Как пишется увеличение микроскопа

Увеличение микроскопа оптического формула расчета, как вычислить, определить коэффициент, посчитать сколько крат

При выборе микроскопа для исследований в различных отраслях науки, первой задачей стоит определиться, какой диапазон увеличений микроскопа необходим.

Определить увеличение оптического микроскопа не сложно, необходимо перемножить между собой увеличения всех оптических компонентов (объективы, окуляры, промежуточные адаптеры).

Промежуточные адаптеры располагаются между корпусом микроскопа (трансфокатором) и тубусом микроскопа.

На примере стереоскопического микроскопа Olympus SZX7 разберем, как посчитать диапазон увеличений микроскопа.

При использовании окуляров с увеличением 10х, объектива 1х и трансфокатора с переменным увеличением 0.8х – 5.6х получим:

·         10 * 1 * 0.8 = 8 крат (минимальное увеличение)

·         10 * 1 * 5.6 = 56 крат (максимальное увеличение)

Так же существует понятие, как полезное увеличение.

Полезное увеличение – это видимое увеличение, при котором глаз наблюдателя будет полностью использовать разрешающую способность микроскопа (то есть разрешающая способность микроскопа будет такая же, как и разрешающая способность глаза).

Диапазон полезного увеличения микроскопа можно посчитать, подставив в следующее неравенство значение числовой апертуры используемого объектива:

500 А < Г < 1000 A

где А – апертура объектива, Г – полезное увеличение микроскопа.

Ознакомиться с ценами и купить  микроскопы можно в нашем каталоге товаров.

---

Общие вопросы о микроскопах

Для чего нужен микроскоп?

Микроскоп будет полезен ребенку для развития познавательных способностей и изучения мира. Школьнику и студенту он поможет в реализации научных проектов по биологии, зоологии, химии, физике и технике. Взрослым микроскоп часто пригодится для точных работ: ремонт электроники, ювелирное дело, изготовление микроминиатюр, реставрация и других. Микроскопы нужны в научных исследованиях, изучении структуры поверхности натуральных и искусственных материалов.

Какой микроскоп лучше: цифровой или учебный (биологический)?

Тип микроскопа нужно выбирать в соответствии с целью его использования. Цифровые, учебные, промышленные
и биологические
микроскопы – все они хороши, но области их применения различаются. Подробнее об этом в разделе «Смотрим в микроскоп»

Что лучше оптическое или цифровое увеличение?

Для достижения максимального качества изображения – нужно ориентироваться на оптическое увеличение. Чем оно выше у микроскопа – тем четче будет получаемое изображение.

Если оптическое увеличение лучше цифрового, то для чего цифровые микроскопы?

Цифровые микроскопы применяются там, где не нужно большое увеличение, например, в ювелирной промышленности и при производстве ремонтных и ревизионных работ.

Чем цифровой микроскоп лучше оптического микроскопа?

Цифровые микроскопы имеют некоторые преимущества, в первую очередь это:

• плавный зум (оптические микроскопы имеют конкретные увеличения 100х, 400х, 800х и т.д.)
• настройка фокусного расстояния в широком диапазоне (у оптических МС фокусное расстояние зависит от объектива);
• встроенная камера для захвата фото и видео изображения;
• карта памяти для сохранения фото и видео;
• дополнительные выходы: HDMI, AV (для некоторых моделей);
• встроенный монитор (для некоторых моделей);
• пуль дистанционного управления микроскопом (для некоторых моделей).

Чем оптический микроскоп лучше цифрового микроскопа?

Учебные
и биологические
микроскопы, использующие оптическое увеличение, подходят для научных и исследовательских работ. Их преимущества:

• высокое оптическое увеличение – до 2000Х;
• оптика, выполненная из оптического стекла. Это позволяет уменьшить оптические искажения;
• возможность улучшения микроскопа путём замены объективов
  и окуляров;
• возможность установки в окуляр камеры
  или переходника к телефону для получения цифровых фото и видео снимков;
• возможность исследования методами темнопольной
  и фазово-контрастной
  микроскопии.

Для чего нужны промышленные микроскопы?

Промышленные микроскопы – это более «продвинутая» версия цифровых микроскопов. Они предназначены для проведения визуального контроля качества выполнения различных работ. Их особенности:

• отдельная камера с высоким разрешением;
• возможность замены и модернизации камеры, объектива
  и предметного стола;
• наличие монитора (для некоторых моделей);
• наличие видеовыходов, карты памяти, пульта управления камерой (для некоторых моделей).

Подробнее о промышленных микроскопах можно узнать из нашей статьи «Выбираем промышленный микроскоп».

