Jelena 3013

Selles artiklis käsitletakse mikroskoobi suurendust, selle suuruse mõõtühikuid ja seadme lahutusvõime visuaalse määramise meetodeid. Räägime ka selle väärtuse standardparameetritest ja meetoditest, mille abil arvutada konkreetset tüüpi tööd.

Kõige sagedamini on mikroskoobi peamised võimsusparameetrid näidatud objektiivi korpusel. Keerake objektiiv lahti ja kontrollige seda. Näete kahte arvu, mis on kirjutatud murdarvuna. Esimene on suurendus, teine ​​numbriline ava.

Ava iseloomustab seadme võimet koguda valgust ja luua selget pilti. Objektiiv võib näidata ka tööks vajaliku toru pikkust ja katteklaasi paksust.

Kõik mikroskoobi suurenduse kohta

Suurendust mõõdetakse kordades (x). Okulaari-läätsesüsteemi suhe määrab täielikult selle olulisuse. Okulaari ja objektiivi suurenduse korrutis räägib meile töösuurendusest, mille antud mikroskoop loob. Kogu suurenduse sõltuvus objektiivi suurendusest on ilmne. Sõltuvalt võimsusest jagatakse objektiivid järgmistesse rühmadesse:

Väike (mitte rohkem kui 10x);

Keskmine (kuni 50x);

suur (üle 50x);

Eriti suur (rohkem kui 100x).

Optilise mikroskoobi maksimaalne objektiivi suurenduse väärtus on 2000x. Okulaari väärtus on tavaliselt 10x ja muutub harva. Kuid objektiivi suurendus on väga erinev (4 kuni 100x ja 2000x).

Mikroskoobi valimisel tuleb arvestada, kes seda kasutama hakkab ja millist maksimaalset suurendust võib vaja minna. Näiteks koolieelikule piisab 200x, kooli- ja ülikoolimikroskoobidel on suurendus 400-1000x. Aga uurimisseade peaks andma vähemalt 1500-2000x. See väärtus võimaldab töötada bakterite ja väikeste rakuliste struktuuridega.

		Oksar.ru-Moskva	900 R
	Veel pakkumisi

Seadme eraldusvõime

Mis määrab mikroskoobiga tehtud pildi selguse ja kvaliteedi? Seda mõjutab seadme eraldusvõime. Selle suuruse arvutamiseks tuleb leida valguse lainepikkuse ja kahe numbrilise ava jagatis. Seetõttu määravad selle kondensaator ja mikroskoobi lääts. Tuletame meelde, et objektiivi silindril on näha ava numbriline väärtus. Mida kõrgem see on, seda parem on seadme eraldusvõime.

Optilise mikroskoobi eraldusvõime piirang on 0,2 mikronit. See on minimaalne kaugus pildist, kui kõik objekti punktid on eristatavad.

Kasulik mikroskoobi suurendus

Kasulikust suurendusest räägime siis, kui uurija silm kasutab täielikult ära mikroskoobi lahutusvõime. See saavutatakse objekti vaatlemisega maksimaalse lubatud nurga all. Kasulik suurendus sõltub ainult numbrilisest avast ja objektiivi tüübist. Selle arvutamisel suureneb numbriline ava 500-1000 korda.

Kuiv lääts (ainult õhk objekti ja objektiivi vahel) loob kasuliku suurenduse 1000x, s.t. NA on 1.

Sukellääts (objekti ja objektiivi vahele jääv keelekümbluskeskkonna kiht) loob kasuliku suurenduse 1250x, s.o. numbriline ava on 1,25.

Hägune või udune pilt näitab, et kasutatav suurendus on ülaltoodud väärtustest suurem või väiksem. Määratud väärtuse suurendamine või vähendamine halvendab oluliselt mikroskoobi jõudlust.

