Lentila este cel mai important nod al microscopului. deoarece rezoluția și calitatea imaginii microscopului în ansamblu depind de deschiderea numerică a acestuia și de corecția aberațiilor. Conform designului optic, lentilele sunt împărțite în lentile, lentile oglindă și oglindă. Lentilele microscopice ale lentilelor au fost utilizate pe scară largă în construcția microscopului. Acest lucru se datorează, în primul rând, marilor posibilități tehnologice în procesul de fabricație și în special în producția de mari dimensiuni. În fabricarea obiectivelor lentilelor, toleranțele sunt stabilite mult mai mult decât pentru lentilele cu oglindă sau oglindă. În plus, lentilele lentilelor nu au o ecranare centrală inerentă sistemelor de oglindă și reduc contrastul imaginii. Lentilele lentilelor sunt fiabile și convenabile pentru a funcționa; posibilitatea instalării lor pe revolver vă permite să schimbați rapid creșterea.
Clasificarea lentilelor lentilelor
lentile de microscop pot fi clasificate în funcție de diverse criterii, cum ar fi regiunea spectrală pentru care sunt proiectate și utilizate, lungimea optică estimată a tubului, o metodă de iluminare unui obiect observat, posibilitatea folosirii sticlei de acoperire, fluidul de imersie, etc.
Cea mai preferată clasificare este obiectivul gradului de corecție a acestora, care distinge următoarele tipuri de lentile: monochromați, achromați și apochromați.
Monochromații sunt lentile în care aberațiile sunt corectate pentru o singură lungime de undă sau o regiune spectrală îngustă. Mai întâi, ele corectează aberațiile sferice, coma și astigmatismul.
Lentilele în care se realizează achromatizarea pentru o lungime principală și două lungimi de undă suplimentare se numesc achromați. Astfel de lentile fac obiectul corecției: aberație sferică, comă, astigmatism, aberație cromatică a poziției, aberație parțială cromatică de mărire și aberație sfero-chromatică.
În obiectivele apochromatice, regiunea spectrală este extinsă, iar achromatizarea este efectuată pentru alte trei lungimi de undă. La lentilele apochromatic cu excepția poziției de corecție cromaticitatea a sferice aberației, coma si astigmatism sunt corectate suficient de bine spectru secundar și aberație sferohromaticheskaya datorită introducerii în diagrama de lentile optice din cristale si pahare cu special swing dispersiilor parțiale relative. În plus, aberația cromatică a măririi este corectată parțial.
Pentru a cuantifica calitatea imaginii, sunt calculate aberațiile valurilor, care, în microscopie, sunt încă principalul criteriu pentru evaluarea și compararea obiectivelor. La acromatic pentru un punct de pe axa undei aberației de culoare de bază, de obicei nu depășește 0,25l (adică se realizează criteriul Rayleigh) și întreaga regiune spectrală la care achromats calculate, nu mai mult de 0.5l. În obiectivele apochromatice, aberația sferică pentru culoarea principală nu depășește de obicei (0,1 - 0,15) λ. Pentru liniile spectrale C și F, aberațiile valurilor nu sunt mai mari de 0,25λ, pentru linia G se află în intervalul de la 0,25 până la 0,5λ.
De asemenea, au fost produse lentile cu o suprafață plană a imaginilor-planificatoare. Aceste lentile au un câmp vizual crescut față de achromații convenționali și apochromați. Plano-obiectivele în funcție de gradul de corecție sunt împărțite în planmonocromat, planakhromat și planopohromat. Cerințele pentru corectarea aberațiilor pentru un punct pe axa planobiectivelor sunt aceleași ca și pentru monocromații, achromații și apochromații corespunzători. Dar, spre deosebire de acesta din urmă, în planobektivov semnificativ mai bine corectate curbura imaginii și astigmatism, dar aberațiile wavefront asupra întregului câmp vizual nu depășește, pentru un obiect de puncte în afara axei (0.5 -1.0) λ.