Какой микроскоп выбрать: монокулярный, бинокулярный или тринокулярный?

Монокулярные
микроскопы имеют невысокую цену и используются реже других микроскопов, как правило, в учебных целях.

Бинокулярные
микроскопы позволяют смотреть двумя глазами, что снижает нагрузку на глаза. Кроме того, два окуляра дают возможность производить стереоскопические
микроскопы.

Тринокулярные
микроскопы хороши тем, что позволяют одновременно использовать преимущества бинокулярного зрения и при этом вести фото и видео съемку через третий окуляр.

О выборе микроскопов можно подробнее узнать из наших статей: «Как выбрать микроскоп?» «Как выбрать бинокулярный и тринокулярный стереомикроскоп».

Вопросы об объективах

Как обозначается увеличение в микроскопах?

Увеличение оптики у любого микроскопа обозначается арабскими цифрами со знаком «Х». В технических документах встречаются: «кратность» или краткое – «крат».

Например: «кратность увеличения – 500», «увеличение 500 крат» или «увеличение 500Х».

Иногда в типовой маркировке объектива знак «Х» может не указываться.

Что означают цветные полосы на объективе микроскопа?

Цветовая маркировка указывает на увеличение объектива. Такое обозначение полезно, если основные надписи стерты или не видны из-за других объективов, размещенных на револьверной головке.

Далее в таблице приведена расшифровка цветовых колов.

У отдельных производителей могут отсутствовать объективы некоторых кратностей увеличения.

У иммерсионных объективов выполнена двойная цветовая маркировка. Второе цветное кольцо обозначает вид иммерсионной среды.

У разных производителей оттенки цветов могут существенно отличатся друг от друга.

Что означает буквенная маркировка на объективе микроскопа?

На объективе указываются закодированные: метод исследования, вид оптической коррекции, вид иммерсионной среды и другие характеристики.

Как и в цветовой маркировке, краткие сокращения упрощают его идентификацию.

В таблице ниже приводится расшифровка некоторых сокращений.

МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ
M	Металлографический объектив (для использования без покровного стекла).
NC, NCG	Для использования без покровного стекла.
BD, BBD, HD, B/D	Для исследования в светлом и темном поле.
PH, Phase, PHACO, PC	Для фазово-контрастного исследования.
P, POL	Для исследований в поляризованном свете.
FL	Для флуоресцентного (люминесцентного) метода исследования.
EPI	Для исследований в косом свете и EPI-освещении.
DIC	Для исследования методом дифференциального контраста.
NIC	Для исследования методом интерференционного контраста.
TL	Для исследования в проходящем свете.
D, DF	Для исследования в темном поле.
BF	Для исследования в светлом поле.
IR	Для инфракрасной микроскопии.
КОРРЕКЦИЯ КРИВИЗНЫ ПОЛЯ (СФЕРИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ)
ACH, AHRO, Achro, Achromat	Ахроматический объектив с высокой кривизной поля зрения (до 35%).
SP, Semi-Plan, S Plan	Полупланарный объектив со средней кривизной поля зрения (до 20%).
P, PL, PLN, Plan	Планарный объектив с минимальной кривизной поля зрения (до 5%).
ЦВЕТОВАЯ КОРРЕКЦИЯ (ХРОМАТИЧЕСКАЯ АБЕРРАЦИЯ)
A, Apo	Апохроматический объектив. Исправлены хроматические аберрации для трех цветов: красный, зеленый и синий.
SAPO	Суперапохроматический объектив. Исправлены хроматические аберрации в видимой части спектра и ближних областях УФ и ИК.
F, Fluor, Fl, Fluar, Neofluar, Fluotar	Флюоритовый или полуапохроматический объектив. Исправлены хроматические аберрации для двух цветов: красный и синий.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
L	Длинное рабочее расстояние.
U	Для использования с универсальным предметным столиком.
WD	Погружаемый в воду (при обозначении иммерсионной среды) или рабочее расстояние.
ИММЕРСИОННАЯ СРЕДА
W, Water, WI, Wasser	Вода.
GLYC, Gly, G	Глицерин.
Oil, Oel	Масло.
IMM	Любая другая или более чем одна иммерсионная среда.
HI	Однородная (гомогенная) иммерсионная среда.
Стандартизация
DIN	Стандарт объектива (Deutsches Institut für Normung – Немецкий институт по стандартизации). Длина тубуса – 160 мм, парфокальная высота – 45 мм.
JIS	Стандарт объектива (Japan Industrial Standard – Японский промышленный стандарт). Длина тубуса – 170 мм, парфокальная высота – 36 мм.
RMS	Стандарт резьбы объектива (Royal Microscopical Society – Королевское Микроскопическое Общество).
М25	Метрический стандарт резьбы объектива 25 мм.
M32	Метрический стандарт резьбы объектива 32 мм.