Selles artiklis rääkisime optilise mikroskoobi põhiomadustest ja nende arvutamise meetoditest. Loodame, et see teave on selle keeruka seadmega töötamisel kasulik.

räägi sõpradele

Süsteemi laiendamine– oluline tegur, mille aluseks on ühe või teise mikroskoobi valik, sõltuvalt vajalike probleemide lahendamisest. Oleme kõik harjunud, et pooljuhtelemente on vaja kontrollida 1000-kordse või enama suurendusega kontrollmikroskoobiga, putukaid saab uurida 50-kordse stereomikroskoobiga töötades ja uurisime joodi või briljandiga värvitud sibulasoomuseid. roheline, koolis monokulaarsel mikroskoobil, kui suurenduse mõiste polnud meile veel tuttav.

Aga kuidas tõlgendada suurenduse mõistet, kui meie ees on digitaalne või konfokaalne mikroskoop ja läätsede väärtused on 2000x, 5000x? Mida see tähendab, kas optilise mikroskoobi 1000-kordne suurendus annab 1000-kordse digitaalse mikroskoobiga sarnase pildi? Sellest artiklist saate teada.

Optilise suumi süsteem

Kui töötame labori- või stereoskoopmikroskoobiga, ei ole süsteemi praeguse suurenduse arvutamine keeruline. Süsteemi kõigi optiliste komponentide suurendust on vaja korrutada. Tavaliselt hõlmab see stereomikroskoobi puhul objektiivi, suumobjektiivi või suurendustrumlit ja okulaare.
Tavapärase laborimikroskoobi puhul on olukord veelgi lihtsam - süsteemi summaarne suurendus = okulaaride suurendus korrutatuna tööasendisse paigaldatud läätse suurendusega. Oluline on meeles pidada, et mõnikord on mikroskoobitorude spetsiifilisi mudeleid, millel on suurendus- või vähendustegur (eriti levinud Leitzi mikroskoopide vanemate mudelite puhul). Samuti võivad täiendavad optilised komponendid, olgu selleks siis stereomikroskoobis koaksiaalne valgusallikas või toru all paiknev vahekaamera adapter, omada täiendavat suurendustegurit.

Näiteks 10x okulaari, 2x objektiivi, 8x suumobjektiivi ja 1,5x koaksiaalse valgustusseadmega stereomikroskoobi optiline kogusuurendus on 10x2x8x1,5 = 240x.

Sel juhul tuleks optilist suurendust (G) mõista kui optilisest süsteemist kujutise ruumi väljuva kiire kaldenurga puutuja ja sellega konjugeeritud kiire konjugaadi nurga puutuja suhet ruumis. objektid. Või optilise süsteemi poolt moodustatud, optilise süsteemi teljega risti oleva lõigu kujutise pikkuse ja segmendi enda pikkuse suhe

Geomeetrilise süsteemi suurendus

Juhul, kui süsteemil pole okulaare ja suurendatud kujutise moodustab kaamera monitori ekraanil, näiteks nagu mikroskoobis, tuleks liikuda termini optilise süsteemi geomeetriline suurendus.
Mikroskoobi geomeetriline suurendus on monitoril oleva objekti kujutise lineaarse suuruse ja uuritava objekti tegeliku suuruse suhe.
Geomeetrilise suurenduse väärtuse saate järgmiste väärtuste korrutamisel: objektiivi optiline suurendus, kaamera adapteri optiline suurendus, monitori diagonaali ja kaamera maatriksi diagonaali suhe.
Näiteks töötades laborimikroskoobiga, millel on 50x objektiiv, 0,5x kaamera adapter, 1/2,5" kaamera ja kuvades pilti 14" sülearvuti monitoril, saame geomeetrilise süsteemi suurenduse = 50x0,5x(14 /0,4) = 875x.
Kuigi 10x okulaaride puhul on optiline suurendus 500x.

Geomeetrilise suurenduse kontseptsiooniga töötavad digitaalsed mikroskoobid, konfokaalsed profilomeetrid, elektronmikroskoobid ja muud süsteemid, mis moodustavad monitori ekraanil objektist digitaalse kujutise. Seda mõistet ei tohiks segi ajada optilise suumiga.

Mikroskoobi eraldusvõime

Levinud on eksiarvamus, et mikroskoobi lahutusvõime ja selle suurendus on omavahel tihedalt seotud – mida suurem on suurendus, seda väiksemaid objekte me sellest läbi näeme. See ei ole tõsi. Kõige oluline tegur jääb alati alles luba optiline süsteem. Lahendamata pildi suurendamine ei anna meile ju selle kohta uut teavet.

Mikroskoobi lahutusvõime sõltub objektiivi ava numbrilisest väärtusest, samuti valgusallika lainepikkusest. Nagu näete, pole selles valemis süsteemi suurendamise parameetrit.

kus λ on valgusallika keskmine lainepikkus, NA on läätse arvuline ava, R on optilise süsteemi eraldusvõime.

Kui kasutate halogeeniallikaga laborimikroskoobis objektiivi NA 0,95 (keskmine lainepikkus umbes 500 nm), saame eraldusvõimeks umbes 300 nm.

Nagu näha on skemaatiline diagramm valgusmikroskoop, okulaarid suurendavad objekti tegelikku pilti. Kui suurendada näiteks okulaaride suurendustegurit 2 korda (mikroskoopi sisestada 20x okulaarid), siis süsteemi summaarne suurendus kahekordistub, kuid resolutsioon jääb samaks.

Oluline märkus

Oletame, et meil on lihtsa laborimikroskoobi ehitamiseks kaks võimalust. Esimese ehitame 40x NA 0,65 objektiivi ja 10x okulaaride abil. Teine kasutab 20x NA 0,4 objektiivi ja 20x okulaare.

Mõlema versiooni mikroskoopide suurendus on sama= 400x (objektiivi ja okulaari suurenduse lihtne korrutis). Ja siin esimese versiooni eraldusvõime on kõrgem, kui teises, kuna 40x objektiivi numbriline ava on suurem. Lisaks ärge unustage okulaaride vaatevälja, 20x korral on see parameeter 20-25% madalam.

Mikroskoobi lahutusvõimet iseloomustab lineaarse eraldusvõime piiri pöördväärtus. Abbe difraktsiooniteooria järgi määratakse mikroskoobi lineaarne eraldusvõime piir ehk minimaalne kaugus objekti punktide vahel, mis on kujutatud eraldiseisvana, valemiga

kus on lineaarse eraldusvõime piir; valguse lainepikkus, milles vaatlus tehakse; A on mikroskoobi numbriline ava või lihtsalt ava (mikroleenid).

Valemist (324) järeldub, et mikroskoobi lahutusvõime suurendamiseks on vaja vähendada valguse lainepikkust ja suurendada mikroskoobi numbrilist ava. Esimene võimalus realiseerub uuritavate objektide pildistamisel ultraviolettkiirguses.

Mikroskoobi ava määratakse valemiga kus Kaasaegsete kvaliteetsete mikroläätsede avanurga väärtus on viidud peaaegu piirini.

Teine võimalus ava suurendamiseks on sukeldumisvedeliku kasutamine, mis asetatakse kõnealuse objekti ja mikroläätse vahele. Sellise vedelikuna kasutatakse vett, seedriõli, monobromonaftaleeni.

Selleks, et vaatleja silm saaks täielikult kasutada valemiga (324) määratud mikroskoobi eraldusvõimet, on vajalik asjakohane näiv suurendus. Kui optilise süsteemi eesmise fookustasandi kaks punkti asuvad üksteisest lineaarsel kaugusel (joon. 157), siis

Riis. 157. Skeem mikroskoobi kasuliku suurenduse määramiseks

nurkkaugus nende punktide vahel pildiruumis

Vaatleja silm tajub neid punkte eraldiseisvatena, kui nendevaheline nurkkaugus ei ole väiksem kui silma nurkeraldusvõime piir

Valemitest (325), (324) ja (317) järeldub, et mikroskoobi näiv suurendus

Viimase valemi abil saate määrata minimaalse näiva suurenduse, mille juures vaatleja silm kasutab täielikult ära mikroskoobi lahutusvõime. Seda suurendamist nimetatakse kasulikuks. Valemi (326) kasutamisel tuleb meeles pidada, et paljudel juhtudel on mikroskoobi väljuva pupilli läbimõõt See toob kaasa silma eraldusvõime nurgapiiri suurenemise kuni Kui võtame keskmise lainepikkuse spektri nähtavat piirkonda, siis silma eraldusvõime nurga piiril vastavalt (326) kasulikule saame mikroskoobi suurenduse.

