа (рис.60).

Как видно из рис. 58, изображение объекта, образованное микроскопом,

является мнимым, однако, окончательное изображение объекта на сетчатке глаза является действительным. Так как размеры сетчатки ограничены, и

диаметр линз, входящих в систему окуляра, имеют конечные размеры, то имеются ограничения поля зрения в области изображения объекта.

Рис.60. Главные оптические элементы, диафрагмы и зрачки микроскопа

Вследствие этих причин, в оптической системе микроскопа в области плоскости изображения устанавливается диафрагма, определяющая размер поля зрения, называемая полевой диафрагмой, или люком (рис. 60).

3.3.1. Осветительная система микроскопа

Рассмотрим осветительную систему микроскопа для прозрачных объектов.

48

Рис.61. Осветительная система микроскопа

49

освещения объекта при помощи осветительного устройства микроскопа:

критическое освещение и освещение объекта по методу Келера (рис.62).

Рис. 62. Два типа настройки освещения объекта в микроскопе: а) критическое освещение, б) освещение по Келеру

При критическом освещении (рис. 62 а) тело источника света (нить накала лампы) (1) фокусируется конденсором (2) в плоскости препарата

(3). Чтобы структура светящегося тела лампы не влияла на равномерное освещение поля зрения микроскопа и не накладывалось на изображение

объекта, после источника света ставится рассеивающий экран (матовое

стекло) (4). Этот способ настройки освещения препарата применяется

препарата. В этом случае все лучи после конденсора представляют параллельный пучок и свет от источника наиболее полно используется при

конденсора равна апертуре объектива, является максимально эффективным условием работы объектива, условием наименьшего рассеянного света в микроскопе и в конечном виде обеспечивает наилучшее разрешение структуры объекта микроскопического анализа. Cпециальные виды освещения - темнопольное освещение или в случае использования фазового контраста и др. будут приведены ниже при обсуждении специальных видов микроскопии.

3.3.2. Оптическое разрешение микроскопа

Под оптическим разрешением микроскопа понимается способность микроскопа однозначно различить две близко лежащие точки в объекте.

Для определения разрешения микроскопа рассмотрим образование изображения объекта,

Рис.63. Оптическое разрешение микроскопа (объяснение в тексте)

представив его как совокупность освещенных точек. Каждая точка объекта, в связи с дифракцией при прохождении через линзы, в плоскости изображения образует дифракционные фигуры, состоящие из центрального пятна (кружка Эри) и серии дифракционных колец,