Коэффициент преломления света иммерсионной жидкости должен быть близким к коэффициенту преломления света оптического стекла, используемому в объективе. Фактически она имитирует стекло и уменьшает рассеивание света, проходящего от препарата к линзе на границе раздела сред.

В идеале коэффициенты преломления иммерсионной жидкости и стекол должны минимально различаться. Ниже приводятся коэффициенты преломления различных веществ:

• воздух – 1;
• вода – 1,33;
• глицерин – 1,47;
• масло синтетическое и кедровое – 1,51.
• оптическое стекло – 1,49…1,51.

Для чего указывается длина тубуса на объективе и что означает коррекция на бесконечность?

Значение «160», на объективах, указывает на их изготовление по RMS стандарту. Использование таких объективов в тубусах отличной длины ведет к изменению общего увеличения микроскопа. Наличие коррекции объектива на бесконечность обозначается символом «∞» (бесконечность). Эта характеристика означает, что выходящий из объектива свет имеет параллельные лучи. Такие объективы могут применяться в микроскопах с любой длиной тубуса. Также это позволяет дополнять объективы различными модулями.

Для чего указывается толщина покровного стекла на объективе?

В покровном стекле, как и в линзах объектива возникают оптические аберрации. Для их компенсации объективы конструируются с соответствующей поправкой на толщину покровного стекла. Если объектив не имеет корректировки аберраций, то у него указывается толщина покровного стекла равная «0» или ставится «–».

Как рассчитать увеличение микроскопа?

Для оптических микроскопов: детских, учебных, биологических (бинокулярных и тринокулярных) увеличение определяется перемножением кратностей увеличения окуляра и объектива.

Например: кратность увеличения объектива – 60Х, кратность увеличения окуляра – 20Х.

В этом случае общее увеличение составит: 60 x 20 = 1200 крат.

Также дополнительно на окуляр (для детских и учебных микроскопов) или объектив (для стереоскопических микроскопов) может устанавливаться увеличивающая или уменьшающая линза – линза Барлоу. Обычно её кратность составляет от 0,25X до 2X.

При расчете общего увеличения необходимо до множить общее увеличение на увеличение линзы.

Для цифровых микроскопов расчет несколько сложнее.

Во-первых, у них часто нет окуляра, а есть только объектив.

Во-вторых, здесь присутствует два вида цифрового зума: аппаратный – увеличение камерой и программный – увеличение на мониторе. Как раз их определение и вызывает сложности.

Если все три увеличения известны, они перемножаются и дают общее увеличение цифрового микроскопа.

Подробнее об этом можно узнать в нашей статье: «Выбираем промышленный микроскоп»

Вопросы о характеристиках и конструкции микроскопов

Что такое парфокальное расстояние микроскопа?

Расстояние от посадочного места объектива до покровного стекла или препарата (если объектив предназначен для работы без покровного стекла).

Какое стекло используется для линз микроскопа?

Качество линз отражается на получаемом микроскопом изображении. Линзы микроскопов могут изготавливаться из оптического пластика или оптического стекла.

Оптический пластик нередко встречается в дешевых учебных микроскопах.

Оптический пластик не позволяет получать эффективное увеличение на больших кратностях из-за оптических аберраций. Кроме этого, он легко царапается и может со временем терять прозрачность.

Оптическое стекло также может иметь дефекты. В стекле низкого качества могут обнаруживаться непрозрачные включения (камни), пузырьки воздуха (пузыри, мошка) и другие. Для каждого вида микроскопа требования к качеству стекла различаются. В микроскопах, работающих с малыми увеличениями мелкие дефекты стекла незаметны. Но для научного оборудования требования к качеству очень высокое. И тем оно выше – чем больше увеличение микроскопа.

Все микроскопы, реализуемые нашей компанией, имеют высококачественное оптическое стекло.

Смотрим в микроскоп

Что можно увидеть в цифровой USB микроскоп?

Оптическое увеличение цифровых
и промышленных
микроскопов обычно не превышает 50…100 крат. За счет цифрового увеличения достигается высокое значение общего увеличения микроскопа.

Поэтому их основной областью применения являются:

• контроль качества различных материалов;
• визуальный контроль выполнения точных работ;
• металлография и материаловедение и прочее.

В качестве учебного микроскопа цифровые можно использовать при изучении насекомых, структуры растений и осадочных пород.