Suurendama mikroskoop on defineeritud kui objektiivi suurenduse ja okulaari suurenduse korrutis. Tüüpiliste uurimismikroskoopide okulaari suurendus on 10 ja objektiivi suurendus 10, 45 ja 100. Vastavalt sellele jääb sellise mikroskoobi suurendus vahemikku 100 kuni 1000. Mõne mikroskoobi suurendus on kuni 2000. Isegi suurem suurendus ei mõttekas, kuna eraldusvõime ei parane. Vastupidi, pildi kvaliteet halveneb.

Mikroskoobi suurenduse valem

Pildi kvaliteet määratakse mikroskoobi eraldusvõime, st. minimaalne kaugus, mille juures mikroskoobi optika suudab eraldi eristada kahte tihedalt asetsevat punkti. eraldusvõime sõltub objektiivi, kondensaatori numbrilisest avast ja valguse lainepikkusest, millega näidis on valgustatud. Numbriline ava (ava) oleneb objektiivi ja kondensaatori esiläätse ning proovi vahel paikneva kandja nurgaavast ja murdumisnäitajast.

Lisaks süsteemi lahutusvõimele iseloomustab objektiivi ava numbriline ava: valguse intensiivsus pildipinna ühiku kohta on ligikaudu võrdne NA ruuduga. Hea objektiivi NA väärtus on ligikaudu 0,95. Mikroskoobi suurus on tavaliselt selline, et selle kogusuurendus on umbes 1000 NA.

Eraldusvõime piir- väikseim vahemaa. Objekti kahe tihedalt asetseva punkti vahel, mis on mikroskoobi kaudu nähtavad (tajutavad kahe punktina).

Ava (ladina apertura – auk) optikas – optilise seadme omadus, mis kirjeldab selle võimet koguda valgust ja takistada kujutise detailide difraktsioonihägusust. Sõltuvalt optilise süsteemi tüübist võib see omadus olla lineaarne või nurkmõõde. Reeglina eristatakse optilise seadme osade hulgas spetsiaalselt nn ava diafragma, mis piirab kõige tugevamalt optilist instrumenti läbivate valguskiirte läbimõõtu. Sageli mängib sellise ava diafragma rolli raam või lihtsalt ühe optilise elemendi (läätsed, peeglid, prismad) servad.

nurga ava - nurk koonilise valgusvihu välimiste kiirte vahel optilise süsteemi sissepääsu (väljapääsu) juures.

Numbriline ava – võrdub objekti ja läätse vahelise keskkonna murdumisnäitaja ja avanurga siinuse korrutisega. Just see väärtus määrab kõige täielikumalt nii ava suhte kui ka mikroskoobi läätse eraldusvõime. Objektiivide arvulise ava suurendamiseks mikroskoopias täidetakse objektiivi ja katteklaasi vaheline ruum sukeldusvedelikuga.

Nurk Objektiivne ava on maksimaalne nurk (AOB), mille juures proovi läbivad kiired võivad läätsesse siseneda. Numbriline ava objektiiv võrdub poole nurkava siinuse ja objektiivi klaasklaasi ja esiläätse vahel paikneva kandja murdumisnäitaja korrutisega. N.A. = n sinα kus, N.A. - numbriline ava; n on proovi ja läätse vahelise keskkonna murdumisnäitaja; sinα on nurga α siinus, mis on võrdne poolega nurgast AOB diagrammil.

Seega ei saa kuivade süsteemide ava (eesmise objektiivi ja õhu ettevalmistamise vahel) olla suurem kui 1 (tavaliselt mitte rohkem kui 0,95). Proovi ja objektiivi vahele asetatud keskkonda nimetatakse immersioonivedelikuks või immersiooniks ning sukeldusvedelikuga töötamiseks mõeldud objektiivi nimetatakse immersiooniks. Tänu keelekümblusele rohkemaga kõrge määr murdumine kui õhk, saate suurendada objektiivi numbrilist ava ja seega ka eraldusvõimet.

