ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Микроскопы Основные положения теории микроскопа из "Лабораторные оптические приборы Издание 2 " Невооруженный глаз различает отдельные детали объекта только в том случае, если их угловой размер не меньше некоторой величины. Эта величина называется остротой зрения е и в оптимальных условиях, т. е. при освеш,енности предмета 50—70 лк и большом его контрасте, достигает Г. Для ненапряженного наблюдения эту величину принято увеличивать до 2 и считать в качестве средней остроты зрения. [c.7] Угловой размер детали объекта зависит от линейного размера детали и от расстояния между объектом и глазом. Это расстояние нельзя сделать сколь угодно малым, так как аккомодация глаза имеет свой предел. Более того, работа глаза в области, близкой к пределу аккомодации, сильно утомляет зрение и не может считаться приемлемой. [c.7] Для нормального (эмметропического) глаза расстояние наилучшего зрения условно принято равным 250 мм. Это означает, что без оптического прибора глаз с остротой зрения е = 2 хорошо различает детали объекта величиной 0,15 мм. [c.7] При наблюдении деталей, угловые размеры которых меньше Г, используют увеличительные приборы. Лупы и микроскопы предназначены для наблюдения с увеличением тех объектов, которые расположены в непосредственной близости от наблюдателя. [c.7] Лупа представляет собой одиночную линзу или простейшую оптическую систему, аналогичную такой линзе. В переднем фокусе лупы устанавливается объект, а в заднем — зрачок глаза. Бесконечно удаленное изображение объекта глаз наблюдает с наименьшим напряжением хрусталика, поэтому такое расположение элементов схемы считается оптимальным. Отклонения от расчетного расположения элементов вызываются спецификой зрения отдельных наблюдателей. Например, для близорукого глаза объект надо приблизить к лупе на такую величину, чтобы мнимое изображение установилось на оптимальном для данного глаза расстоянии. [c.7] Это увеличение показывает, во сколько раз угловой размер изображения объекта, наблюдаемого в лупу, больше углового размера объекта, наблюдаемого без лупы с расстояния 250 мм. [c.8] По формуле (1.1) находят номинальное увеличение лупы. При положениях объекта или глаза, отличных от расчетного, иначе говоря, при ухудшении условий работы глаза, возможно отклонение от номинала. Само номинальное увеличение носит условный характер, так как расстояние наилучшего зрения выбрано произвольно. По этой причине увеличение лупы и микроскопа принято оценивать только номинальным значением, не учитывая возможных отклонений от него. [c.8] Лупы малого увеличения (до Т ) выполняют в виде одиночных линз лупы среднего (до 15Х) и сильного (до 40 ) увеличения имеют сложную схему и состоят из трех-четырех линз. По коррекции аберраций это обычно апланатические и анастигматические системы с коротким фокусным расстоянием и малым рабочим отрезком, по качеству приближающиеся к микрообъективам. [c.8] Микроскоп является сложной системой, предназначенной для наблюдения близко расположенных объектов с большим увеличением и высокой разрешающей способностью. [c.8] На расчетной (эквивалентной) схеме микроскопа (рис. 1.1) показано взаимное расположение главных плоскостей и фокусов объектива, окуляра и микроскопа в целом. [c.8] Объект (препарат) I находится на некотором расстоянии Хр от переднего фокуса / об объектива. Объектив образует действительное увеличенное и перевернутое изображение I препарата в плоскости, совпадающей с передним фокусом окуляра. Окуляр работает подобно лупе и вторично образует увеличенное мнимое и прямое изображение I , удаленное в бесконечность. Это означает, что препарат находится в переднем фокусе сложной лупы — микроскопа. В результате микроскоп дает сильно увеличенное перевернутое изображение препарата. [c.8] На эквивалентной схеме даны обозначения величин, входящих в расчетные формулы микроскопа. Расстояние от заднего фокуса объектива до переднего фокуса окуляра, обозначенное Д, называют оптической длиной тубуса микроскопа. [c.8] Под увеличением микроскопа понимают отношение размера изображения препарата на сетчатке глаза, образованное при наблюдении через микроскоп, к размеру изображения того же препарата, полученному на сетчатке при наблюдении невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения. Это увеличение микроскопа принято называть видимым. [c.9] Это наиболее распространенное выражение для определения общего увеличения микроскопа, которое равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра. [c.9] Светосилу микроскопа определяет конус лучей, который выходит из осевой точки препарата и опирается на наименьшую оправу или диафрагму, называемую апертурной диафрагмой. Половина угла при вершине этого конуса называется апертурным углом и (см. рис. 1.1). [c.10] Изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов называют входным зрачком, а в пространстве изображений — выходным зрачком. В микрообъективах выходным зрачком служит оправа одной из последних линз или специальная диафрагма. В обоих случаях можно считать, что выходной зрачок микрообъектива Овых. об совпадает с его задней фокальной плоскостью (см. рис. 1.1), а входной зрачок объектива (и всего микроскопа) находится в бесконечности. Выходной зрачок микроскопа есть изображение выходного зрачка объектива, образованное окуляром. [c.10] Из этой формулы следует, что микроскопы большого увеличения имеют малые выходные зрачки, значительно меньшие зрачка глаза. Например, при Г == 1000 , п = 1 sin = 1 выходной зрачок Dbux = мм. Это значит, что для получения достаточной освеш,енности на сетчатке глаза препарат должен быть довольно сильно освеш,ен. Кроме того, дифракция света на структурных неоднородностях глаза в пределах малого зрачка затеняет изображение и ухудшает его качество. [c.11] Диаметр полевой диафрагмы зависит от качественного поля зрения окуляра 2w и его фокусного расстояния. Для средних окуляров этот диаметр составляет 13—18 мм. Благодаря наличию полевой диафрагмы края изображения в микроскопе резко очерчены, а плоскость изображения равномерно освещена (так как нет виньетирования наклонных пучков). [c.11] Глубина резкого изображения складывается из трех величин аккомодационной, геометрической и волновой. [c.11] Пусть глаз аккомодирован на бесконечность. Тогда на сетчатке глаза резко изображены только те точки предмета, которые находятся в передней фокальной плоскости микроскопа. Точки, находящиеся дальше или ближе фокальной плоскости, изображаются на сетчатке в виде кружков рассеяния. Если угловой размер кружков рассеяния не превышает остроты зрения е, то соответствующие точки предмета кажутся резкими, а расстояние между ними называют геометрической глубиной. [c.11] Вернуться к основной статье