Для изучения срезов растений и клеток увеличения этих микроскопов будет недостаточно.

Что можно увидеть в биологический микроскоп?

Увеличение учебных, детских и биологических микроскопов достигает 2000 крат. Поэтому они позволяют изучать даже клеточные микропрепараты.

На оптических увеличениях в 1600…2000 крат можно изучать структуру растений и их клеток.

Однако вирусы и микробы увидеть все же не получится. Для них используют более серьёзные методы микроскопии.

Что можно увидеть в стереоскопический микроскоп?

Стереоскопические
микроскопы, как и цифровые, имеют не высокое оптическое увеличение – до 50-150 крат. Однако они уже относятся к профессиональным микроскопам.

Область их применения схожа с промышленными микроскопами.

Однако наличие оптики более высокого качества и стереоскопический эффект расширяют область применения до биологических исследований, криминалистики и иных научных исследований.

Почему я не вижу в микроскоп объекты в объеме? Я же смотрю двумя глазами.

Это связано с тем, что все микроскопы имеют один объектив, а изображение для двух глаз «делится» оптической системой на два одинаковых.
Для объемного восприятия изображения нужно, чтобы каждый глаз видел объект под разным углом. Такая функция предусмотрена только в конструкции стереоскопических
микроскопов.

Почему я не вижу объекты в микроскоп на большую глубину при больших увеличениях?

Причиной этому уменьшение фокусного расстояния объектива с ростом увеличения. Глубина резкости связана с фокусным расстоянием, а оно, в свою очередь, связано с размером передней линзы и апертурой объектива.

Меняя объектив 20X на 60X мы получаем от 2 до 5 кратную потерю глубины резкости.

The microscope, a crucial tool in many disciplines including biology, geology and material science, offers new perspectives to scientists. Many scientists and students need to understand the mechanism and use of microscopes. Microscopes work by expanding a small-scale field of view, zooming in on the microscale workings of the world.

Magnification on a Microscope

Magnification on a microscope refers to the amount or degree of visual enlargement of an observed object. Magnification is measured by multiples, such as 2x, 4x and 10x, indicating that the object is enlarged to twice as big, four times as big or 10 times as big, respectively.

Magnification Limits

For a standard light-based microscope, the maximum magnification extends up to 1,500x; beyond this, objects under view become excessively fuzzy because the wavelengths of light limit the clarity of images. Electrons, on the other hand, have much shorter wavelengths. According to Auburn University, electron microscopes produce useful images with magnifications up to about 200,000x.

Magnification and Distance on a Microscope

The magnification on a microscope must be adjusted carefully in proportion to distance. For optical microscopes, the higher the magnification, the closer the lens must be positioned to the object being observed. If the lens gets too close, it may crash into the specimen, destroying the slide or specimen and possibly damaging the lens, so exercise great care when using magnifications over 100x. Most microscopes allow for adjustment of the lens-object distance, as well as providing preset default positions that place the higher magnification lenses closer to the slide.

Measuring Magnification of a Microscope

Measure the magnification of a microscope by placing an object of known length, such as a ruler, beneath the lens and measuring the degree to which the microscope enlarges the image. Use a similar procedure to get an idea of the scale of any magnification by putting a ruler or another familiar object, like a dime or paperclip, underneath the lens with the object on the slide. Looking through the microscope, compare the observed object with the relative size of the ruler or other known object. Again, be very careful when using the higher power objective lenses to avoid damaging the slide or the lens.

Finding and Adjusting a Microscope’s Magnification

The magnification adjusts through combining the eyepiece and lenses of most microscopes. The standard eyepiece magnifies 10x. Check the objective lens of the microscope to determine the magnification, which is usually printed on the casing of the objective. The most common objective lens magnifications for typical laboratory microscopes are 4x, 10x and 40x, although alternatives of weaker and stronger magnification exist. Calculate total magnification by multiplying the eyepiece magnification by the objective lens magnification. Typical laboratory microscopes magnify objects 40x, 100x and 400x.

The microscope, a crucial tool in many disciplines including biology, geology and material science, offers new perspectives to scientists. Many scientists and students need to understand the mechanism and use of microscopes. Microscopes work by expanding a small-scale field of view, zooming in on the microscale workings of the world.

Magnification on a Microscope

Magnification on a microscope refers to the amount or degree of visual enlargement of an observed object. Magnification is measured by multiples, such as 2x, 4x and 10x, indicating that the object is enlarged to twice as big, four times as big or 10 times as big, respectively.