Numbriline ava läätsed on alati nende raamidele graveeritud.

Mikroskoobi eraldusvõime sõltub ka kondensaatori avast. Kui lugeda kondensaatori ava võrdseks objektiivi avaga, siis on eraldusvõime valem kujul R=λ/2NA, kus R on eraldusvõime piir; λ - lainepikkus; N.A - numbriline ava. Sellest valemist on selge, et nähtavas valguses (spektri roheline osa - λ = 550 nm) vaadeldes ei saa mikroskoobi eraldusvõime (eraldusvõime piir) olla suurem kui 0,2 µm

Keelekümblus (ladina keelest immersio - keelekümblus) - vedelik, mis täidab ruumi vaatlusobjekti ja spetsiaalse keelekümblusobjektiiv(kondensaator ja klaasklaas). Peamiselt kasutatakse kolme tüüpi immersioonvedelikke: õliimmersioon (MI/Oil), vesiimmersioon (WI/W) ja glütseroolimmersioon (GI/Glyc), viimast kasutatakse peamiselt ultraviolettmikroskoopias.

Keelekümblust kasutatakse juhtudel, kui on vaja suurendada mikroskoobi eraldusvõimet või selle kasutamine nõuab tehnoloogiline protsess mikroskoopia. See juhtub:

1. nähtavuse suurendamine kandja ja objekti murdumisnäitaja erinevuse suurendamise kaudu;

2. vaadeldava kihi sügavuse suurendamine, mis sõltub kandja murdumisnäitajast.

Lisaks võib keelekümblusvedelik vähendada hajutatud valguse hulka, kõrvaldades objektilt helkimise. See välistab vältimatu valguse kadu objektiivi sisenemisel.

Valguse murdumine - valguskiirte suuna muutus ruumiliselt muutuva murdumisnäitaja n keskkonnas. Tavaliselt on termin "R". Koos." kasutatakse optilise kiu leviku kirjeldamiseks. kiirgus ebahomogeensetes keskkondades sujuvalt muutuva n-ga punktist punktini (valguskiirte trajektoorid sellistes keskkondades on sujuvalt kõverad jooned). Tavaliselt nimetatakse kiirte suuna järsku muutust kahe erineva n-ga homogeense keskkonna vahelisel liidesel. valguse murdumine. Atm. Optikas ja prillide optikas kasutatakse traditsiooniliselt terminit "murdumine". Kuna atmosfäär on heterogeenne keskkond, on R. s. toimub taevakehade näiva asukoha nihe tegeliku suhtes, millega tuleb astronoomias arvestada. R.s. atmosfääris tuleks arvestada ka geodeetilisel. mõõdud. R.s. on miraažide põhjus. Nähtus R. s. võimaldab optilist visualiseerida ebahomogeensus tahkes, vedelas ja gaasilises keskkonnas.

Refraktomeeter ja mina ( alates lat. refractus - murdunud ja kreeka. metreo - mõõt) on meetod ainete uurimiseks, mis põhineb murdumisnäitaja (murdumisteguri) ja selle mõningate funktsioonide määramisel. Refraktomeetriat (refraktomeetrilist meetodit) kasutatakse keemiliste ühendite tuvastamiseks, kvantitatiivseks ja struktuurianalüüsiks ning ainete füüsikaliste ja keemiliste parameetrite määramiseks.

Murdumisnäitaja n on valguse kiiruse suhe ümbritsevas keskkonnas. Vedelike ja tahkete ainete puhul määratakse n tavaliselt õhu suhtes ja gaaside puhul vaakumi suhtes. N väärtused sõltuvad valguse ja temperatuuri lainepikkusest l, mis on näidatud vastavalt ala- ja ülaindeksina. Refraktomeetria meetodid jagunevad kahte suurde rühma: objektiivsed ja subjektiivsed. Vaatamata objektiivsete meetodite vaieldamatule eelisele, lõpeb iga objektiivne uuring reeglina subjektiivsete meetodite abil korrigeerimisega. Objektiivsetel refraktomeetriameetoditel on kaks alarühma:

1. Objektiivne patsiendi suhtes ja subjektiivne arsti suhtes. Näitena võib tuua skiaskoopia, mille objektiivseid andmeid on võimalik saada uuritava skiaskoopilise refleksi subjektiivsel hinnangul arsti poolt.2. Eesmärk nii uuritava kui ka uurija suhtes, teostatud refraktomeetrilise masina abil.