Optica microscopică
Ocularele (lat. Oculus, însemnând „ochi“) este o lupă, prin care există o imagine intermediară produs de lentile și lentile în formă de tub. În plus, proiectează pupilele de ieșire ale lentilelor la o distanță convenabilă pentru funcționare. Ocular lucrează în fascicule înguste de raze, astfel de aberație sa sferică și sferohromaticheskaya mică în comparație cu aberațiile lentilelor reziduale, și nu afectează calitatea imaginii dată de obiectivul microscopului. În unele oculare, diferențele cromatice în mărire și distorsiune sunt corectate. Utilizarea acestui ocular este determinată de tipul de lentilă și de natura corecției aberațiilor. Amploarea câmpului vizual al microscopului este determinată de mărimea diafragmei ocularului.
Ocularele nu sunt lentile simple, ci sunt sisteme optice răzuite care constau în mai multe lentile. De obicei, ocularul oferă o creștere suplimentară a Δ = 10x. Imaginea intermediară se află la o distanță de citire de 25 cm. Mărirea totală a microscopului se calculează după următoarea formulă:
V microscop = Vobiectiv x al lui Gocular.
În practică, se presupune că unul dintre oculare poate fi focalizat, ceea ce face posibilă egalizarea unei mici diferențe în poziția de ascuțire pentru ambii ochi.
În funcție de parametrii lor, ocularele sunt împărțite în clase separate. Diferențele dintre ele apar cu câmpuri de vizibilitate mari și, în special, la marginea imaginii.
Ocularele sunt proiectate astfel încât imaginea intermediară a microscopului să fie situată la distanță de ele. Prin urmare, este convenabil să plasați diferite scale, grile sau alte elemente comparative în planul imaginii intermediare, puteți efectua măsurătorile necesare.
Unificarea caracteristicilor lentilelor și ocularelor
Până de curând au fost utilizați lentile cu diferite parametri unificați de caracteristici tehnice [1]. În funcție de mărimea și diafragma numerică, precum și de tipul de corecție, s-au întâlnit lentile cu înălțimi diferite (distanța de la lentilă la planul de referință al obiectivului). Această valoare a fluctuat într-o limită destul de largă - de la 12 la 70 mm, ceea ce a dus la inconveniente de lucru asupra dispozitivului de turelă.
diferență cromatică de mărire în vechi tip de lentile acromatice nu a fost constantă și variat de la acid (pentru lentile „slabe“) la zero până la 2% (pentru lentile cu o creștere mare la scară). Acest lucru a creat inconveniente suplimentare atunci când lucrați. Deci, de exemplu, a necesitat utilizarea microscoape într-un set dublu de ocularelor: Huygens - pentru utilizarea cu lentile de creșteri mici și de compensare - de a lucra cu „mediu“ și lentile „puternice“. Mai mult decât atât, compensatorii vechi ocularele are un dezavantaj serios - cromaticitatea variabilitatea crește câmpul vizual, rezultând o culoare vizibilă în prezența planului imagine intermediar al microscopului. Unificarea caracteristicilor lentilelor și ocularelor efectuate în ultimii ani a dat rezultate.
- Lentilele pentru modelele noi ale microscopului sunt calculate pe două lungimi ale tubului: 160 mm și infinit
- Înălțimea tuturor lentilelor nou dezvoltate este stabilită la 45 mm
- Cromatismul de mărire pentru lentilele de toate tipurile cu caracteristici optice diferite nu trebuie să depășească 1%
- Valorile măririlor și lungimilor focale ale lentilelor și ocularelor variază geometric cu numitorul 1.6
- Planul de referință al tuturor ocularelor este cu 10 mm mai mare decât focalizarea frontală
- Avantajul opțiunilor cu caracteristici optice unificate este capacitatea de a lega microscoapele cu tipuri diferite de lentile
Pentru a evalua puterea de rezolvare a obiectivelor microscopice, se folosesc elemente microscopice ale formelor de plante și animale. Cele mai frecvente medicamente includ cochilii calcaroase ale algelor microscopice - diatom. Lățimea și distanța dintre elementele liniare ale acestor cochilii pentru fiecare tip particular de diatom au valori definite cu cele mai mari abateri de la valorile medii. Este general acceptat să se utilizeze un set mic de preparate de diferite diatome, definite într-o cantitate care să nu depășească zece. Acestea sunt alese astfel încât să se găsească printre ele elemente structurale cu distanțe de la 0,25 la 1,80 μm [1].