Magnification Limits

For a standard light-based microscope, the maximum magnification extends up to 1,500x; beyond this, objects under view become excessively fuzzy because the wavelengths of light limit the clarity of images. Electrons, on the other hand, have much shorter wavelengths. According to Auburn University, electron microscopes produce useful images with magnifications up to about 200,000x.

Magnification and Distance on a Microscope

The magnification on a microscope must be adjusted carefully in proportion to distance. For optical microscopes, the higher the magnification, the closer the lens must be positioned to the object being observed. If the lens gets too close, it may crash into the specimen, destroying the slide or specimen and possibly damaging the lens, so exercise great care when using magnifications over 100x. Most microscopes allow for adjustment of the lens-object distance, as well as providing preset default positions that place the higher magnification lenses closer to the slide.

Measuring Magnification of a Microscope

Measure the magnification of a microscope by placing an object of known length, such as a ruler, beneath the lens and measuring the degree to which the microscope enlarges the image. Use a similar procedure to get an idea of the scale of any magnification by putting a ruler or another familiar object, like a dime or paperclip, underneath the lens with the object on the slide. Looking through the microscope, compare the observed object with the relative size of the ruler or other known object. Again, be very careful when using the higher power objective lenses to avoid damaging the slide or the lens.

Finding and Adjusting a Microscope’s Magnification

The magnification adjusts through combining the eyepiece and lenses of most microscopes. The standard eyepiece magnifies 10x. Check the objective lens of the microscope to determine the magnification, which is usually printed on the casing of the objective. The most common objective lens magnifications for typical laboratory microscopes are 4x, 10x and 40x, although alternatives of weaker and stronger magnification exist. Calculate total magnification by multiplying the eyepiece magnification by the objective lens magnification. Typical laboratory microscopes magnify objects 40x, 100x and 400x.

Увеличение микроскопа

Увеличением
микроскопа
называется отношение линейных размеров
изображения предмета, видимого в
микроскоп, к линейным размерам того же
предмета, видимого невооруженным глазом
на расстоянии наилучшего видения (для
нормального глаза оно равняется 25см).

Известно,
что увеличение микроскопа можно найти,
пользуясь формулой:

,

(1)

где
l
– расстояние между верхним фокусом
объектива и нижним фокусом окуляра; L
– расстояние наилучшего видения; равное
25 см; F₁
и F₂
– фокусные расстояния объектива и
окуляра.

Зная
фокусные расстояния F₁,
F₂
и расстояние между ними l
можно найти увеличение микроскопа.

На
практике не используются микроскопы с
увеличением свыше 1500–2000, т.к. возможность
различения мелких деталей объекта в
микроскопе ограничена. Это ограничение
обусловливается влиянием дифракции
света, в проходящей структуре данного
объекта. В связи с этим пользуются
понятиями предела разрешения и разрешающей
способности микроскопа.

Определение предела разрешения микроскопа

Пределом
разрешения микроскопа
называется то наименьшее расстояние
между двумя точками предмета, при котором
они видимы в микроскопе раздельно. Это
расстояние определяется по формуле:

,

(2)

где
λ – длина волны света; n
– показатель преломления среды между
объективом и объектом; u
– апертурный угол объектива, равный
углу между крайними лучами конического
светового пучка, входящего в объектив
микроскопа.

Реально
свет от предмета распространяется к
объективу микроскопа в некотором конусе
(рис. 2 а), который характеризуется угловой
апертурой – углом u
между крайними лучами конического
светового пучка, входящего в оптическую
систему. В предельном случае, согласно
Аббе, крайними лучами конического
светового пучка будут лучи, соответствующие
центральному (нулевому) и 1-му главному
максимумам (рис. 2 б).

Величина
2nsin
U
называется числовой апертурой микроскопа.
Числовая апертура может быть увеличена
с помощью специальной жидкой среды –
иммерсии
–
в пространстве между объективом и
покровным стеклом микроскопа.

а)	б)
Рис. 2. Конус распространения света (а) и его угловая апертура (б)

В
иммерсионных системах по сравнению с
тождественными «сухими» системами
получают больший апертурный угол (рис.
3).

Рис.3.
Схема иммерсионной системы

В
качестве иммерсии используют воду (n
=
1,33),
кедровое масло (n
=
1,514) и др. Для каждой иммерсии специально
рассчитывают объектив, и его можно
применять только с данной иммерсией.

Из
формулы видно, что предел разрешения
микроскопа зависит от длины волны света
и числовой апертуры микроскопа. Чем
меньше длина волны света и чем больше
величина апертуры, тем меньше Z, а,
следовательно, больше предел разрешения
микроскопа. Для белого (дневного) света
можно принять среднее значение длины
волны λ
= 0,55мкм. Показатель преломления для
воздуха равен n
= 1.

