Компоненты микроскопа

Рассмотрим основные компоненты микроскопа. На рис. 1 и 2 приведены основные компоненты биологического микроскопа.

Обсудим функции каждого из этих компонентов и их взаимосвязь.

Окуляры

Первая характеристика окуляров — увеличение, указанное сверху или сбоку окуляра: 10х, 15х и т. п., которое составляет часть общего увеличения микроскопа. Последнее же равно произведению увеличения окуляра и объектива. Таким образом, общее увеличение микроскопа при использовании 10-кратного окуляра равно 10 х 10 = 100х. Вторая характеристика — вынос выходного зрачка, то есть расстояние от последней поверхности окуляра до плоскости изображения, которое появляется в микроскопе. Это расстояние обычно составляет величину от 15 до 24 мм. Последнее расстояние для исследователей, которые вследствие астигматизма постоянно носят очки. Для остальных наблюдателей это расстояние колеблется от 15 до 18 мм. Обычно в окулярах имеется посадочное место для установки в них сеток для измерений или других целей. Это приводит к уменьшению поля зрения. Заметим, что именно окуляр (а не объектив) определяет размер поля зрения микроскопа.

Бинокулярная насадка

Насадка позволяет настроить расстояние между её окулярами до величины межзрачкового расстояния наблюдателя. Бинокуляр обычно включает в себя один подвижной (для настройки) тубус. Некоторые фирмы выпускают бинокулярные насадки с двумя перемещаемыми тубусами.

Настройка расстояния между окулярами осуществляется следующим образом. Глядя в окуляр фиксированной окулярной трубки, при помощи винтов грубой и точной фокусировки сфокусируйтесь на объект при использовании объектива 10х. Затем закройте этот глаз и, глядя другим глазом во второй окуляр, путем перемещения подвижного тубуса настройте фокусировку так, чтобы изображение было видно столь же резко, как и первым глазом. Разведите окуляры на расстояние шире, чем между вашими глазами, а затем постепенно сводите их, пока не появится одно поле зрения. Сначала вы увидите отдельные круги, затем они начнут сливаться; когда они будут полностью совмещены, остановитесь. Если сдвинете окуляры слишком близко, то ваше поле зрения окажется ограниченным. Бинокулярная насадка или другое оптическое устройство, введённое в оптический ход микроскопа, могут вносить дополнительное увеличение. Так, при использовании бинкулярной насадки с собственным увеличением 1,5 х будет увеличение микроскопа в указанном выше примере будет равно 10х10х1,5 = 150х.

Объективы

Объектив микроскопа представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Объектив создает изображение, которое рассматривается через окуляр. Поскольку окуляры могут давать существенное увеличение, то и оптические искажения, вносимые объективом, также будут увеличены окуляром. Это накладывает на качество объектива значительно большие требования чем на окуляр. Объективы биологических микроскопов в значительной степени унифицированы и взаимозаменяемы. На взаимозаменяемость в первую очередь влияют механические (присоединительные) параметры объектива. Объектив микроскопа характеризуется номинальным увеличением (как правило из ряда 2,5; 3,2; 4; 5; 10; 20; 40; 63; 100; 120).

Предметный столик микроскопа

Предметный столик микроскопа представляет собой механическое устройство для закрепления на нем предметных стёкол с препаратом и их перемещения, позволяющее переместить любой участок препарата в плоскость поля зрения микроскопа, снабженное рукоятками (с накаткой) для перемещения их вперед — назад (север- юг) и справа (восток-запад).

Эти рукоятки могут располагаться на одной оси (коаксиально) или раздельно; они могут находиться справа или слева — здесь нет единого стандарта для всех производителей. Однако поскольку микроскоп — прибор, предназначенный для работы двумя руками, и бинокуляр, как правило, поворачивается на 360 градусов, то можно повернуть бинокулярную насадку, чтобы перемещать столик другой рукой.

Очевидно, что при выборе участка препарата предметный столик должен перемещаться строго под углом 90 градусов к оптической оси микроскопа. Тогда при перемещении препарата последний будет оставаться в фокусе.

Конденсор

Как показывает название этого компонента , он предназначен для сбора световых лучей от источника света и направления их на препарат. Конденсор всегда имеет ирисовую, регулируемую по размеру диафрагму, которая раскрывается в соответствии с численной апертурой объектива (подобно тому, как расширяется зрачок глаза при переходе человека отсвета к темноте). Кронштейн, в котором закрепляется конденсор, может перемещаться вверх или вниз, обеспечивая его фокусировку. Под конденсатором обычно расположен держатель светофильтра.