Valguse polarisatsioon- füüsiline optilised omadused kiirgus, mis kirjeldab valguslainete põiki anisotroopiat, st lagunemise mitteekvivalentsust. suunad valgusvihuga risti olevas tasapinnas. Olendid tähendus P. mõistmiseks. ilmnes mõjudes valguse häired ja eelkõige asjaolu, et kaks vastastikku risti asetsevat polarisatsioonitasandiga valguskiirt otseselt ei sega. P.S. leitud loomulik selgitus el.-magn. valgusteooria, mille töötas välja aastatel 1865-73 J. C. Maxwell, hiljem kvantelektrodünaamikas.

Termini lainepolarisatsioon võttis Malus kasutusele mehaaniliste põiklainete kohta

Sest polariseeritud valguse vastuvõtmine ja selle tuvastamiseks on olemas spetsiaalsed füüsilised seadmed, mida esimesel juhul nimetatakse polarisaatoriteks ja teisel juhul analüsaatoriteks. Tavaliselt on need konstrueeritud samal viisil.Polariseeritud valguse saamiseks ja analüüsimiseks on mitu võimalust.

1. Polariseerimine polaroidide abil. Polaroidid on tselluloidkiled, mis on kaetud õhukese nodkiniinsulfaadi kristallide kihiga. Polaaroidide kasutamine on praegu kõige levinum valguse polariseerimise meetod.

2. Polariseerimine peegelduse teel. Kui loomulik valgusvihk langeb mustale poleeritud pinnale, on peegeldunud kiir osaliselt polariseeritud. Polarisaatori ja analüsaatorina võib kasutada peeglit või üsna hästi poleeritud tavalist, ühelt poolt asfaltlakiga mustaks tõmmatud aknaklaasi, mida suurem on polarisatsiooniaste, mida korrektsemalt hoitakse langemisnurka. Klaasi puhul on langemisnurk 57°.

3. Polarisatsioon murdumise kaudu. Valguskiir polariseerub mitte ainult peegeldumisel, vaid ka peegeldusel

murdumine. Sel juhul kasutatakse polarisaatori ja analüsaatorina pinu

10-15 kokkuvolditud õhukest klaasplaati, mis asuvad neile langevate valguskiirte suhtes 57° nurga all.

Prisma Nicolas (lühend. Nicole) on polariseeriv seade, mille tööpõhimõte põhineb kaksikmurdmise ja täieliku sisepeegelduse mõjul Nicolase prisma koosneb kahest identsest Islandi sparsist kolmnurksest prismast, mis on kokku liimitud õhukese Kanada palsami kihiga. Prismad on töödeldud nii, et ots on läbiva valguse suuna suhtes kaldu 68° nurga all ja liimitud küljed moodustavad otstega täisnurga. Sel juhul on kristalli optiline telg ( AB) on valguse suunaga 64° nurga all.

Prisma täispolarisatsiooniava on 29°. Prisma eripäraks on tekkiva kiire suuna muutumine prisma pöörlemisel prisma kaldus otste murdumise tõttu. Prismat ei saa kasutada ultraviolettkiirguse polariseerimiseks, kuna Kanada palsam neelab ultraviolettkiirgust. Suvalise polarisatsiooniga valgus, mis läbib prisma otsa, kogeb kaksikmurdumist, jagunedes kaheks kiireks - tavaliseks, millel on horisontaalne polarisatsioonitasa ( A.O.) ja erakordne, vertikaalse polarisatsioonitasandiga ( AE). Pärast seda kogeb tavaline tala täielikku sisemist peegeldust ühendustasandil ja väljub läbi külgpinna. Erakordne väljub takistamatult läbi prisma vastasotsa.

