Elena 3013

Este artículo hablará sobre la ampliación del microscopio, las unidades de medida de este valor, los métodos para determinar visualmente el poder de resolución del dispositivo. También hablaremos sobre los parámetros estándar para este valor y cómo calcular la ampliación para un tipo particular de trabajo.

Muy a menudo, los principales parámetros de la potencia del microscopio se indican en el cuerpo del objetivo. Desatornille la lente e inspecciónela. Puedes ver dos números escritos con una fracción. El primero es el aumento, el segundo es la apertura numérica.

La apertura caracteriza la capacidad del dispositivo para captar luz y obtener una imagen clara. Además, la longitud del tubo y el grosor del cubreobjetos necesarios para el funcionamiento se pueden indicar en el objetivo.

Todo sobre la ampliación del microscopio

El aumento se mide en krat (x). La relación del sistema ocular-objetivo determina completamente su significado. El producto del ocular y el aumento del objetivo nos informa sobre el aumento de trabajo que crea este microscopio. La dependencia del aumento general del aumento de la lente es obvia. Por potencia, las lentes se dividen en los siguientes grupos:

Pequeño (no más de 10x);

Medio (hasta 50x);

Grande (más de 50x);

Extra grande (más de 100x).

El aumento máximo del objetivo para un microscopio óptico es 2000x. El valor del ocular suele ser 10x y rara vez cambia. Pero el aumento de la lente varía ampliamente (de 4 a 100x y 2000x).

Al elegir un microscopio, debe considerar quién trabajará en él y qué aumento máximo puede ser necesario. Por ejemplo, 200x es suficiente para un preescolar, los microscopios escolares y universitarios tienen un aumento de 400-1000x. Pero el dispositivo de investigación debería dar al menos 1500-2000x. Este valor le permite trabajar con bacterias y estructuras de células pequeñas.

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Resolución del dispositivo

¿Qué determina la claridad y la calidad de la imagen que da el microscopio? Esto está influenciado por la resolución del dispositivo. Para calcular este valor, debe encontrar el cociente de la longitud de onda de la onda de luz y dos aperturas numéricas. Por lo tanto, está determinado por el condensador y el objetivo del microscopio. Como recordatorio, el valor de apertura numérico se puede ver en el cilindro del objetivo. Cuanto más alto sea, mejor será la resolución del dispositivo.

El microscopio óptico tiene un límite de resolución de 0,2 micrones. Esta es la distancia mínima a la imagen cuando todos los puntos del objeto son visibles.

Ampliación de microscopio útil

Hablamos de magnificación útil cuando el ojo del investigador aprovecha al máximo la resolución del microscopio. Esto se logra observando el objeto en el ángulo máximo permitido. El aumento útil depende solo del NA y del tipo de lente. Al calcularlo, la apertura numérica se incrementa en un factor de 500-1000.

Una lente seca (solo hay aire entre el objeto y la lente) crea un aumento útil de 1000x, es decir, la apertura numérica es 1.

Una lente de inmersión (entre el objeto y la lente hay una capa de medio de inmersión) crea un aumento útil de 1250x, es decir, la apertura numérica es 1,25.

Una imagen borrosa o poco clara indica que la ampliación útil es mayor o menor que los valores anteriores. El aumento o la disminución del punto de ajuste degrada significativamente el rendimiento del microscopio.

En este artículo hablamos sobre las principales características de un microscopio óptico y cómo calcularlas. Esperamos que esta información sea de utilidad al trabajar con este complejo dispositivo.

decirles a los amigos

Ampliación del sistema - un factor importante, que se basa en la elección de uno u otro microscopio, dependiendo de la solución de los problemas necesarios. Todos estamos acostumbrados al hecho de que es necesario inspeccionar los elementos semiconductores con un microscopio de inspección con un aumento de 1000 o más, los insectos se pueden estudiar con un estereomicroscopio de 50x, y las escamas de cebolla coloreadas con yodo o verde brillante se estudiaron en la escuela con un microscopio monocular, cuando el concepto de aumento aún no nos era familiar.

Pero, ¿cómo interpretar el concepto de aumento cuando tenemos un microscopio digital o confocal frente a nosotros, y los objetivos son 2000x, 5000x? ¿Qué significa esto, la ampliación de 1000x en un microscopio óptico dará una imagen similar a la de un microscopio digital de 1000x? Aprenderá sobre esto en este artículo.

Sistema de zoom óptico

Cuando trabajamos con un laboratorio o un microscopio estereoscópico, es fácil calcular la ampliación actual del sistema. Es necesario multiplicar el aumento de todos los componentes ópticos del sistema. Normalmente, en el caso de un estereomicroscopio, se trata de una lente, una lente de zoom o un tambor de aumento y oculares.
En el caso de un microscopio de laboratorio convencional, la situación es aún más simple: el aumento total del sistema \u003d el aumento de los oculares multiplicado por el aumento del objetivo establecido en la posición de trabajo. Es importante recordar que a veces existen modelos específicos de tubos de microscopio que tienen un factor de aumento o disminución (especialmente común en los microscopios Leitz más antiguos). Además, los componentes ópticos adicionales, ya sea una fuente de iluminación coaxial en un microscopio estereoscópico o un adaptador intermedio para la cámara ubicada debajo del tubo, pueden tener un factor de aumento adicional.