Микроскоп мбс-1

МБС-1
– cтереоскопический
микроскоп, дающий прямое объемное
изображение рассматриваемого предмета
как в проходящем, так и в отраженном
свете.

Микроскоп
состоит из 4 основных частей:

– cтолик;

– штатив;

– оптическая
головка с механизмом грубой подачи;

– окулярная
насадка.

Столик
микроскопа состоит из круглого корпуса,
внутри которого вмонтирован поворотный
отражатель с зеркальной и матовой
поверхностями. Для работы с дневным
освещением в корпусе предусмотрен
вырез, через который свободно проходит
свет. С задней стороны корпуса столика
имеется резьбовое отверстие для работы
с электрическим осветителем. На штативе
микроскопа крепится оптическая головка
– основная часть прибора, в которую
вмонтированы наиболее ответственные
оптические узлы.

В
корпусе оптической головки помещен
барабан с с установленными в нем
галилеевыми системами. Вращением оси
барабана с помощью рукояток с нанесенными
цифрами 0,6; 1; 2; 4; 7 добиваются различного
увеличения объективов. Каждое положение
барабана четко фиксируется специальным
пружинным фиксатором. С помощью рукоятки
на штативе микроскопа, перемещающей
оптическую головку, добиваются наиболее
резкого изображения рассматриваемого
объекта.

Вся
оптическая головка может перемещаться
по стержню штатива и закрепляться в
любом положении с помощью винта. Окулярная
насадка состоит из направляющей,
представляющей прямоугольную деталь
с двумя отверстиями для оправ объективов.

Наблюдая
в окуляры нужно разворотом окулярных
трубок найти такое положение, при котором
два изображения сводятся в одно. Далее
произвести фокусировку микроскопа на
исследуемый предмет, а вращением
отражателя добиться равномерного
освещения поля. При настройке освещенности
патрон с лампой перемещается в сторону
коллектора до получения наилучшей
освещенности наблюдаемого объекта.

В
основном МБС-1 предназначен для
препарировальных работ, для наблюдения
объектов, а также для проведения линейных
измерений или измерений площадей
участков препарата. Оптическая схема
микроскопа представлена на рис. 4.

Оптическая
схема микроскопа МБС-1 представлена на
рис. 4.

При
работе в проходящем свете источник
света (1) с помощью отражателя (2) и
коллектора (3) освещает прозрачный
препарат, установленный на предметный
столик (4).

В
качестве объектива применена специальная
система, состоящая из 4-х линз (5) с фокусным
расстоянием = 80 мм и 2-х пар галилеевых
систем (6) и (7), за которыми находятся
объективы (8) с фокусным расстоянием 160
мм, которые образуют изображение объекта
в фокальных плоскостях окуляров.

Общее
линейное увеличение оптической системы,
состоящей из объектива (5), галилеевых
систем (6) и (7) и объективов (8) составляет:
0,6;
1;
2;
4;
7.
За объективами (8) установлены 2 призмы
Шмидта (9), которые позволяют разворачивать
окулярные трубки по глазу наблюдателя
без разворота изображения объектива.

5 4 6 2 6 3 1 10 9 8 7 7	1 – источник света; 2 – отражатель; 3 – коллектор; 4 – предметный столик; 5 – объектив (F = 80 мм); 6, 7 – галилеевы системы; 8 – объективы (F = 160 мм); 9 – призмы Шмидта; 10 – окуляры.
Рис. 4. Оптическая схема микроскопа МБС-1

К
микроскопу МБС-1 прилагаются 3 пары
окуляров (10) с увеличением 6;
8;
12,5
и один окулярный микрометр 8-кратного
увеличения с сеткой. Они позволяют
варьировать общее увеличение микроскопа
от 3,6 до 88 (табл. 1). Общее увеличение
микроскопа – произведение увеличения
окуляра на увеличение объектива.

Таблица
1.

Оптическая
характеристика микроскопа МБС-1

Увеличение окуляра	Увеличение объектива
0,6	1	2	4	7
6	3,6	6	12	24	42
8	4,5	8	16	32	56
12,5	7	12,5	25	50	88

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #

  22.02.2015177.66 Кб137.doc

• #
• #
• #
• #

  22.02.2015335.87 Кб238.doc

• #

  22.02.2015954.88 Кб798.doc

• #

  22.02.2015374.78 Кб178.doc

• #
• #
• #
• #

Микроскоп – сложная оптическая система, позволяющая увеличивать изображение исследуемого объекта с десятки и сотни раз. У всех них есть принцип действия, а также характеристики, от которых зависит сфера работы каждого увеличительного прибора.

