Elena 3013

Este artículo discutirá la ampliación de un microscopio, unidades de medida de un valor dado, métodos para determinar visualmente el poder de resolución de un instrumento. También hablaremos sobre los parámetros estándar de este valor y cómo calcular el aumento para un tipo específico de trabajo.

Muy a menudo, los principales parámetros de potencia de un microscopio se indican en el cilindro de la lente. Desenrosque la lente e inspecciónela. Puedes ver dos números escritos como una fracción. El primero es el aumento, el segundo es la apertura numérica.

La apertura caracteriza la capacidad del dispositivo para recolectar luz y obtener una imagen clara. También en la lente se puede indicar la longitud del tubo y el grosor del cubreobjetos necesarios para el trabajo.

Todo sobre la ampliación del microscopio

La ampliación se mide en múltiplos (x). La relación del sistema ocular-objetivo determina completamente su significado. El producto de la ampliación del ocular y el objetivo nos dice la ampliación de trabajo que crea este microscopio. La dependencia del aumento total del aumento de la lente es obvia. Las lentes de potencia 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 de 2000x. El valor del ocular suele ser 10x y rara vez cambia. Pero el aumento de la lente varía mucho (de 4 a 100x y 2000x).

Al elegir un microscopio, es necesario considerar quién trabajará en él y qué aumento máximo puede ser necesario. Por ejemplo, 200x es suficiente para un niño en edad 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 instrumento

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

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

Ampliación útil del microscopio

Estamos hablando de magnificación útil cuando el ojo del investigador utiliza completamente el poder de resolución del microscopio. Esto se logra observando el objeto en el ángulo máximo permitido. El aumento útil depende únicamente de la apertura numérica y del tipo de lente. Cuando se calcula, la apertura numérica aumenta entre 500 y 1000 veces.

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

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

Una imagen borrosa o borrosa indica que el aumento útil es mayor o menor que los valores anteriores. Aumentar o disminuir el valor establecido reduce significativamente el rendimiento del microscopio.

En este artículo hablamos sobre las principales características de un microscopio óptico y los métodos para calcularlas. Esperamos que esta información sea de utilidad a la hora de 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 las tareas necesarias. Todos estamos acostumbrados a que es necesario llevar a cabo el control de elementos semiconductores en un microscopio de inspección con un aumento de 1000x o más, los insectos se pueden estudiar trabajando con un estereomicroscopio de 50x, y estudiamos escamas de cebolla teñidas con yodo o verde brillante en la escuela en 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 valores de 2000x, 5000x están en los objetivos? ¿Qué significa que un aumento de 1000x en un microscopio óptico producirá una imagen similar a la de un microscopio digital de 1000x? Aprenderás sobre esto en este artículo.

Sistema de zoom óptico

Cuando trabajamos con un microscopio de laboratorio o estereoscópico, no es difícil calcular el aumento actual del sistema. Es necesario multiplicar el aumento de todos los componentes ópticos del sistema. Por lo general, en el caso de un microscopio estereoscópico, se trata de un objetivo, zoom o 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 = el aumento de los oculares multiplicado por el aumento de la lente instalada en la posición de trabajo. Es importante recordar que a veces hay modelos específicos de tubos de microscopio que tienen un factor de aumento o disminución (especialmente común para los modelos más antiguos de microscopios Leitz). Además, los componentes ópticos adicionales, ya sea una fuente de iluminación coaxial en un microscopio estereoscópico o un adaptador de cámara intermedio ubicado debajo del tubo, pueden tener un factor de aumento adicional.

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

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

Aumento geométrico del sistema

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 proceder al término de aumento geométrico del sistema óptico.
El aumento geométrico 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.
Puede obtener el valor de la ampliación geométrica multiplicando los siguientes valores: el zoom óptico de la lente, el zoom óptico del adaptador de la cámara, la relación entre la diagonal del monitor y la diagonal de la matriz de la cámara.
Por ejemplo, al trabajar en un microscopio de laboratorio con un objetivo de 50x, un adaptador de cámara de 0,5x, una cámara de 1/2,5” y mostrando la imagen en un monitor de computadora portátil de 14”, obtendremos una ampliación geométrica del sistema = 50x0,5x (14/0,4) = 875x.
Aunque el aumento óptico en este caso será igual a 500x en el caso de oculares de 10x.