Por ejemplo, un microscopio estereoscópico con oculares de 10x, objetivo de 2x, zoom de 8x y una unidad de iluminación coaxial con un factor de 1,5x tendrá un aumento óptico total de 10x2x8x1,5 \u003d 240 veces.

En este caso, el aumento óptico (G) debe entenderse como la relación entre la tangente del ángulo de inclinación del haz que emergió del sistema óptico al espacio de la imagen y la tangente del ángulo del haz conjugado con él en el espacio de los objetos. O la relación entre la longitud de la imagen del segmento perpendicular al eje del sistema óptico formado por el sistema óptico y la longitud del propio segmento

Ampliación del sistema geométrico

En el caso de que el sistema no tenga oculares, y la imagen ampliada sea formada por la cámara en la pantalla del monitor, por ejemplo, como en un microscopio, se debe ir al término del aumento geométrico del sistema óptico.
La ampliación geométrica del microscopio es la relación entre el tamaño lineal de la imagen del objeto en el monitor y el tamaño real del objeto en estudio.
El valor de aumento geométrico se puede obtener multiplicando los siguientes valores: aumento de la lente óptica, aumento óptico del adaptador de la cámara, la relación entre la diagonal del monitor y la diagonal de la matriz de la cámara.
Por ejemplo, cuando se trabaja en un microscopio de laboratorio con un objetivo de 50x, un adaptador de cámara de 0.5x, una cámara de 1 / 2.5 "y se muestra la imagen en un monitor de computadora portátil de 14", obtenemos una ampliación del sistema geométrico \u003d 50x0.5x (14 / 0.4) \u003d 875x.
Aunque el aumento óptico será de 500x en el caso de los oculares de 10x.

Los microscopios digitales, perfilómetros confocales, microscopios electrónicos y otros sistemas que forman una imagen digital de un objeto en la pantalla de un monitor operan con el concepto de aumento geométrico. No confunda este concepto con el zoom óptico.

Resolución de microscopio

Existe la idea errónea de que la resolución de un microscopio y su aumento están estrechamente acoplados: cuanto mayor es el aumento, los objetos más pequeños podemos ver a través de él. Esto no es verdad. El mas factor importante siempre permanece resolución sistema óptico. Después de todo, ampliar una imagen sin resolver no nos dará nueva información al respecto.

La resolución del microscopio depende del valor numérico de la apertura del objetivo, así como de la longitud de onda de la fuente de luz. Como puede ver, no hay ningún parámetro de aumento del sistema en esta fórmula.

donde λ es la longitud de onda promedio de la fuente de luz, NA es la apertura numérica del objetivo, R es la resolución del sistema óptico.

Usando un objetivo de 0,95 NA en un microscopio de laboratorio con una fuente de halógeno (longitud de onda media de unos 500 nm) obtenemos una resolución de unos 300 nm.

Visto desde diagrama esquemático microscopio de luz, los oculares aumentan la imagen real del objeto. Si, por ejemplo, aumentamos el aumento de los oculares en 2 veces (inserte oculares de 20x en el microscopio), el aumento total del sistema se duplicará, pero la resolución seguirá siendo la misma.

Nota IMPORTANTE

Suponga que tenemos dos opciones para construir un microscopio de laboratorio simple. El primero está construido con un objetivo 40x NA 0.65 y oculares 10x. El segundo utilizará oculares 20x NA 0.4 objetivo 20x.

El aumento de los microscopios en ambas versiones será el mismo \u003d 400x (multiplicación simple del aumento del objetivo y del ocular). Pero la resolución en la primera opción será mayor, que en el segundo, ya que la apertura numérica de la lente es 40 veces mayor. Además, no se olvide del campo de visión de los oculares, para 20x este parámetro es un 20-25% más bajo.

La resolución de un microscopio se caracteriza por un valor inverso al límite de resolución lineal. Según la teoría de la difracción de Abbe, el límite lineal de la resolución del microscopio, es decir, la distancia mínima entre los puntos de un objeto que se representan como separados, se determina mediante la fórmula

donde es el límite de resolución lineal; la longitud de onda de la luz en la que se realiza la observación; A es la apertura numérica, o simplemente la apertura, del microscopio (microlente).

De la fórmula (324) se deduce que para aumentar la resolución del microscopio, es necesario disminuir la longitud de onda de la luz y aumentar la apertura numérica del microscopio. La primera posibilidad se realiza fotografiando los objetos bajo investigación en radiación ultravioleta.

La apertura del microscopio está determinada por la fórmula en la que el valor del ángulo de apertura de las microlentes modernas de alta calidad se lleva casi al límite.

Otra posibilidad de incrementar la apertura es el uso de un líquido de inmersión colocado entre el objeto en cuestión y la microlente. Como tal líquido, se utiliza agua aceite de cedro monobromnaftaleno

Para que el ojo del observador pueda utilizar completamente la resolución del microscopio, determinada por la fórmula (324), es necesario tener un aumento aparente correspondiente. Si dos puntos del plano focal frontal del sistema óptico están ubicados entre sí a una distancia lineal (Fig.157), entonces

Figura: 157. Esquema para determinar el aumento útil del microscopio

la distancia angular entre estos puntos en el espacio de la imagen

El ojo del observador percibirá estos puntos como separados si la distancia angular entre ellos no es menor que el límite angular de la resolución del ojo.

De las fórmulas (325), (324) y (317) se deduce que el aumento aparente del microscopio

La última fórmula se puede utilizar para determinar el aumento aparente mínimo en el que el ojo del observador utilizará completamente la resolución del microscopio. Este aumento se llama beneficioso. Al usar la fórmula (326), debe tenerse en cuenta que en muchos casos el diámetro de la pupila de salida del microscopio es Esto conduce a un aumento en el límite angular de la resolución del ojo a Si tomamos la longitud de onda promedio en la región espectral visible, entonces en el límite angular de la resolución del ojo según (326) para el útil obtenemos la ampliación del microscopio.

Aumento El microscopio se define como el producto del aumento del objetivo por el aumento del ocular. Los microscopios de investigación típicos tienen un aumento del ocular de 10 y un aumento objetivo de 10, 45 y 100. En consecuencia, el aumento de un microscopio de este tipo varía de 100 a 1000. Algunos de los microscopios tienen aumentos de hasta 2000. Incluso los aumentos más altos no tienen sentido, ya que esto la resolución no mejora. Al contrario, la calidad de la imagen se deteriora.

Fórmula de aumento de microscopio

La calidad de la imagen está determinada resolución del microscopio, es decir la distancia mínima a la que la óptica del microscopio puede distinguir por separado dos puntos muy próximos. la resolución depende de la apertura numérica del objetivo, el condensador y la longitud de onda de la luz que ilumina la preparación. La apertura numérica (apertura) depende de la apertura angular y del índice de refracción del medio ubicado entre la lente frontal del objetivo y el condensador y el fármaco.

Además de la resolución del sistema, la apertura numérica caracteriza la apertura de la lente: la intensidad de la luz por unidad de área de imagen es aproximadamente igual al cuadrado de NA. El valor NA es de aproximadamente 0,95 para una buena lente. El microscopio suele tener un tamaño que tenga un aumento total de aproximadamente 1000 NA.

Límite de resolución - el dist. más pequeño. Entre dos puntos estrechamente espaciados de un objeto que se pueden suavizar a través de un microscopio (percibidos como dos puntos).

Abertura (Latín apertura - agujero) en óptica es una característica de un dispositivo óptico que describe su capacidad para recolectar luz y resistir la difracción de los detalles de la imagen. Según el tipo de sistema óptico, esta característica puede ser lineal o angular. Como regla general, entre los detalles de un dispositivo óptico, se distingue especialmente el llamado diafragma de apertura, que limita sobre todo los diámetros de los haces de luz que atraviesan el instrumento óptico. A menudo, el papel de dicho diafragma de apertura lo desempeña un marco o, simplemente, los bordes de uno de los elementos ópticos (lentes, espejos, prismas).

Apertura de ángulo - el ángulo entre los haces extremos del haz de luz cónico en la entrada (salida) del sistema óptico.

Apertura numérica - es igual al producto del índice de refracción del medio entre el objeto y la lente por el seno del ángulo de apertura. Es este valor el que determina más plenamente al mismo tiempo la luminosidad, la resolución del objetivo del microscopio. Para aumentar la apertura numérica de los objetivos en microscopía, el espacio entre el objetivo y el cubreobjetos se llena con un líquido de inmersión.

Esquinala apertura de la lente es el ángulo máximo (AOB) en el que los rayos que pasan a través de la muestra pueden ingresar a la lente. Apertura numérica objetivo es igual al producto del seno de la mitad de la apertura angular y el índice de refracción del medio entre el portaobjetos y la lente frontal del objetivo. N / A. \u003d n sinα donde, N.A. - apertura numérica; n es el índice de refracción del medio entre la preparación y la lente; sinα es el seno del ángulo α igual a la mitad del ángulo AOB en el diagrama.

Por tanto, la apertura de los sistemas secos (entre la lente frontal del objetivo y el fármaco-aire) no puede ser superior a 1 (normalmente no superior a 0,95). El medio que se coloca entre el medicamento y la lente se denomina líquido de inmersión o inmersión, y la lente diseñada para trabajar con líquido de inmersión se llama inmersión. Gracias a la inmersión con más alta tasa refracción que el aire, puede aumentar la apertura numérica de la lente y, por lo tanto, la resolución.

Apertura numérica las lentes siempre están grabadas en sus marcos.

La resolución del microscopio también depende de la apertura del condensador. Si consideramos la apertura del condensador igual a la apertura de la lente, entonces la fórmula de resolución tiene la forma R \u003d λ / 2NA, donde R es el límite de resolución; λ es la longitud de onda; N.A es la apertura numérica. Se puede ver en esta fórmula que cuando se observa en luz visible (parte verde del espectro - λ \u003d 550nm), la resolución (límite de resolución) del microscopio no puede ser\u003e 0.2μm

Inmersión (del latín immersio - inmersión) - un líquido que llena el espacio entre el objeto de observación y un especial lente de inmersión (portaobjetos de condensador y microscopio). Se utilizan principalmente tres tipos de fluidos de inmersión: inmersión en aceite (MI / Oil), inmersión en agua (VI / W) e inmersión en glicerol (GI / Glyc), este último utilizado principalmente en microscopía ultravioleta.

La inmersión se utiliza en los casos en que se requiere aumentar la resolución del microscopio o su aplicación requiere proceso tecnológico microscopía. Esto pasa:

1) aumentar la visibilidad aumentando la diferencia entre el índice de refracción del medio y el objeto;

2. aumentar la profundidad de la capa vista, que depende del índice de refracción del medio.

Además, el líquido de inmersión puede reducir la cantidad de luz parásita al eliminar el resplandor del objeto. Esto elimina la inevitable pérdida de luz cuando entra en la lente.

Refracción de la luz - un cambio en la dirección de los rayos de luz en un medio con un índice de refracción n cambiante en el espacio Por lo general, el término “R. desde." utilizar al describir la distribución de óptica. Radiación en medios no homogéneos con n que varían suavemente de un punto a otro (las trayectorias de los rayos de luz en tales medios son líneas suavemente curvadas). Normalmente se denomina un cambio brusco en la dirección de los rayos en la interfaz entre dos medios homogéneos con n diferente. refracción de la luz. Cajero automático. óptica, la óptica de los anteojos utiliza tradicionalmente el término "refracción". Dado que la atmósfera es un medio no homogéneo, entonces, como resultado de R. s. hay un cambio en la posición aparente de los cuerpos celestes con respecto al verdadero, que debe tenerse en cuenta en astronomía. R. s. en la atmósfera debe tenerse en cuenta cuando es geodésico. mediciones. R. s. es la causa de los espejismos. Fenómeno de R. con. le permite visualizar ópticas. inhomogeneidades en medios sólidos, líquidos y gaseosos.

Refractómetroy yo (desde lat. refractus - refractado y griego. metreo - mido) es un método para estudiar sustancias, basado en la determinación del índice (coeficiente) de refracción (refracción) y algunas de sus funciones. La refractometría (método refractométrico) se utiliza para la identificación de compuestos químicos, análisis cuantitativo y estructural, determinación de parámetros físicos y químicos de sustancias.

El índice de refracción, n, es la relación de las velocidades de la luz en los medios contiguos. Para líquidos y sólidos, n generalmente se determina en relación con el aire, y para los gases, en relación con el vacío. Los valores de n dependen de la longitud de onda l de la luz y la temperatura, que se indican en subíndices y superíndices, respectivamente. Métodos de refractometría se dividen en dos grandes grupos: objetivos y subjetivos. A pesar de la innegable ventaja de los métodos objetivos, cada estudio objetivo, por regla general, termina con ajustes subjetivos.Métodos objetivos. Hay dos subgrupos de métodos de refractometría objetiva:

1. Objetivo en relación con el paciente y subjetivo en relación con el médico. Un ejemplo es la skiascopia, cuyos datos objetivos pueden obtenerse mediante la evaluación subjetiva del médico del reflejo skiascópico del sujeto. Objetivo en relación tanto al investigador como al investigador, realizado con la ayuda de un autómata refractométrico.

Polarización de luz- fisico característica óptica radiación, que describe la anisotropía transversal de las ondas de luz, es decir, la no equivalencia de dec. direcciones en el plano perpendicular al haz de luz. Criaturas. valor para la comprensión de P. de la página. tuvo su manifestación en efectos interferencia de luzy en particular el hecho de que dos haces de luz con planos de polarización mutuamente perpendiculares no interfieren directamente. P. s. encontrados naturales. explicación en e-magn. la teoría de la luz, desarrollada en 1865-73 por J.C. Maxwell, y más tarde en electrodinámica cuántica.

El término polarización de ondas fue introducido por Malus en relación con las ondas mecánicas transversales.

por obteniendo luz polarizada y su detección, existen dispositivos físicos especiales llamados en el primer caso polarizadores, y en el segundo, analizadores. Suelen funcionar de la misma forma, existen varias formas de obtener y analizar la luz polarizada.

1. Polarización mediante polaroides. Las polaroides son películas de celuloide recubiertas con una capa más delgada de cristales de sulfato de nodquinina. El uso de polaroides es actualmente el método más extendido para polarizar la luz.

2. Polarización por reflexión. Si un rayo de luz natural incide sobre una superficie negra pulida, entonces el rayo reflejado está parcialmente polarizado. Como polarizador y analizador se puede utilizar espejo o vidrio ordinario bastante bien pulido, ennegrecido por un lado con barniz asfáltico, cuanto mayor es el grado de polarización, más correcto se mantiene el ángulo de incidencia. Para el vidrio, el ángulo de incidencia es de 57 °.

3. Polarización mediante rechazo. El haz de luz se polariza no solo por reflexión, sino también por

refracción. En este caso, se utiliza una pila como polarizador y analizador.

apilados entre 10 y 15 placas de vidrio delgadas, ubicadas a los rayos de luz incidente en un ángulo de 57 °.

Prisma nicolas (abbr. nicole) es un dispositivo polarizador basado en los efectos de la birrefringencia y la reflexión interna total.El prisma de Nicolas son dos prismas triangulares idénticos hechos de espato islandés, pegados con una fina capa de bálsamo canadiense. Los prismas se muelen de modo que la cara del extremo esté biselada en un ángulo de 68 ° con respecto a la dirección de la luz transmitida y los lados pegados formen un ángulo recto con los extremos. En este caso, el eje óptico del cristal ( AB) forma un ángulo de 64 ° con la dirección de la luz.

La apertura de polarización total del prisma es de 29 °. Una característica del prisma es el cambio en la dirección del rayo de salida cuando el prisma gira debido a la refracción de los extremos biselados del prisma. El prisma no se puede utilizar para polarizar la radiación ultravioleta, ya que el bálsamo canadiense absorbe la luz ultravioleta. La luz con polarización arbitraria, que pasa por el extremo del prisma, experimenta birrefringencia y se divide en dos rayos: uno ordinario con un plano horizontal de polarización AO) y extraordinario, con un plano vertical de polarización ( AE). Después de eso, el rayo ordinario experimenta una reflexión interna total en el plano de pegado y sale por la superficie lateral. Lo extraordinario sale sin obstáculos por el extremo opuesto del prisma.

Ley de brewster - la ley de la óptica, que expresa la relación entre el índice de refracción y el ángulo en el que la luz reflejada desde la interfaz estará completamente polarizada en el plano perpendicular al plano de incidencia, y el haz refractado estará parcialmente polarizado en el plano de incidencia, y la polarización del rayo refractado alcanzará el valor más alto. Es fácil establecer que en este caso los rayos reflejados y refractados son mutuamente perpendiculares. El ángulo correspondiente se llama el rincón de Brewster.

Este fenómeno óptico lleva el nombre del físico escocés David Brewster, quien lo descubrió en 1815.

Ley de brewster :, dónde norte 12 es el índice de refracción del segundo medio en relación con el primero, θ Br - ángulo de incidencia (ángulo de Brewster).

Cuando se refleja desde una placa en el ángulo de Brewster, la intensidad de la luz polarizada linealmente es muy baja (alrededor del 4% de la intensidad del haz incidente). Por lo tanto, para aumentar la intensidad de la luz reflejada (o para polarizar la luz transmitida al vidrio, en un plano paralelo al plano de incidencia), se utilizan varias placas pegadas, dobladas en una pila: el pie de Stoletov. Es fácil rastrear lo que sucede en el dibujo. Deje que un rayo de luz caiga sobre la parte superior de su pie. La primera placa reflejará un haz completamente polarizado (alrededor del 4% de la intensidad original), la segunda placa también reflejará un haz totalmente polarizado (alrededor del 3,75% de la intensidad original), y así sucesivamente. En este caso, el rayo que emerge de la planta del pie se polarizará cada vez más en un plano paralelo al plano de incidencia a medida que se agregan las placas. refracción completa Tiene esencial para comunicaciones por radio: la mayoría de las antenas tipo látigo emiten ondas polarizadas verticalmente. Por lo tanto, si la onda golpea la interfaz (tierra, agua o ionosfera) en el ángulo de Brewster, no habrá onda reflejada y, en consecuencia, no habrá canal.

Ley de Malus es la dependencia de la intensidad de la luz polarizada linealmente después de su paso a través del polarizador del ángulo entre los planos de polarización de la luz incidente y el polarizador, donde yo 0 - la intensidad de la luz incidente sobre el polarizador, yo - la intensidad de la luz que sale del polarizador La luz con una polarización diferente (no lineal) se puede representar como la suma de dos componentes polarizados linealmente, a cada uno de los cuales se aplica la ley de Malus. Según la ley de Malus, la intensidad de la luz transmitida se calcula en todos los dispositivos polarizadores, por ejemplo, en fotómetros y espectrofotómetros polarizadores. Las pérdidas por reflexión, que dependen y no se tienen en cuenta por la ley de Malus, se determinan adicionalmente.

Sustancias ópticamente activas , ambientes con natural actividad óptica... O.-a. a. se dividen en 2 tipos. Los pertenecientes al 1º de ellos son ópticamente activos en cualquier estado de agregación (azúcares, alcanfor, ácido tartárico), al 2º, son activos solo en la fase cristalina (cuarzo, cinabrio). En las sustancias del primer tipo, la actividad óptica se debe a la estructura asimétrica de sus moléculas, del segundo tipo: la orientación específica de las moléculas (iones) en las células unitarias del cristal (la asimetría del campo de fuerzas que unen las partículas en la red cristalina). Cristales O.-a. a. siempre existen en dos formas: derecha e izquierda; en este caso, el enrejado del cristal de la derecha es simétrico al espejo del enrejado del izquierdo y no puede alinearse espacialmente con él (las llamadas formas enantiomórficas, ver Fig. Enantiomorfismo). Actividad óptica de las formas derecha e izquierda de O. - a. a. Los cristales de tipo 2 tienen diferentes signos (y son iguales en valor absoluto en las mismas condiciones externas); por lo tanto, se denominan antípodas ópticas (a veces este es también el nombre de los cristales de tipo 1 ).

Rotación del plano de polarización luz - unida por un fenomenológico común. manifestación de un grupo de efectos que consiste en girar plano de polarizaciónondas transversales como resultado de la interacción con un medio anisotrópico. Naib. bien conocidos son los efectos asociados con V.p. luz, aunque se observan fenómenos similares en otras áreas del espectro e-magn. ondas (en particular, en el rango de microondas), así como en acústica, física de partículas elementales, etc. p.p. generalmente se debe a la diferencia en coef. refracción del medio para dos ondas polarizadas circularmente (en los círculos derecho e izquierdo) (la llamada anisotropía circular) y se describe en el caso general mediante un tensor axial de segundo rango que conecta el vector axial del ángulo de rotación del plano de polarización con el vector de onda polar. En un medio con solo anisotropía circular, una onda polarizada linealmente se puede descomponer en dos ondas polarizadas circularmente normales de igual amplitud (ver. Fluctuaciones normales), la diferencia de fase entre ellos determina el acimut del plano de polarización de la onda total. En medios homogéneos con anisotropía circular, el ángulo de FV depende linealmente de la longitud del camino en el medio. La anisotropía circular puede ser tanto natural (espontánea, inherente a un medio en un estado no perturbado) como artificial, inducida externamente. impacto. En el segundo caso, la asimetría circular puede deberse a la asimetría de la acción perturbadora o las propiedades de simetría combinadas del medio y la perturbación

Angulo de rotacion. El haz de luz puede ser natural y polarizado. En un rayo de luz natural, el vector fluctúa de manera desordenada.

Los rayos de luz polarizados, a su vez, se subdividen en linealmente polarizados, cuando las oscilaciones ocurren en línea recta perpendicular al rayo; circularmente polarizado, cuando el final del vector describe un círculo en un plano perpendicular a la dirección del haz, y elípticamente polarizado, en el que las oscilaciones son elípticas.

El plano en el que ocurren las oscilaciones en un haz polarizado en un plano se denomina plano de oscilación.

El plano que pasa por la dirección del haz polarizado y es perpendicular al plano de vibración se llama plano de polarización.

Las ondas de luz con la ayuda de dispositivos polarizadores (polaroid, placa de turmalina, nicole, etc.) se pueden polarizar.

Instrucciones metódicas

Para estudiar objetos que son pequeños e indistinguibles a simple vista, se utilizan instrumentos ópticos especiales: microscopios. Según el propósito, se distinguen: simplificado, funcional, investigador y universal. Según la fuente de luz utilizada, los microscopios se dividen en: luz, luminiscente, ultravioleta, electrónica, neutrones, barrido, túnel. El diseño de cualquiera de los microscopios enumerados incluye partes mecánicas y ópticas. La parte mecánica se utiliza para crear condiciones de observación - para colocar el objeto, enfocar la imagen, la parte óptica - para obtener una imagen ampliada.

Dispositivo de microscopio óptico

Un microscopio se llama microscopio óptico porque brinda la capacidad de estudiar un objeto con luz transmitida en un campo de visión brillante. La vista general del microscopio Biomed-2 se muestra en (Fig. Aspecto de Biomed 2).

La parte mecánica del microscopio consta de una base de microscopio, una platina móvil y un dispositivo giratorio.

El enfoque en el objeto se lleva a cabo moviendo el escenario girando las perillas de ajuste grueso y fino.

El rango de enfoque grueso del microscopio es de 40 mm.

El condensador está montado en un soporte y se coloca entre el escenario y la lente del colector. Su movimiento se realiza girando la perilla de ajuste de altura del condensador. Forma general se muestra en (fig. ???) Un condensador de dos lentes con una apertura de 1.25 proporciona iluminación de los campos en el objeto cuando se trabaja con lentes con aumento de 4 a 100 veces.

La mesa del sujeto está montada en un soporte. Coordinar el movimiento del escenario, posiblemente girando las manijas. El objeto se fija a la mesa mediante los portamuestras. Los soportes se pueden mover entre sí.

Las coordenadas del objeto y la cantidad de movimiento se miden en escalas con una graduación de 1 mm y nonio con una graduación de 0,1 mm. El rango de movimiento del objeto en la dirección longitudinal es de 60 mm, en la dirección transversal - 40 mm. Condensador

Condensador

El microscopio está equipado con una unidad de conexión de condensador con la posibilidad de centrar y enfocar movimientos.

El microscopio utiliza un condensador universal instalado en un soporte como base; cuando se utiliza aceite de inmersión, la apertura numérica es 1,25.

Al ajustar la iluminación, se lleva a cabo un cambio suave en la apertura numérica del haz de rayos que ilumina la preparación utilizando un diafragma de apertura.

El condensador se inserta en el soporte del condensador en una posición fija y se asegura con un tornillo de bloqueo.

Los tornillos de centrado del condensador se utilizan en el proceso de ajuste de la iluminación para mover el condensador en un plano perpendicular al eje óptico del microscopio mientras se centra la imagen del diafragma de campo en relación con los bordes del campo de visión.

La manija del condensador de arriba hacia abajo, ubicada en el lado izquierdo del soporte del soporte del condensador, se usa cuando se ajusta la iluminación para enfocar la imagen del diafragma de campo.

Los filtros de luz están instalados en un anillo giratorio ubicado en la parte inferior del condensador.

Parte óptica del microscopio

Consta de sistemas de iluminación y observación. El sistema de iluminación ilumina uniformemente el campo de visión. El sistema de observación está diseñado para ampliar la imagen del objeto observado.

Sistema de iluminación

Ubicado debajo del escenario. Consiste en una lente colectora instalada en una carcasa, que se atornilla en la abertura de la base del microscopio y un cartucho con una lámpara instalada en ella. El portalámparas se instala dentro de la base del microscopio. El iluminador del microscopio se alimenta de la red de CA a través de un cable de alimentación de tres clavijas, que se conecta con un enchufe a la red. La lámpara del iluminador se enciende mediante un interruptor ubicado en la base del microscopio.

Sistema de observación

Consta de objetivos, fijación monocular y oculares.

Lentes

Los objetivos son la parte más importante, valiosa y frágil de un microscopio. La ampliación, la resolución y la calidad de la imagen dependen de ellos. Son un sistema de lentes mutuamente centradas encerradas en un marco de metal. Hay un hilo en el extremo superior del marco, con el que se fija la lente al casquillo del revólver. La lente frontal (más cercana al objeto) en la lente se llama lente frontal, la única en la lente que produce aumento. Todos los demás objetivos se denominan lentes correctores y sirven para eliminar las imperfecciones de la imagen óptica.

Cuando un haz de rayos de luz con diferentes longitudes de onda pasa a través de las lentes, se produce una coloración de arco iris de la imagen: aberración cromática. La refracción desigual de los rayos en la superficie curva de la lente conduce a una aberración esférica debido a la refracción desigual de los rayos centrales y periféricos. Como resultado, la imagen de puntos aparece como un círculo borroso.

Los objetivos incluidos en el juego de microscopio están diseñados para una longitud de tubo óptico de 160 mm, una altura de 45 mm y un espesor de vidrio de cobertura mm.

Los objetivos con un aumento de más de 10X están equipados con soportes de resorte que protegen la muestra y las lentes frontales de los objetivos de daños al enfocar la superficie de la muestra.

Se puede aplicar un anillo de color al cilindro del objetivo de acuerdo con el aumento, así como también:

• apertura numérica;
• longitud óptica del tubo 160;
• espesor del cubreobjetos 0,17, 0 o - ";
• tipo de inmersión - aceite OIL (MI) o agua VI;

Los objetivos marcados con 0,17 están diseñados para estudiar muestras con solo cubreobjetos de 0,17 mm. Los objetivos marcados con 0 están diseñados para examinar muestras sin cubreobjetos únicamente. Los objetivos de bajo aumento (2,5 - 10), así como los objetivos de inmersión se pueden utilizar en el estudio de preparaciones tanto con cubreobjetos como sin cubreobjetos. Estos lentes están marcados con un -.

Oculares

El ocular del microscopio consta de dos lentes: un ojo (superior) y un colectivo (inferior). Hay un diafragma entre las lentes. El diafragma detiene los haces laterales y transmite los cercanos al eje óptico, lo que realza el contraste de la imagen. El objetivo del ocular es ampliar la imagen proporcionada por la lente. Los oculares tienen su propio aumento de x5, x10, x12.5, x16 y x20 como se indica en el borde.

La elección de los oculares depende del juego de lentes utilizado. Cuando se trabaja con objetivos con acromáticos, achrostigmas y acrofluares, es recomendable utilizar oculares con un campo de visión lineal que no exceda los 20 mm, con planacromáticos y planapocromáticos - oculares con un campo de visión lineal 20; 22 y 26,5 mm.

Además, el microscopio puede equiparse con un ocular WF10 / 22 con escala; valor de división de escala 0,1 mm.

Características de los microscopios

Ampliación de microscopio

Las principales características de un microscopio son el aumento y la resolución. El aumento total que proporciona un microscopio se define como el producto del aumento del objetivo por el aumento del ocular. Sin embargo, el aumento no caracteriza la calidad de la imagen; puede ser clara y poco clara. La claridad de la imagen resultante se caracteriza por la resolución del microscopio, es decir, el tamaño más pequeño de los objetos o sus detalles que se pueden ver con este dispositivo.

El aumento total del microscopio G durante la observación visual se determina mediante la fórmula: G \u003d βok × βok, donde:

βob - aumento de la lente (marcado en la lente); βok: aumento del ocular (marcado en el ocular).

El diámetro del campo observado en el objeto, Dob mm, se determina mediante la fórmula: Dock \u003d Dock × βob. Muelle - diámetro del campo de visión ocular (marcado en el ocular) mm. El aumento calculado del microscopio y el diámetro del campo observado en el objeto se muestran en la Tabla 3.

• Por orden adicional

Resolución de microscopio

La resolución de un microscopio está determinada por la distancia mínima (resolución) entre dos puntos (o dos trazos más finos), visibles por separado, y se calcula mediante la fórmula

D \u003d λ / (A1 + A2), donde d es la distancia mínima (permisiva) entre dos puntos (trazos); λ es la longitud de onda de la luz utilizada; A1 y A2 son las aperturas numéricas del objetivo (marcado en su cilindro) y el condensador.

Puede aumentar la resolución (es decir, disminuir el valor absoluto de d, ya que estos son valores recíprocos) de las siguientes maneras: ilumine el objeto con luz con una longitud de onda más corta λ (por ejemplo, ultravioleta o longitudes de onda cortas), use lentes con una apertura A1 más grande o aumente la apertura condensador A2.

Distancia de trabajo de la lente

Los microscopios estaban equipados con cuatro objetivos desmontables con sus propios aumentos de 4 ×, 10 ×, 40 × y 100 ×, indicados en una montura metálica. La ampliación de la lente depende de la curvatura de la lente frontal principal: cuanto mayor es la curvatura, menor es la distancia focal y mayor es la ampliación. Esto debe recordarse durante la microscopía: cuanto mayor es el aumento del objetivo, más corta es la distancia de trabajo libre y más baja debe bajarse sobre el plano de la muestra.

