ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
По принципу действия микроскопы делятся на отража-
тельные, просвечивающие и универсальные (рис. 1.1).
В микроскопе на просвет исследуемый объект, поме-
щенный на предметный столик микроскопа, освещают све-
товым пучком. Свет частично рассеивается на верхней и
нижней поверхностях образца, преломляется и поглощается
в его теле. Различие в оптических свойствах отдельных уча-
стков объекта обусловливает разную интенсивность про-
шедших через него лучей. В результате – получается "тене-
вое" изображение объекта.
В микроскопе на отражение контраст изображения фор-
мируется за счет гашения или отражения света на микроне-
ровностях поверхности обычно непрозрачного объекта.
Очевидно, что в этом случае на полированной гладкой по-
верхности нельзя различить детали микроструктуры. По-
этому при работе "на отражение" объект специально приго-
тавливают с целью создания микрорельефа, связанного с его
внутренним строением.
Одной из важнейших характеристик любой оптической системы, в том числе и микроскопа, являет-
ся увеличение, М. В общем случае его можно определить по формуле
окоб
туб
окоб
250
FF
l
MMM ==
, (1.1)
где
об
M ,
ок
M
– увеличение объектива и окуляра;
туб
l
– оптическая длина тубуса;
об
F и
ок
F – фокусные
расстояния объектива и окуляра. Если в формировании изображения участвует еще одна линза (проме-
жуточная), в формуле (1.1) появится новый сомножитель и т.д.
Следует учитывать, что оптическую длину тубуса часто не удается измерить точно, особенно при
фотографировании, и это вносит определенные погрешности в расчет увеличения по формуле (1.1). Для
определения истинного масштаба изображения используют специальные тарированные шкалы – объ-
ект-микрометры.
Согласно (1.1) как будто имеется возможность неограниченного повышения масштаба увеличения в
световом микроскопе. Однако рост масштаба увеличения, начиная с некоторого предельного значения,
не позволяет получить четкого контрастного изображения, различить наиболее мелкие детали объекта.
Это нельзя объяснить геометрической оптикой. Если же рассматривать распространение света как вол-
новой процесс, то существование такого предела легко объяснимо.
Впервые такой волновой подход использовал ученый-оптик Эрнст Аббе, который ввел понятие раз-
решающей способности линзы. Ее показателем является разрешаемое расстояние d
p
– наименьшее рас-
стояние между двумя точками объекта, при котором они воспринимаются раздельно, не сливаясь в одно
пятно. По формуле Аббе
d
р
= kλ / А , (1.2)
где k = 0,6 … 0,8 – постоянная (качество оптики); λ – длина волны излучения, используемого для осве-
щения объекта; А – числовая апертура объекта, А = nsinθ; где n – коэффициент преломления; θ – апер-
турный угол, равный половине угла, вершина которого лежит на объекте, а основание опирается на
диаметр объектива. Фокусное расстояние (или увеличение) и числовая апертура обычно указаны на
объективе. Чем меньше d
p
, тем больше (лучше) разрешающая способность. Из выражения (1.2) следует,
что имеются только два пути уменьшения разрешаемого расстояния: либо увеличить числовую аперту-
ру, либо уменьшить длину волны используемого света.
В световом микроскопе разрешаемое расстояние обычно не менее
200 мкм, т.к. наименьшая длина волны видимого света составляет примерно λ = 400 нм и наибольшая
числовая апертура достигает примерно 1,4. В действительности оно оказывается еще большим из-за
аббераций второго порядка (хроматическая и сферическая абберации, астигматизм, дисторсия и кома).
Рис. 1.1 Схема микроскопов на
просвет (а) и отражение (б):
1 – источник света; 2 – конденсор;
3 – полупрозрачное зеркало; 4 –
об е
;
б)
а)
4
1
2
6
1
2
4
6
3
5
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