Simultan cu puterea de rezolvare a obiectivului, un cercetător cu experiență detectează defectele în obiectiv și evaluează calitatea acestuia. Evaluarea calității imaginii nu este mai puțin importantă decât determinarea puterii de rezoluție a obiectivului.
La testarea lentilelor, asamblarea și monitorizarea lor, ele utilizează metode foarte simple de observare a "punctelor luminoase", obținute ca găuri mici de diferite mărimi, într-un strat subțire de argint depus pe o placă de sticlă. Observând imaginile acestor găuri în lumina transmisă, se pot detecta foarte clar toate imperfecțiunile lentilei: centrarea insuficientă, tensiunea în sticlă etc. [2].
Criteriul pentru rezoluția unui microscop este limita la care două obiecte mici sunt percepute ca obiecte separate. Se poate calcula teoretic distanța d0 la care are loc un astfel de caz limitator.
Trebuie să știi că fiecare punct de obiect - lăsați-l să fie o gaură foarte mică în folie metalică 1 (Figura 1) - nu este afișat lentile în formă de tub și lentile 2 ca un disc luminos, cu margini ascuțite, precum și o neclaritate, înconjurată de inele de difracție 3. Acest model este titlul de "discul lui Erie". Inelele de difracție apar ca urmare a unei deschideri limitate a obiectivului, adică obiectivul joacă rolul de "gaură". Cu cât este mai mare diafragma obiectivului, cu atât este mai mică distanța d0
Coeficientul numeric „1,22“ se obține prin calcul pentru cazul prezentat în figura 2. Curbele de intensitate a celor două figuri de difracție suprapuse pe celălalt: dacă cele două puncte sunt situate la o distanță mare unul de altul, ele sunt ușor de observat ca obiecte separate. Dacă alegeți în mod constant mai mică distanță, apoi vin cazul limită atunci când obiectul principal al unui maxim 2 (---) coincide cu primul obiect minim 1 (-). În cazul superpoziției profilurilor există două luminozitate maximă separate printr-un minim de intensitate în care aproximativ 20% mai mică decât intensitatea în ambele maxime. Acest lucru este suficient pentru ca ochiul uman să vadă două puncte distincte (criteriul Rayleigh).
Alături de metoda de investigare „a punctului de difracție“ utilizat pe scară largă „placa Abbe“, cu care lentilele sunt realizate teste pentru corectarea eficacității aberațiile sferice și cromatice, precum și geamul de acoperire este determinată de grosimea corespunzătoare celei mai bune lentile de corecție. "Placa lui Abbe" este o bandă îngustă în formă de pană, a cărei grosime de-a lungul laturii lungi variază de la 0,09 până la 0,24 mm. Suprafața inferioară a pantei este acoperită cu un strat opac de argint, pe care se zgârie un grup de linii sau lumeni paralele cu partea lungă a plăcii; Placa este lipită pe un diapozitiv obișnuit. Ragged cu o creștere mare în marginea benzilor de argint sunt foarte convenabil, destul de un obiect de contrast de observare.
Având în vedere banda în diferite condiții de iluminare directă și oblică, în centrul și marginea câmpului microscopului în derivarea poziția corespunzătoare celei mai bune imagini de pe ambele părți ale acestora, un observator experimentat poate aprecia calitatea completă a lentilei de corecție.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: