§ 3. Освещение при микрофотографировании

Контраст и резкость фотографируемых при больших увеличениях микрообъектов зависят от вида и характеристик используемой осве­тительной системы. Последняя должна обеспечивать равномерный и постоянный световой поток в необходимой спектральной зоне с ин-

297

тенсивностью, достаточной для получения оптимальной освещен­ности изображения и фотосъемки с минимальными выдержками.

Микрофотографические системы освещения включают в себя ос­ветительный прибор с источником света, коллекторную линзу с ири­совой диафрагмой и светофильтры.

Применяемые в микрофотографии осветители обеспечивают по­лучение параллельного или сходящегося пучка света. Выходное от­верстие у них имеет коллекторную линзу и ирисовую диафрагму, ограничивающие диаметр светового луча. В качестве источников света обычно используют низковольтные лампы накаливания. Для работы в УФ-зоне спектра применяют ртутные кварцевые лампы сверхвысокого давления.

Микроосветители ОИ-9, ОЙ-19, ОИ-24 предназначены для осве­щения объектов проходящим светом при работе на биологических, сравнительных и других микроскопах. При небольших увеличениях их используют и для фотографирования непрозрачных объектов в отраженном свете. Микроосветитель ОИ-21 специально разработан для съемки в отраженном свете. Его устанавливают на микроскопе вместо окулярного тубуса, а последний закрепляют уже на самом осветителе. Микроосветители ОЙ-17, ОЙ-18 являются люминесцент­ными и предназначены для съемки в ультрафиолетовой зоне спектра, а также для возбуждения люминесцирующих объектов при освеще­нии их ультрафиолетовыми лучами. В качестве источника света у них используются ртутно-кварцевые лампы СВД-120А.

Осветители укомплектованы нейтрально-серыми светофильтра­ми, матовыми стеклами, охладителями и теплофильтрами. Первые ослабляют интенсивность светового потока, вторые создают равно­мерный рассеянный свет, третьи предохраняют объекты от воздейст­вия теплового излучения.

Применяемые в микрофотографии светофильтры служат и для других целей. Одни из них исправляют недостатки объектива, про­пуская нужные лучи света. С объективами-ахроматами, скоррегиро-ванными к желто-зеленой части спектра, используют и зеленые све­тофильтры. Синие монохроматические светофильтры позволяют повысить разрешающую способность объективов. Их следует приме­нять с апохроматами.

Цветные светофильтры в большинстве случаев являются средст­вом усиления или ослабления контраста деталей окрашенных объек­тов. Некоторые из них применяют и для исправления цветопередачи при микросъемке на цветные фотоматериалы. Например, чтобы ком­пенсировать в спектре источника избыток длинноволнового излуче-

298

ния, необходимы голубые светофильтры или светофильтры дневно­го света. При микросъемке в УФ- или ИК-зонах спектра светофильт­ры позволяют выделять необходимую спектральную зону, другие же используются в качестве защитных, или заградительных.

Заградительные светофильтры пригодны и для предохранения биологических объектов от воздействия УФ-лучей. Ту же функцию в отношении светочувствительного материала они выполняют при съемке люминесценции, возбужденной УФ-лучами. Особенности применения светофильтров (выбор подходящей марки, размещение в осветительной системе) в каждом конкретном случае зависит от свойств объекта и применяемого метода съемки.

Способы освещения объектов. В микрофотографии применяют проходящее, отраженное и комбинированное освещение.

Прозрачные и полупрозрачные объекты фотографируют в про­ходящем свете. К таким криминалистическим объектам относятся волокна бумаги, ткани, частицы стекла, сахара, соли, остатки продук­тов сгорания пороха и др. Контраст их изображения обусловливает неоднородное поглощение (рассеяние) света различными участками. Для микросъемки различных по контрасту микрообъектов применя­ют центральное, а также одностороннее (косое) освещение.

Центральное освещение обычно применяется для съемки микро­объектов с хорошо выраженным контрастом, поскольку создает эф­фект светлого поля. Лучи света (рис. 69) ориентируют снизу вверх параллельно оптической оси микроскопа. Проходя через объект, они попадают в объектив. Съемку проводят в параллельном, сходящемся или расходящемся световом пучке, регулируя положение источника света, коллекторной линзы и конденсора микроскопа.

Одностороннее (косое) освещение применяют для выявления малоконтрастных деталей фотографируемого объекта. Усиление контраста достигается наклоном осевого пучка света к оптической оси микроскопа или смещения диафрагмы конденсора (рис. 70).

Одностороннее косое освещение преимущественно выявляет де­тали, расположенные перпендикулярно направлению лучей света, вследствие чего остальные элементы микрорельефа могут теряться. При эксцентричном смещении диафрагмы конденсора наблюдаются существенные потери в освещенности изображения. Поэтому пред­почтение отдают специальным темнопольным диафрагмам в виде непрозрачного диска (рис. 71), позволяющим задерживать централь­ный пучок света, выходящий из конденсора, и освещать объект с разных сторон. Центральные темнопольные диафрагмы применяют с объективами с небольшим и средним собственным увеличением.