Продемонстрируем правильный метод использования ирисовой диафрагмы конденсора. Поместите хорошо знакомый вам препарат на микроскоп и настройте фокусировку при использовании объектива 10х. Поднимите конденсор до упора и затем опустите его примерно на 0,5 мм. Определите часть препарата, для детального исследования которой требуется более высокий контраст. Понаблюдайте за изменениями изображения препарата, открывая и закрывая апертурную диафрагму. При такой настройке становится темнее, но разрешающая способность изображения изменяться не будет. Если вытащить окуляр и посмотреть в тубус на положение диафрагмы, то она будет открыта на 2/3. Тщательно проверьте фокусировку препарата с использованием объектива 10х.

Светофильтр

Светофильтры изготавливаются в основном из матового, нейтрального и различных цветных стекол. Светофильтры обычно устанавливается в выдвижной держатель под конденсором, или иногда после коллекторной линзы осветителя. Они вводятся в оптический ход лучей только в случае необходимости, так как при их введении уменьшается освещенность препарата. Синие светофильтры используются с вольфрамовыми лампами для получения эффекта дневного света, который приятнее для глаз, чем нескорректированный желтый свет. Галогеновые лампы дают свет ближе к белому, поэтому с ними можно использовать более тонкие синие светофильтры. Для фазового контраста предназначен зеленый светофильтр, однако, согласно недавним исследованиям, могут быть полезны и светофильтры других цветов. Помните от светофильтров должна быть реальная польза. Если же ее нет - устанавливать их не нужно. Любой дополнительный элемент в оптическом ходе лучей поглощает свет, а недостаток освещения всегда создаёт проблемы при работе с микроскопом.

Осветитель

Сейчас сложно найти микроскоп без встроенного осветителя. Осветитель находится, как правило, в основании микроскопа и имеет коллекторную линзу, которая направляет свет на конденсор. Если в осветителе имеется ирисовая диафрагма , то она служит для настройки размера освещённого поля и называется полевой диафрагмой. Лампа имеет низкое напряжение (менее 6 или 12 В, или напряжение в сети от настенной розетки), снабжена трансформатором с возможностью регулировки яркости; лампа 6 или 12 В имеет регулятор яркости или резистор для ограничения освещенности препарата. Распространенная ошибка в конструкции недорогих микроскопов- отсутствие регулятора яркости лампы 6 или 12 В и настройка интенсивности освещения при помощи ирисовой диафрагмы конденсора. Это неправильно! Ирисовая диафрагма регулирует лишь контраст изображения (существенное закрытие этой диафрагмы приводит, кроме того, к ухудшению разрешающей способности микроскопа). Таким образом, оптимальным вариантом изменения освещенности изображения является регулировки яркости источника света. Большинство ламп низкого напряжения — галогеновые лампы. Они имеют вольфрамовую нить, выделяющую пары металла, которые взаимодействуют с парами йода и оседают на нити. Благодаря этому внутренняя поверхность лампы остается чистой, а яркость — постоянной на всем протяжении срока эксплуатации лампы. Однако взаимодействие паров увеличивает давление внутри лампы, поэтому лампа изготовлена из кварцевого стекла. При замене лампы её необходимо очистить перед включением и нагревом. Связано это с тем, что пальцы оставляют следы на кварцевом стекле, тем самым снижая количество света, который проходит через конденсор. Как узнать, достаточно ли освещения для работы с микроскопом? Включите весь свет. Если после этого вам придётся уменьшить яркость, то освещения достаточно. Всем лампам низкого напряжения необходим нагрев в течение двух-трех минут. Обычно, если вы включаете осветитель при самом низком напряжении, свет виден. Затем выберите или подготовьте препарат, поместите его на столик и настройте фокусировку для объекта 10х — за это время лампа достаточно нагреется, чтобы можно было повысить напряжение до необходимого значения.

Не поднимайте напряжение выше необходимого. Это продлит срок службы лампы. Хорошее правило для продления срока эксплуатации осветителя микроскопа: если вы отходите от микроскопа на достаточное время, чтобы лампа могла остыть, выключите осветитель. Если времени для полного охлаждения лампы не хватит, снизьте напряжение до минимального, но не выключайте её.

Механизмы фокусировки

На корпусе микроскопа находятся винты грубой и точной фокусировки. Они могут располагаться отдельно или соосно (коаксиально), при этом винт механизма грубой фокусировки больше по диаметру винта точной фокусировки и расположен ближе к штативу.

Микроскоп — прибор, с которым работают двумя руками: одной рукой настраивают винты фокусировки, второй — перемещают предметный столик с препаратом. Поэтому винты фокусировки расположены с двух сторон.

#обучение