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

Resolución del microscopio

Existe una idea errónea generalizada de que la resolución de un microscopio y su aumento están interconectados por una relación rígida: cuanto mayor sea el aumento, los objetos más pequeños que podemos ver en él. Esto no es verdad. por la mayoría un factor importante siempre permanece permiso sistema óptico. Después de todo, un aumento de una imagen no resuelta no nos dará nueva información al respecto.

La resolución de un 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.

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

como se ve desde diagrama de circuito microscopio óptico, los oculares magnifican la imagen real del objeto. Si, por ejemplo, aumentamos el aumento de los oculares 2 veces (introducimos oculares de 20x en el microscopio), el aumento total del sistema se duplicará, pero la resolución seguirá siendo la misma.

Nota IMPORTANTE

Supongamos 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 un objetivo NA 0.4 de 20x con oculares de 20x.

La magnificación de los microscopios en ambas versiones será la misma= 400x (simple multiplicación de aumento objetivo y oculares). Y aquí la resolución en la primera opción será mayor, que en el segundo, ya que la apertura numérica del objetivo de 40x es mayor. Además, no se olvide del campo de visión de los oculares, en 20x este parámetro es un 20-25% menor.

El poder de resolución de un microscopio se caracteriza por el recíproco del límite de resolución lineal. De acuerdo con la teoría de la difracción de Abbe, el límite de resolución lineal de un microscopio, es decir, la distancia mínima entre los puntos de un objeto que se representan como separados, está determinada por 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, de un microscopio (microobjetivo).

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

La apertura de un microscopio está determinada por la fórmula

Otra posibilidad de aumentar la apertura es el uso de un líquido de inmersión colocado entre el objeto en consideración y el microobjetivo. Como tal líquido, se usa agua, aceite de cedro, monobromonaftaleno.

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

Arroz. 157. Esquema para determinar el aumento útil de un 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 sigue que el aumento aparente del microscopio

De acuerdo con la última fórmula, se puede determinar el aumento aparente mínimo en el que el ojo del observador utilizará completamente la resolución del microscopio. Este aumento se llama útil. Al utilizar la fórmula (326), se debe tener en cuenta que en muchos casos el diámetro de la pupila de salida del microscopio es Esto conduce a un aumento en el límite de resolución angular del ojo para obtener el aumento del microscopio.

Aumentar El aumento de un 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 aumentos del objetivo de 10, 45 y 100. En consecuencia, el aumento de un microscopio de este tipo es de 100 a 1000. Algunos de los microscopios tienen un aumento de hasta 2000. Aumentos aún mayores no tiene sentido, ya que la resolución no mejora. Por el contrario, la calidad de la imagen se deteriora.

Fórmula para aumento de microscopio

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

Además de la resolución del sistema, la apertura numérica caracteriza la relación de apertura de la lente: la intensidad de la luz por unidad de área de la imagen es aproximadamente igual al cuadrado de NA. El valor NA es de aproximadamente 0,95 para una buena lente. El microscopio generalmente se diseña de modo que su aumento total sea de aproximadamente 1000 NA.

Límite de resolución- la dist. más pequeña. Entre dos puntos estrechamente espaciados de un objeto que se puede ver bajo un microscopio (percibido como dos puntos).

Abertura (lat. apertura - agujero) en óptica - una característica de un dispositivo óptico que describe su capacidad para recolectar luz y resistir la difracción de los detalles de la imagen. Dependiendo del tipo de sistema óptico, esta característica puede ser una dimensión lineal o angular. Como regla general, entre los detalles de un instrumento óptico, se distingue especialmente el llamado diafragma de apertura, que limita más fuertemente los diámetros de los rayos de luz que pasan a través del instrumento óptico. A menudo, el papel de dicho diafragma de apertura lo realiza el marco o, simplemente, los bordes de uno de los elementos ópticos (lentes, espejos, prismas).