Увеличение микроскопа

Работа со световым микроскопом проводится для получения изображения под увеличением. Различают несколько его типов: объектив, окуляр, а также диапазон увеличения. Также у современного оборудования есть и цифровое.

Во сколько раз увеличивает световой микроскоп?

В обычном устройстве установлены две линзы, которые являются короткофокусными. Это окуляр и объектив.

Окуляр – это часть увеличительного прибора, устанавливаемая в окулярный узел, куда непосредственно смотрит исследователь. Его кратность в среднем составляет 10-20, величина этого параметра зависит от марки и вида прибора. Эти элементы могут быть съемные, а могут и быть установлены стационарно.

Как определить увеличение светового микроскопа?

Увеличение изображения, обеспечиваемое световым микроскопом, соответствуют произведению усиления окуляра и объектива. То есть изображение, которое мы видим при увеличении объекта, является совместной работой одного и второго элемента.

Объективы же – это элементы, которые также имеют в совеем составе увеличительные линзы. Данная конструкция закреплена на револьверном блоке, на котором может быть несколько объективов.

Поле зрения микроскопа

Поле зрения является параметром, характеризующий предельно максимальный диаметром области, который может быть визуализирован человеческим глазом при исследовании через окуляр. Зависит поле зрения от:

• Характеристик окуляра;
• Особенностей объектива;
• Диаметра тубуса.

Данную величину можно рассчитать в миллиметрах, если исследовать миллиметровую шкалу линейки через микроскоп, при этом поле зрения не зависит от кратности увеличения окуляра.

Диаметр выходного зрачка микроскопа

Для того, чтобы определить такой показатель, как диаметр выходного зрачка, необходимо применение динаметра Рамсдена. Также для измерения такой величины может использоваться диоптрийная трубка со стеклянной шкалой. В фокальной плоскости анной лупы расположена сетка, цена деления которой составляет 0,1 миллиметр.

Разрешающая способность

Важными параметрами для увеличительного оборудования является и разрешающая способность светового микроскопа.

Смыслом определения разрешающая способность светового микроскопа, является возможность оптической системы четко различать две рядом расположенные точки. Это минимальное расстояние, расположенное между двумя точками, различающимися отдельно друг от друга.

Есть пределы разрешения светового микроскопа.

Максимальная разрешающая способность равна 0,25 мкм, это предел разрешающей способности светового микроскопа.

Если не достигнут предел разрешения светового микроскопа, то ее можно увеличить. Это возможно путем увеличения апертуры объектива или уменьшением длины волны света.

Полезное увеличение

Это показатель, который определяет увеличение, способное увидеть глазом исследователя, равное разрешающей способности прибора.

Это означает, что разрешающая способность человеческого глаза равна такому же показателю увелиивающего устройства. Для того, чтобы определить максимальную разрешающую способность объектива, необходимо подобрать от 500 до 1000 крат.

Минимальное полезное увеличение – это числовая апертура, помноженная на 500. Соответственно, максимальное увеличение – это числовая апертура, умноженная на 1000. Использование значений, менее минимальных, не даст возможности использовать разрешающую способность в полном объеме, а работа на больших параметрах не дать более четкого изображения изучаемого объекта.

Какие органоиды можно увидеть в световой микроскоп?

При помощи него можно довольно детально изучить структуру и строение клетки и ее органелл. В стандартный световой микроскоп можно увидеть рибосомы, комплекс Гольджи, который был открыт именно при помощи данного оборудования Камилло Гольджи, ядро, вакуоли, митохондрии, хлоропласт. Также прекрасно визуализируется клеточная стенка.

При выборе такой аппаратуры очень важно понимать ее сферу применения, так как для школьной лаборатории вполне достаточными параметрами обладает обычный световой микроскоп, а для научно-исследовательской, медицинской лаборатории, его мощности будет недостаточно для достижения всех поставленных целей. Среди такой техники можно выделить оптические, электронные, рентгеновские микроскопы, сканирующие оптические микроскопы ближнего поля и другие.

Оптическое и геометрическое увеличение микроскопа

Увеличение системы — важный фактор, в основе которого лежит выбор того или другого микроскопа в зависимости от решения необходимых задач. Все мы привыкли к тому, что проводить контроль полупроводниковых элементов необходимо на инспекционном микроскопе с увеличением 1000 и более крат, изучать насекомых можно, работая с 50 кратным стереомикроскопом, а луковые чешуйки, окрашенные йодом или зеленкой, мы изучали в школе на монокулярном микроскопе, когда понятие увеличения еще не было нам знакомо.

