Полезное увеличение микроскопа ограничено его разрешающей способностью и разрешающей способностью глаза.

Разрешающая способность глаза характеризуется наименьшим углом зрения, при котором человеческий глаз еще различает раздельно две точки предмета. Она лимитируется дифракцией на зрачке и расстоянием между светочувствительными клетками сетчатки. Для нормального глаза наименьший угол зрения равен 1 минуте. Если предмет находится на расстоянии наилучшего зрения - 25 см, то этот угол соответствует предмету размером 70 мкм. Данную величину считают пределом разрешения невооруженного глаза Z_r на расстоянии наилучшего зрения. Однако показано, что оптимальная величина Z_r равна 140-280 мкм. При этом глаз испытывает наименьшее напряжение.

Полезным увеличением микроскопа называют его максимальное увеличение, при котором глаз еще в состоянии различать детали, равные по величине пределу разрешения микроскопа.

Линейное увеличение микроскопа равно отношению величины изображения предмета, расположенного на расстоянии наилучшего зрения, к величине самого предмета ( см. формулу 1). Если за размер предмета примем предел разрешения микроскопа Z, а за размер изображения - предел разрешения невооруженного глаза на расстоянии наилучшего зрения Z_r, то получим формулу полезного увеличения микроскопа:

. (10)

Подставляя в эту формулу Z из выражения (9), получим

. (11)

Подставив в формулу (11) длину волны света 555 нм (55510^-9 м), оптимальные величины пределов разрешения глаза 140-280 мкм (140-28010^-6 м), найдем интервал значений полезного увеличения микроскопа

500 А  К_п  1000 А .

Например, при использовании лучших иммерсионных объективов с числовой апертурой 1,43 полезное увеличение будет составлять 700-1400, отсюда видно, что конструировать оптические микроскопы с большим увеличением нецелесообразно. Однако в настоящее время этот вопрос потерял свою остроту в связи с широким использованием в биологии и медицине электронного микроскопа, обеспечивающего увеличение до 600 000, а предел разрешения - до 0,1 нм.

Некоторые распространенные и специальные методы оптической микроскопии

1. Метод светлого поля в проходящем свете.

Наиболее распространенный метод для исследования прозрачных окрашенных и неокрашенных объектов. Объект освещается снизу и выглядит цветным на светлом поле. Контраст изображения тем больше, чем большим поглощением в видимой области спектра обладают различные участки объекта.

2. Метод темного поля в проходящем свете.

Применяется для наблюдения прозрачных окрашенных и неокрашенных объектов. В объектив попадает только свет, рассеянный элементами структуры препарата. На темном поле получают светлое изображение; благодаря большой контрастности отдельные детали видны лучше, чем при методе светлого поля.

3. Методы светлого и темного поля в отраженном свете.

Используются для изучения непрозрачных объектов.

4. Интерференционная микроскопия.

Служит для получения изображения прозрачных и бесцветных объектов, живых и фиксированных, не видимых при наблюдении по методу светлого поля. При этой методике наблюдается интерференционная картина, получаемая в результате соединения двух когерентных лучей, один из которых проходит через объект, а другой - мимо него.

5. Поляризационная микроскопия.

Используется для наблюдения в поляризованном свете объектов, обладающих оптической анизотропией.

6. Люминесцентная микроскопия.

Позволяет выявить люминесцирующие структуры.

7. Ультрафиолетовая микроскопия.

См. раздел «Разрешающая способность микроскопа».

8. Стереоскопическая микроскопия.

Позволяет получить объемное изображение. Специальные стереомикроскопы используются при проведении микрохирургических операций.

9. Микрофотография.

Методика фотографирования изображения, полученного с помощью микроскопа.