299

Рис. 69. Центральное освещение Рис. 70. Одностороннее (косое) по методу светлого поля: 1 — зеркало; освещение с эксцентричной

2 — апертурная диафрагма; диафрагмой: 1 — зеркало; 3 — конденсор; 4 — плоскость объекта; 2 — эксцентричная диафрагма;

5 — объектив 3 — конденсор; 4 — плоскость объекта;

5 — объектив

Для работы с сильными объективами необходимы специальные кон­денсоры темного поля.

С увеличением угла наклона прямые лучи света освещают объект, но не попадают в объектив. В этом случае наступает эффект темного поля — изображение формируют только лучи, рассеянные деталями объекта. Последние на темном фоне выглядят ярко освещенными.

Микросъемка непрозрачных объектов осуществляется в отражен­ном свете. Это такие криминалистические объекты, как микроследы орудий взлома и инструментов, частей оружия на пулях и гильзах, отдельных участки документов с неясной последовательностью на­несения штрихов, следами подчистки и т.п. При небольших увеличе­ниях для их фотографирования используют вертикальное и косона-правленное освещение, при больших — только вертикальное.

Вертикальное освещение получают с помощью специальных на­садок или опак-иллюминаторов — осветительных приборов, с помо­щью которых световой поток поступает в тубус микроскопа сбоку, переломляется под углом 90° и направляется на объект через объек­тив. Отраженный от объекта свет попадает в объектив, который формирует изображение, видимое в окуляре или на матовом стекле микрофотоустановки.

Опак-иллюминаторы бывают с плоскопараллельной стеклянной пластинкой (рис. 72а) и призменные (рис. 726). Первые дают сущест-

300

венное ослабление светового потока за счет полупрозрачного зеркального покрытия пластинки. Они применя­ются при съемке с большими увеличе­ниями, когда реализуется максималь­ная разрешающая способность мик­роскопа. У вторых ослабление света незначительное, они оптимальны при малых и средних увеличениях.

Рис. 71. Косое освещение с

диафрагмой в форме кольца:

1 — зеркало; 2 — диафрагма для

поглощения центральных лучей;

3 — конденсор; 4 — плоскость

объекта; 5 — объектив

При микросъемке слабыми объек­тивами с большими предметными расстояниями вертикальное освеще­ние получают и с помощью плоскопа­раллельных стеклянных пластинок, устанавливаемых непосредственно между объективом и объектом под углом 45°. Используется внутреннее освещение, когда лучи света проходят через объектив.

Рис. 72. Схема вертикального освещения с помощью опак-иллюминаторов: а — с призмой; б — с плоским стеклом

Опаковое освещение создает эф­фект светлого поля. Темнопольное ос­вещение при микросъемке непрозрачных объектов достигается одно­сторонним или круговым косонаправленным наружным светом, ко­торый формируют специальные конденсоры или осветители (рис. 73).

301

Для микросъемки анизотропных объектов в оптическую систему микроскопа добавляют два поляризационных светофильтра (рис. 74). Один из них устанавливается перед конденсором и выполняет роль поляризато­ра, а другой служит анализатором и помеща­ется за объективом. При таком положении светофильтров характер проходящего света зависит от природы объекта. Если последний не является оптически анизотропным, то свет через светофильтры не проходит. Ани­зотропные Объекты не только вращают плос­кость поляризации падающего света, но и изменяют его свойства. При этом часть света пройдет через анализатор и попадет на фото­материал. Эффекты, связанные с поляриза­цией, наблюдают, помещая объект на пред­метный столик микроскопа и поворачивая вокруг оси либо сам объект, либо один из светофильтров.

Для микросъемки как в проходящем, так и в отраженном поляризованном свете ис- ' пользуют специальные микроскопы типов МИН-10, МИН-3, МИН-7, МП-8.

Одновременное использование от­раженного и проходящего света дает комбинированное освещение. Оно при­меняется при микросъемке полупро­зрачных объектов, например текстиль­ных изделий и других волокнистых ма­териалов. При съемке непрозрачных объектов проходящий свет используют и для высветления фона.

Помимо основных способов освеще­ния в микрофотографии применяют и специальные, позволяющие выявлять особенности объектов, которые зависят от ориентации объектов относительно

плоскости по­ляризации па­дающего света.

Применение ультрафиолетового и инфракрасного излучения при микросъемке открывает дополнительные возможности. Отражение и поглощение УФ-лучей различными веществами имеет свои особен­ности, позволяет выявить такие признаки объектов, которые не могут быть установлены в видимой части спектра. Резко отличаются по своим свойствам от видимых и ИК-лучи. Они обладают большой проникающей способностью и применяются при исследовании кра­сок, технических масел, чернил, паст и др. Фотография незаменима и при съемке в отраженных УФ- и ИК-лучах, регистрации картины ИК-и УФ-люминесценции.

Для микросъемки в УФ- и ИК-зонах спектра помимо микроскопа и фотокамеры необходимы специальные светофильтры и фотомате­риалы, особенности применения которых рассматриваются в гл. 16.