Но как интерпретировать понятие увеличения, когда перед нами находится цифровой или конфокальный микроскоп, а на объективах стоят значения 2000х, 5000х? Что это означает, будет ли 1000 кратное увеличение на оптическом микроскопе давать изображение, аналогичное цифровому 1000 кратному микроскопу? Об этом вы узнаете в этой статье.

Оптическое увеличение системы

Когда мы работаем с лабораторным или стереоскопическим микроскопом, подсчет текущего увеличения системы не составляет труда. Необходимо перемножить увеличение всех оптических компонентов системы. Обычно, в случае стереомикроскопа это объектив, трансфокатор или увеличительный барабан и окуляры.
В случае обычного лабораторного микроскопа дело обстоит еще проще – общее увеличение системы = кратность окуляров умноженная на кратность объектива, установленного в рабочую позицию. Важно помнить, что иногда встречаются специфические модели тубусов микроскопа, имеющие увеличивающий или уменьшающий фактор (особенно распространено для старых моделей микроскопов Leitz). Также, дополнительные оптические компоненты, будь то источник коаксиального освещения в стереомикроскопе или промежуточный адаптер для камеры, располагающийся под тубусом, могут иметь дополнительный фактор увеличения.

К примеру, стереомикроскоп Olympus SZX-16 с окулярами 10х, объективом 2х, трансфокатором в позиции 8х и блоком коаксиального освещения с фактором 1,5х будет обладать общим оптическим увеличением 10х2х8х1,5 = 240 крат.

Под оптическим увеличением (Г) в таком случае следует понимать отношение тангенса угла наклона луча, вышедшего из оптической системы в пространство изображений, к тангенсу угла сопряженного ему луча в пространстве предметов. Либо отношение длины, сформированного оптической системой изображения отрезка, перпендикулярного оси оптической системы, к длине самого отрезка

Геометрическое увеличение системы

В случае, когда у системы нет окуляров, а увеличенное изображение формируется камерой на экране монитора, к примеру, как на микроскопе ADF F20, следует переходить к термину геометрического увеличения оптической системы.
Геометрическое увеличение микроскопа – отношение линейного размера изображения объекта на мониторе к реальному размеру изучаемого объекта.
Получить значение геометрического увеличения можно перемножив следующие величины: оптическое увеличение объектива, оптическое увеличение адаптера камеры, отношение диагонали монитора к диагонали матрицы камеры.
К примеру, при работе на лабораторном микроскопе с объективом 50х, адаптером камеры 0,5х, камерой 1/2.5” и, выводя изображение на монитор ноутбука 14”, мы получим геометрическое увеличение системы = 50х0,5х(14/0,4) = 875х.
Хотя оптическое увеличение при этом будет равно 500х в случае 10х окуляров.

Цифровые микроскопы, конфокальные профилометры, электронные микроскопы и другие системы, формирующие цифровое изображение объекта на экране монитора оперируют понятием геометрического увеличения. Не стоит путать это понятие с оптическим увеличением.

Разрешение микроскопа

Широко распространено заблуждение, что разрешение микроскопа и его увеличение связаны между собой жесткой связью — чем больше увеличение, тем более мелкие объекты мы сможем в него увидеть. Это не верно. Самым важным фактором всегда остается разрешение оптической системы. Ведь увеличение неразрешенного изображения не даст нам о нем новой информации.

Разрешение микроскопа зависит от числового значения апертуры объектива, а также от длины волны источника освещения. Как вы видите, параметра увеличения системы в этой формуле нет.

где λ — усредненная длина волны источника света, NA – числовая апертура объектива, R — разрешение оптической системы.

При использовании объектива с NA 0,95 на лабораторном микроскопе с галогенным источником (средняя длина волны порядка 500 нм) мы получаем разрешение около 300 нм.

Как видно из принципиальной схемы светового микроскопа, окуляры увеличивают действительное изображение объекта. Если, к примеру, повысить кратность увеличения окуляров в 2 раза (вставить в микроскоп окуляры 20х) — то общее увеличение системы удвоится, но разрешение при этом останется прежним.

Важное замечание

Предположим, что у нас есть два варианта построения простого лабораторного микроскопа. Первый построим, используя объектив 40х NA 0,65 и окуляры 10х. Второй же будет использовать объектив 20х NA 0,4 окуляры 20x.

Увеличение микроскопов в обоих вариантах будет одинаковое = 400х (простое перемножение увеличения объектива и окуляров). А вот разрешение в первом варианте будет выше, чем во втором, так как числовая апертура объектива 40х больше. К тому же не стоит забывать о поле зрения окуляров, у 20х этот параметр на 20-25% ниже.