Apertura angular - el ángulo entre los rayos 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 y el seno del ángulo de apertura. Es este valor el que determina más completamente al mismo tiempo la relación de apertura, el poder de 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.

esquina La apertura del objetivo es el ángulo máximo (AOB) en el que los rayos que han atravesado la muestra pueden entrar en el objetivo. Apertura numérica de la lente es igual al producto del seno de la mitad de la apertura angular y el índice de refracción del medio ubicado entre la placa de vidrio y la lente frontal del objetivo. N / A. = n senα donde, N.A. - apertura numérica; n es el índice de refracción del medio entre la preparación y el objetivo; sinα - el seno del ángulo α igual a la mitad del ángulo AOB en el diagrama.

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

Apertura numérica las lentes siempre están grabadas en sus monturas.

La resolución del microscopio también depende de la apertura del condensador. Si consideramos que la apertura del condensador es igual a la apertura de la lente, entonces la fórmula de resolución es R=λ/2NA, donde R es el límite de resolución; λ - longitud de onda; NA - apertura numérica. A partir de esta fórmula se puede ver que cuando se observa en luz visible (parte verde del espectro - λ = 550nm), la resolución (límite de resolución) del microscopio no puede ser > 0,2 μm

Inmersión (del latín immersio - inmersión) - un líquido que llena el espacio entre el objeto de observación y un especial lente de inmersión(condensador y portaobjetos de vidrio). Se utilizan principalmente tres tipos de líquidos de inmersión: inmersión en aceite (MI/Oil), inmersión en agua (VI/W) e inmersión en glicerol (GI/Glyc), siendo 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. Cuando 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 dispersa al eliminar el resplandor del objeto. Esto elimina la inevitable pérdida de luz cuando entra en la lente.

refracción de la luz - cambio en la dirección de los rayos de luz en un medio con un índice de refracción espacialmente cambiante n. Usualmente el término “R. Con." utilizado en la descripción de la propagación de la óptica. radiación en medios no homogéneos con un cambio suave de n de un punto a otro (las trayectorias de los rayos de luz en tales medios son líneas curvas suaves). Un cambio brusco en la dirección de los rayos en la interfaz entre dos medios homogéneos con diferente n se suele llamar. refracción de la luz. En cajero automático Óptica, la óptica de gafas utiliza tradicionalmente el término "refracción". Dado que la atmósfera es un medio no homogéneo, debido a R. s. hay un cambio en la posición aparente de los cuerpos celestes con respecto a la verdadera, que debe tenerse en cuenta en astronomía. R. s. en la atmósfera también debe tenerse en cuenta cuando geodésico. mediciones. R. s. es la causa de los espejismos. El fenómeno de R. con. le permite visualizar la óptica falta de homogeneidad en medios sólidos, líquidos y gaseosos.

Refractómetro y yo ( de lat. refractus - refractado y griego. Metreo - Mido) es un método de estudio de sustancias basado en la determinación del índice (coeficiente) de refracción (refracción) y algunas de sus funciones. La refractometría (método refractométrico) se utiliza para identificar compuestos químicos, análisis cuantitativos y estructurales, y determinar los parámetros fisicoquímicos de las sustancias.

El índice de refracción n es la relación de las velocidades de la luz en los medios adyacentes. Para líquidos y sólidos, n suele definirse en relación con el aire, y para 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 respectivamente en subíndice y superíndice. Métodos de refractometría divididos en dos grandes grupos: objetivos y subjetivos. A pesar de la ventaja indiscutible de los métodos objetivos, cada estudio objetivo, por regla general, termina con un ajuste por métodos subjetivos.Métodos objetivos. Hay dos subgrupos de métodos refractométricos objetivos:

1. Objetiva en relación al paciente y subjetiva en relación al médico. Un ejemplo es la esquiascopia, cuyos datos objetivos se pueden obtener mediante una valoración subjetiva por parte del médico del reflejo esquiascópico del sujeto. Objetivo en relación tanto con el investigado como con el investigador, implementado mediante una máquina refractométrica.

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

Malus introdujo el término polarización de las ondas en relación con las ondas mecánicas transversales.

Para recibir luz polarizada y su detección, existen dispositivos físicos especiales, llamados en el primer caso polarizadores, y en el segundo analizadores. Suelen tener la misma estructura.Hay varias formas de obtener y analizar la luz polarizada.

1. Polarización con polaroids. Las polaroids son películas de celuloide recubiertas con una capa muy fina de cristales de sulfato de nodquinina. El uso de polaroids es actualmente la forma más común de polarizar la luz.

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

3. Polarización por refracción. El haz de luz se polariza no sólo por reflexión, sino también por

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

10-15 placas de vidrio delgadas juntas, ubicadas a los rayos de luz que caen sobre ellas en un ángulo de 57 °.

Prisma Nicolás (abr. nicolas) es un dispositivo polarizador basado en los efectos de la birrefringencia y la reflexión interna total. El prisma Nicol son dos prismas triangulares idénticos hechos de espato islandés pegados entre sí con una fina capa de bálsamo canadiense. Los prismas se mecanizan de modo que el extremo esté biselado en un ángulo de 68° con respecto a la dirección de la luz transmitida, y los lados a pegar 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 haz saliente durante la rotación del prisma, debido a la refracción de los extremos biselados del prisma. El prisma no se puede usar para polarizar el ultravioleta, ya que el bálsamo canadiense absorbe el ultravioleta. La luz con polarización arbitraria, que pasa por el extremo del prisma, experimenta birrefringencia, dividiéndose en dos haces: ordinario, que tiene un plano horizontal de polarización ( OA) y extraordinario, con un plano vertical de polarización ( AE). Después de eso, el haz ordinario experimenta una reflexión interna total en el plano de unión y sale por la superficie lateral. Salidas inusuales libremente a través del extremo opuesto del prisma.

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

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

Ley de Brewster : , Dónde norte 12 - índice de refracción del segundo medio relativo al primero, θ hermano es el 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 polarizar la luz transmitida al vidrio en un plano paralelo al plano de incidencia), se utilizan varias placas fijas, dobladas en un pie: el pie Stoletov. Es fácil ver lo que está pasando en el dibujo. Deja que un haz de luz caiga sobre la parte superior del pie. La primera placa reflejará un haz totalmente 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 haz que emerge de la parte inferior del pie se irá polarizando cada vez más en un plano paralelo al plano de incidencia a medida que se van añadiendo placas. refracción total Tiene importancia para comunicaciones por radio: la mayoría de las antenas de látigo emiten exactamente ondas polarizadas verticalmente. Por lo tanto, si una onda golpea una interfaz (tierra, agua o ionosfera) en el ángulo de Brewster, no habrá onda reflejada y, en consecuencia, no habrá canal.

ley de malus - dependencia de la intensidad de la luz polarizada linealmente después de su paso por el polarizador del ángulo entre los planos de polarización de la luz incidente y el polarizador, donde I 0 - intensidad de la luz incidente en el polarizador, I es 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. De acuerdo con la ley de Malus, las intensidades de la luz transmitida se calculan en todos los dispositivos polarizadores, por ejemplo, en fotómetros polarizadores y espectrofotómetros. Las pérdidas por reflexión que dependen de la ley de Malus y no se tienen en cuenta por ella se determinan adicionalmente.

Sustancias ópticamente activas , ambientes con natural actividad óptica. O.-a. v se dividen en 2 tipos. En relación con el primero de ellos, son ópticamente activos en cualquier estado de agregación (azúcar, alcanfor, ácido tartárico), con el segundo, son activos solo en la fase cristalina (cuarzo, cinabrio). En sustancias del primer tipo, la actividad óptica se debe a la estructura asimétrica de sus moléculas, del segundo tipo, por la orientación específica de las moléculas (iones) en las celdas unitarias del cristal (la asimetría del campo de fuerzas que unen partículas en la red cristalina). Los cristales de O. - y. v siempre existe en dos formas: derecha e izquierda; en este caso, la red del cristal de la derecha es simétrica especular a la red del cristal de la izquierda y no puede combinarse espacialmente con ella (las llamadas formas enantiomórficas, ver Fig. enantiomorfismo). Actividad óptica de las formas derecha e izquierda de O. - y. v tipo 2 tienen signos diferentes (y son iguales en valor absoluto bajo las mismas condiciones externas), por lo que se denominan antípodas ópticas (a veces cristales de O.-a. ).

Rotación del plano de polarización luz - unidos por un fenomenológico común. manifestación de un conjunto de efectos consistentes en la rotación planos de polarización onda transversal como resultado de la interacción con un medio anisótropo. Naib. Los efectos asociados con V.p.p. son bien conocidos. 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. pp generalmente se debe a la diferencia en el coeficiente. refracción del medio para dos ondas polarizadas circularmente (a lo largo de los círculos derecho e izquierdo) (la llamada anisotropía circular) y se describe en el caso general por un tensor axial de segundo rango, que relaciona 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 Fig. Fluctuaciones normales), cuya diferencia de fase determina el azimut del plano de polarización de la onda de suma. En medios homogéneos con anisotropía circular, el ángulo de V. p. La anisotropía circular puede ser natural (espontánea, inherente al medio en estado imperturbable) o artificial, inducida por una acción externa. impacto. En el segundo caso, la asimetría circular puede deberse a la asimetría de la acción perturbadora o a las propiedades de simetría combinadas del medio y la perturbación.

Ángulo de rotación. El haz de luz puede ser natural y polarizado. En un haz de luz natural, las oscilaciones del vector ocurren aleatoriamente.

Los rayos de luz polarizados, a su vez, se dividen en polarizados linealmente, cuando las oscilaciones ocurren en línea recta perpendicular al haz; polarizado en un círculo, cuando el extremo del vector describe un círculo en un plano perpendicular a la dirección del haz, y polarizado elípticamente, en el que las oscilaciones ocurren a lo largo de una elipse.

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

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

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

Pautas

Para estudiar objetos que son pequeños e indistinguibles a simple vista, se utilizan instrumentos ópticos especiales: microscopios. Según el propósito, se distinguen: simplificados, de trabajo, de investigación y universales. Según la fuente de luz utilizada, los microscopios se dividen en: de luz, luminiscentes, ultravioleta, electrónicos, de neutrones, de barrido, de efecto túnel. El diseño de cualquiera de los microscopios enumerados incluye partes mecánicas y ópticas. La parte mecánica se utiliza para crear las condiciones de observación - la colocación de un objeto, el enfoque de la imagen, la parte óptica - para obtener una imagen ampliada.

Dispositivo de microscopio de luz

Un microscopio se llama microscopio óptico porque brinda la capacidad de estudiar un objeto en luz transmitida en un campo de visión brillante. En (Fig. Vista exterior de Biomed 2) se presenta una vista general del microscopio Biomed-2.

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

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

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

El condensador está montado en un soporte y está ubicado entre la etapa del objeto y la lente colectora. 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 un aumento de 4 a 100 veces.

La mesa de objetos está montada en un soporte. Coordine el movimiento del escenario, posiblemente con la rotación de las manijas. La fijación del objeto sobre la mesa la realizan los porta-drogas. Los soportes se pueden mover entre sí.

Las coordenadas del objeto y la cantidad de movimiento se cuentan en escalas con un valor de división de 1 mm y verniers con un valor de división 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 fijación del condensador con la posibilidad de centrar y enfocar el movimiento.

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

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

El condensador se instala 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 durante el ajuste de la iluminación para mover el condensador en un plano perpendicular al eje óptico del microscopio mientras se centra la imagen del tope de campo en relación con los bordes del campo de visión.

La perilla de arriba-abajo del condensador, 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 se instalan 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

Se encuentra debajo de la mesa de temas. Consiste en una lente colectora instalada en el cuerpo, que se atornilla en el orificio de la base del microscopio y un cartucho con una lámpara instalada en él. El cartucho con la lámpara se instala dentro de la base del microscopio. La fuente de alimentación del iluminador del microscopio proviene de la red eléctrica de CA a través de un cable de alimentación de tres pines conectado con un enchufe a la red eléctrica. La lámpara de iluminación se enciende mediante un interruptor ubicado en la base del microscopio.

Sistema de observación

Consta de objetivos, accesorio monocular y oculares.

Lentes

Los objetivos son la parte más importante, valiosa y frágil de un microscopio. De ellos depende el aumento, la resolución y la calidad de la imagen. Son un sistema de lentes mutuamente centradas encerradas en un marco de metal. En el extremo superior del marco hay un hilo con el que se monta la lente en el casquillo del revólver. La lente frontal (más cercana al objeto) en la lente se llama frontal, la única en la lente que produce aumento. Todas las demás lentes del objetivo se denominan lentes de corrección y sirven para eliminar las deficiencias 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 iridiscente de la imagen: aberración cromática. La refracción desigual de los rayos en la superficie curva de la lente conduce a la aberración esférica, que se produce debido a la refracción desigual de los rayos central y periférico. El resultado es una imagen punteada en forma de círculo borroso.

Los objetivos incluidos en el kit del microscopio están diseñados para la longitud óptica del tubo 160 mm, altura 45 mm y el espesor del cubreobjetos de la preparación mm.

Los objetivos con un aumento de más de 10X están equipados con marcos elásticos que protegen la preparación y las lentes frontales de los objetivos de daños cuando se enfoca en la superficie de la preparación.

En el cilindro del objetivo, de acuerdo con el aumento, se puede aplicar un anillo de color, así como:

• apertura numérica;
• longitud del tubo óptico 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 el examen de preparaciones con cubreobjetos de 0,17 mm de espesor solamente. Los objetivos marcados con 0 están diseñados para examinar preparaciones solo sin cubreobjetos. Los objetivos de bajo aumento (2,5 - 10), así como los objetivos de inmersión, pueden utilizarse 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: ocular (superior) y colectiva (inferior). Entre las lentes se encuentra el diafragma. El diafragma retrasa los rayos laterales y deja pasar los que están cerca del eje óptico, lo que mejora el contraste de la imagen. El propósito de un ocular es ampliar la imagen producida por la lente. Los oculares tienen aumentos nativos de ×5, ×10, ×12,5, ×16 y ×20 como se indica en el marco.

La elección de los oculares depende del juego de lentes utilizado. Cuando se trabaja con lentes acromáticas, acrostigmatas y acrofluores, es recomendable utilizar oculares con un campo de visión lineal de no más de 20 mm, con lentes planacromáticas y planocromáticas - 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

aumento del microscopio

Las principales características de un microscopio incluyen aumento y resolución. El aumento total que da un microscopio se define como el producto del aumento del objetivo y el aumento del ocular. Sin embargo, el aumento no caracteriza la calidad de la imagen, puede ser clara y borrosa. 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 Г del microscopio durante la observación visual está determinado por la fórmula: Г = 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, está determinado por la fórmula: Add \u003d Dok × βob. Muelle: diámetro del campo de visión ocular (marcado en el ocular) mm. Los valores calculados de la ampliación del microscopio y el diámetro del campo observado en el objeto se dan en la Tabla 3.

• Opcional

Resolución del microscopio

El poder de resolución de un microscopio está determinado por la distancia mínima (de resolución) entre dos puntos (o dos trazos más delgados) visibles por separado, y se calcula mediante la fórmula

D=λ/(A1+A2) , donde d es la distancia mínima (permitida) entre dos puntos (guiones); λ es la longitud de onda de la luz utilizada; A1 y A2 son la apertura numérica del objetivo (indicada en su marco) y el condensador.

Puede aumentar la resolución (es decir, reducir 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 λ más corta (por ejemplo, rayos ultravioleta o de onda corta), use lentes con una mayor apertura A1, o aumentar la apertura del condensador A2.

Distancia de trabajo de la lente

Los microscopios se suministran con cuatro lentes extraíbles con aumentos nativos de 4×, 10×, 40× y 100× marcados en el marco de metal. El aumento de una lente depende de la curvatura de la lente frontal principal: cuanto mayor sea la curvatura, menor será la distancia focal y mayor el aumento. Esto debe recordarse durante la microscopía: cuanto mayor sea el aumento de la lente, menor será la distancia de trabajo libre y más baja se debe bajar por encima del plano de preparación.

Inmersión

Todas las lentes se dividen en secas y de inmersión, o sumergibles. Dry es una lente de este tipo, entre cuya lente frontal y la preparación en cuestión hay aire. 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. Los lentes de sistema seco suelen tener distancias focales largas y dan un aumento bajo (10×) o medio (40×).

Las lentes de inmersión, o sumergibles, son tales lentes, entre cuya lente frontal y la preparación se coloca un medio líquido con un índice de refracción cercano al del vidrio. El aceite de piñones se usa generalmente como medio de inmersión. También se puede utilizar agua, glicerina, aceites transparentes, monobromonaftaleno, etc. En este caso se instala un medio homogéneo (homogéneo) (vidrio de preparación - aceite - vidrio objetivo) con el mismo índice de refracción entre la lente frontal del objetivo y el preparación. Debido a esto, todos los rayos, sin refractarse y sin cambiar de dirección, ingresan a la lente, creando condiciones para la mejor iluminación de la preparación. 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 de microscopía

El microscopio se conecta a la red eléctrica con un cable de alimentación. Usando un revólver, una lente con un aumento de ×10 se coloca en el curso de los rayos. Una ligera parada y el sonido de un resorte de revólver haciendo clic indican que la lente está montada a lo largo del eje óptico. La perilla de enfoque grueso baja 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 sobre la mesa de objetos y se fija con una abrazadera. Usando una lente seca con un aumento de ×10, se ven varios campos de visión. La mesa de objetos se mueve con tornillos laterales. El sitio de la preparación necesaria para el estudio se establece en el centro del campo de visión. Se levanta el tubo y se mueve la lente con un aumento de ×40 girando el revólver, observando de lado, se vuelve a bajar el tubo con la lente con un tornillo macrométrico casi hasta hacer contacto con la preparación. Mire por el ocular, levante muy lentamente el tubo hasta que aparezcan los contornos de la imagen. El enfoque preciso se lleva a cabo con la ayuda de 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, entonces su recorrido se ha completado hasta el final. En este caso, gire el tornillo una o dos vueltas completas en sentido contrario, vuelva a buscar la imagen con el tornillo macrómetro y proceda a trabajar con el tornillo micrométrico.

Es útil acostumbrarse a mantener ambos ojos abiertos durante la microscopia y usarlos alternativamente, ya que esto disminuirá la vista.

Al cambiar de objetivo, no se debe olvidar que la resolución del microscopio depende de la relación entre la apertura del objetivo y el condensador. La apertura numérica del objetivo con aumento ×40 es 0,65, el condensador no sumergido es 0,95. Es prácticamente posible alinearlos con el siguiente método: habiendo enfocado la preparación con el objetivo, se debe sacar el ocular y, mirando dentro del tubo, cubrir el diafragma de iris del condensador hasta que sus bordes se hagan visibles en el borde. de la lente trasera uniformemente iluminada del objetivo. En este punto, las aperturas numéricas del condensador y del objetivo serán aproximadamente iguales.

Reglas para trabajar con una lente de inmersión.

Se aplica una pequeña gota de aceite de inmersión a la preparación (preferiblemente fijado y coloreado). Se gira el revólver y se instala un objetivo de inmersión con un aumento de 100x a lo largo del eje óptico central. El condensador se eleva hasta el tope. El diafragma de iris del condensador está completamente abierto. Mirando desde un lado, el tubo se baja con un tornillo macrométrico hasta que la lente se sumerge en aceite, casi hasta que la lente entra en contacto con el portaobjetos. Esto debe hacerse con mucho cuidado para que la lente frontal no se desplace y dañe. Miran por el ocular, giran muy lentamente el tornillo macrométrico hacia ellos y, sin levantar la lente del aceite, levantan el tubo hasta que aparecen los contornos del objeto. Cabe recordar que la distancia libre de trabajo en la lente de inmersión es de 0,1 - 0,15 mm. Luego se realiza un enfoque fino con un tornillo macrométrico. Considere varios campos de visión en la preparación, moviendo la mesa con tornillos laterales. Al final del trabajo con la lente de inmersión, se levanta el tubo, se retira la preparación y se limpia cuidadosamente 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 acumulación 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.