ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы оптической микроскопии из "Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии " Практические вопросы применения и выбора технических средств для проведения дисперсионного анализа частиц аэрозолей и порошков методами микроскопии требуют знакомства с такими свойствами оптической системы микроскопа, как увеличение, разрешающая сила, глубина резкости, поле зрения, апертура и т. д. Для ознакомления с этими характеристиками микроскопа -рассмотрим принципиальную схему его оптической системы (рис. 2.1). [c.28] Микроскоп состоит из двух оптических систем — объектива и окуляра (на рисунке они показаны в виде одиночных линз). Наблюдаемый объект / (препарат) помещают перед фронтальной линзой объектива 5 в плос- кости между главным (/ об) и двойным фокусным расстоянием объектива. Расстояние от наружной поверхности фронтальной линзы объектива до объекта называется рабочим расстоянием I. Проходящие через объект лучи света образуют за передним фокусным расстоянием окуляра 5 Рок действительное увеличенное и перевернутое изображение У объекта. Это изображение рассматривается через окуляр, для которого это изображение является объектом наблюдения. Окуляр образует второе увеличенное прямое, мнимое изображение предмета I на сетчатке глаза 6. Таким образом, окуляр лишь увеличивает изображение, образуемое объективом, и никаких деталей наблюдаемого объекта выявить не может. [c.28] Технические возможности микроскопа характеризуют прежде всего пределами увеличений его оптической системы. [c.30] Под увеличением микроскопа принято понимать отношение любого из линейных параметров изображения, получаемого на сетчатой оболочке глаза при помощи микроскопа, к тому же параметру изображения объектива на сетчатке невооруженного глаза. Это отношение зависит, кроме увеличений объектива и окуляра, от положения окуляра и от расстояния между объективом и центром входного зрачка глаза. Поэтому при расчетах увеличений, создаваемых оптической системой микроскопа, предполагают, что изображение находится в бесконечности, а объект рассматривается невооруженнЫхМ глазом на расстоянии наилучшего зрения. [c.30] В оптических системах еовременных микроскопов кроме окуляров и объективов часто установлены другие оптические детали линзы, смещающие изображения и увеличивающие его масштаб, проекционные системы, фотоокуляры микрофотонасадок и др.-При определении общего увеличения таких микроскопов в формулу (2. 1) вводят соответствующие коррективы. [c.30] Для облегчения выбора объективов и окуляров и упрощения расчетов общего увеличения микроскопа на оправах объективов и окуляров принято наносить значения их собственных увеличений. [c.30] Так как в большинстве случаев исследуемые под микроскопом объекты очень малы и могут быть сравнимы с длиной световой волны, то качество изображения и определение пределов разрешения оптической системы можно оценить лишь, исходя из представлений о волновой природе света. Последняя позволяет рассматривать процесс образования изображения микроскопического объекта как результат дифракционного и интерференционного явлений, возникающих при прохождении света через объект и оптическую систему микроскопа. [c.31] Из формулы (2.2) следует, что разрешающая способность микроскопа зависит в основном от числовой апертуры объектива и длины волны света. [c.31] Числовая апертура является важнейшим показателем оптической характеристики микроскопа. Она определяется апертурным углом и показателем преломления среды между объектом и фронтальной линзой объектива. [c.31] Если средой для объектива служит воздух, то объектив называют сухим (показатель преломления воздуха д=1). Объективы, в которых в качестве среды используют жидкости, называются иммерсионными (погружными). Наиболее часто в качестве иммерсионной среды применяют воду (га=1,33) и кедровое масло (л=1,52) можно использовать и другие масла с более высоким показателем преломления. Из-за влияния оправ фронтальных линз объективов наибольшая чис ловая апертура составляет для сухих объективов 0,95, с водной иммерсионной средой—1,2, с масляной — 1,42. Числовая апертура объективов указывается на их оправах, а также в паспортах и каталогах. [c.32] При максимальном значении числовой апертуры 1,6, что достигается применением в качестве иммерсионной среды монобромнафтола и Я.=0,560 мкм (средняя для видимого спектра), разрешающая способность микроскопа составит 0,18 мкм. Это предельное расстояние, при котором две точки все еще можно видеть раздельно. [c.32] Разрешающую способность микроскопа можно значительно повысить также, применяя для освещения препарата. свет с короткой длиной волны. Например, при использовании ультрафиолетового света можно получить значения с — 0,1 мкм, т. е. почти вдвое больше, чем при освещении светом видимого спектра. [c.32] Г = —250 0,000298 /(0,5Я) — вЛ/(6,9Х) (2.4) где 6 выражается в минутах % — в миллиметрах. [c.32] Значения Гм, удовлетворяющие неравенству (2.6), называются полезным увеличением микроскопа. [c.33] Линейное поле зрения микроскопа характеризуется диаметром круга в плоскости объекта, изображение которого заполняет поле зрения окуляра, резко ограниченное полевой диафрагмой, установленной в его передней фокальной плоскости. [c.33] При использовании дополнительных линзовых компонентов, размещаемых в тубусе микроскопа между объективом и окуляром, необходимо учитывать их общее увеличение. [c.33] Диафрагма поля зрения ограничивает лишь его размеры, не снижая освещенности. Благодаря наличию диафрагмы края изображений в.микроскопе четко очерчены, а плоскость изображения равномерно освещена. Размеры линейного поля зрения для окуляров приводятся в паспортах на приборы. [c.34] При использовании объектива с числовой апертуррй 1,3 при общем увеличении микроскопа 1300Х, л =1,5 и 8 = 4 мин геометрическая глубина резкого изображения составляет 0,26 мкм. При исследовании в этих условиях препарата, содержащего частицы аэрозоля или порошка разных размеров, например 0,2 и 2 мкм, а также при условии, что оптическая система микроскопа сфокусирована на меньшие частицы, глубина резкого изображения позволит получить их резкое изображение по всей высоте, в то время как изображения более крупных частиц будут иметь нечеткие очертания. [c.34] Вернуться к основной статье