Inmersión

Todas las lentes se dividen en secas y de inmersión o sumergibles. Dry es una lente que tiene aire entre su lente frontal y el medicamento en cuestión. En este caso, debido a la diferencia en el índice de refracción del vidrio (1,52) y el aire (1,0), parte de los rayos de luz se desvían y no entran en el ojo del observador. Las lentes de sistema seco suelen tener distancias focales largas y ofrecen aumentos bajos (10 ×) o medios (40 ×).

La inmersión, o sumergible, se denominan tales objetivos, entre cuya lente frontal y el fármaco se coloca un medio líquido con un índice de refracción cercano al índice de refracción del vidrio. El aceite de cedro se usa generalmente como medio de inmersión. También se puede utilizar agua, glicerina, aceites transparentes, monobromnaftaleno, etc. En este caso, se establece un medio homogéneo (homogéneo) (vaso fármaco - aceite - cristal objetivo) con el mismo índice de refracción entre el objetivo frontal y la preparación. Debido a esto, todos los rayos, sin refracción y sin cambiar de dirección, caen en la lente, creando las condiciones para la mejor iluminación del fármaco. El valor (n) del índice de refracción es 1,33 para el agua, 1,515 para el aceite de cedro y 1,6 para el monobromonaftaleno.

Técnica microscópica

El microscopio se conecta a la red eléctrica mediante un cable de alimentación. Usando un revólver, se instala una lente con un aumento de × 10 en el curso de los rayos. Una ligera parada y el sonido del resorte del revólver haciendo clic indican que la lente está montada en el eje óptico. Usando la perilla de enfoque grueso, baje la lente a una distancia de 0,5 a 1,0 cm del escenario.

Reglas para trabajar con lentes secos.

La preparación preparada se coloca en un escenario y se asegura con una abrazadera. Usando una lente seca con un aumento de × 10, se ven varios campos de visión. El escenario se mueve con los tornillos laterales. El área de preparación requerida para el estudio se establece en el centro del campo visual. Levantar el tubo y girar el revólver para transferir la lente con un aumento de × 40, observando de lado, volver a bajar el tubo con la lente con el tornillo macrométrico hasta que casi toque la preparación. Mire por el ocular, suba muy lentamente el tubo hasta que aparezcan los contornos de la imagen. El enfoque preciso se realiza utilizando un tornillo micrométrico, girándolo en una dirección u otra, pero no más de una vuelta completa. Si se siente resistencia durante la rotación del tornillo micrométrico, significa que su carrera ha pasado hasta el final. En este caso, gire el tornillo una o dos vueltas completas en sentido contrario, busque nuevamente la imagen utilizando el tornillo macrométrico y proceda a trabajar con el tornillo micrométrico.

Es útil entrenarse para mantener ambos ojos abiertos durante la microscopía y usarlos alternativamente, ya que esto resultará en menos fatiga ocular.

Al cambiar las lentes, recuerde que la resolución del microscopio depende de la relación entre la apertura de la lente y el condensador. La apertura numérica de una lente con un aumento de × 40 es 0,65, la de un condensador no sumergido es 0,95. Prácticamente es posible hacerlos cumplir con la siguiente técnica: después de enfocar la preparación con el objetivo, quitar el ocular y, mirando por el tubo, cubrir el diafragma iris del condensador hasta que sus bordes sean visibles en el borde de la lente del objetivo trasero uniformemente iluminado. En este punto, las aperturas numéricas del condensador y la lente serán aproximadamente iguales.

Reglas para trabajar con lentes de inmersión.

Se aplica una pequeña gota de aceite de inmersión a la preparación (preferiblemente fija y coloreada). Se gira el revólver y se instala un objetivo de inmersión con un aumento de 100 × a lo largo del eje óptico central. El condensador se eleva hasta el tope. El diafragma iris del condensador está completamente abierto. Mirando de lado, el tubo se baja con un tornillo macrométrico hasta que el objetivo se sumerge en aceite, casi hasta que la lente toca el portaobjetos. Esto debe hacerse con mucho cuidado para que la lente frontal no se mueva ni se dañe. Miran por el ocular, giran muy lentamente el tornillo macrométrico hacia sí mismos y, sin sacar la lente del aceite, elevan el tubo hasta que aparezcan los contornos del objeto. Debe recordarse que la distancia de trabajo libre en la lente de inmersión es de 0,1 a 0,15 mm. Luego, se realiza un enfoque preciso con un tornillo macrométrico. Se examinan varios campos visuales en la preparación moviendo la mesa con tornillos laterales. Al final del trabajo con la lente de inmersión, levante el tubo, retire la preparación y limpie con cuidado la lente frontal del objetivo, primero con un paño de algodón suave y seco, luego con el mismo paño, pero ligeramente humedecido con gasolina pura. No deje aceite en la superficie de la lente, ya que contribuye a la deposición de polvo y puede dañar la óptica del microscopio con el tiempo. La droga se libera del aceite primero con un trozo de papel de filtro, luego el vidrio se trata con gasolina o xileno.