Brewsteri seadus - optikaseadus, mis väljendab murdumisnäitaja suhet nurgaga, mille all liideselt peegeldunud valgus langemistasandiga risti olevas tasapinnas täielikult polariseerub ja murdunud kiir on langemistasandil osaliselt polariseeritud, ja murdunud kiire polarisatsioon saavutab oma suurima väärtuse. On lihtne kindlaks teha, et sel juhul on peegeldunud ja murdunud kiired üksteisega risti. Vastavat nurka nimetatakse Brewsteri nurk.

See optiline nähtus on oma nime saanud Šoti füüsiku David Brewsteri järgi, kes avastas selle 1815. aastal.

Brewsteri seadus : , Kus n 12 - teise keskkonna murdumisnäitaja esimese suhtes, θ Br- langemisnurk (Brewsteri nurk).

Ühelt plaadilt Brewsteri nurga all peegeldudes on lineaarselt polariseeritud valguse intensiivsus väga madal (umbes 4% langeva kiire intensiivsusest). Seetõttu kasutatakse peegeldunud valguse intensiivsuse suurendamiseks (või klaasile edastatava valguse polariseerimiseks langemistasandiga paralleelsel tasapinnal) mitut ühendatud plaati, mis on volditud virna - Stoletovi jalg. Joonisel toimuvat on lihtne jälgida. Laske valguskiirel langeda jala ülaosale. Täielikult polariseeritud kiir peegeldub esimeselt plaadilt (umbes 4% algsest intensiivsusest), täielikult polariseeritud kiir peegeldub ka teiselt plaadilt (umbes 3,75% algsest intensiivsusest) jne. Sel juhul polariseerub virna põhjast väljuv kiir plaatide lisamisel langemistasandiga paralleelsel tasapinnal. täielik murdumine Sellel on oluline raadioside jaoks: enamik piitsaantenne kiirgab vertikaalselt polariseeritud laineid. Seega, kui laine tabab liidest (maapinda, vett või ionosfääri) Brewsteri nurga all, siis peegeldunud lainet ei teki ja seega ka kanalit.

Maluse seadus - lineaarselt polariseeritud valguse intensiivsuse sõltuvus pärast selle läbimist polarisaatorist langeva valguse ja polarisaatori polarisatsioonitasandite vahelisest nurgast, kus I 0 - polarisaatorile langeva valguse intensiivsus, I- polarisaatorist väljuva valguse intensiivsus Erineva (mittelineaarse) polarisatsiooniga valgust saab esitada kahe lineaarselt polariseeritud komponendi summana, millest igaühele kehtib Maluse seadus. Maluse seaduse kohaselt arvutatakse läbiva valguse intensiivsused kõigis polarisatsiooniseadmetes, näiteks polarisatsioonifotomeetrites ja spektrofotomeetrites. Peegelduskaod, mis sõltuvad Maluse seadusest ja mida ei võeta arvesse, määratakse täiendavalt.

Optiliselt aktiivsed ained , keskkond, kus on looduslikud optiline aktiivsus. O.-a. V. jagunevad 2 tüüpi. Neist 1. hulka kuuluvad on optiliselt aktiivsed mistahes agregatsiooniseisundis (suhkrud, kamper, viinhape), 2. hulka kuuluvad aga ainult kristallifaasis (kvarts, kinaver). 1. tüüpi ainetes tuleneb optiline aktiivsus nende molekulide asümmeetrilisest struktuurist, 2. tüüpi - molekulide (ioonide) spetsiifilisest orientatsioonist kristalli elementaarrakkudes (osakesi ühendavate jõudude välja asümmeetria). kristallvõre). Kristallid O.-a. V. eksisteerivad alati kahel kujul - paremal ja vasakul; sel juhul on parempoolse kristalli võre vasakpoolse võrega peegelsümmeetriline ega ole sellega ruumiliselt kombineeritav (nn enantiomorfsed vormid, vt. Enantiomorfism). O.-a parem- ja vasakpoolsete vormide optiline aktiivsus. V. Tüübil 2 on erinevad märgid (ja on samades välistingimustes absoluutväärtuses võrdsed), seetõttu nimetatakse neid optilisteks antipoodideks (mõnikord nimetatakse sel viisil ka tüübi 1 O.-a.v. kristalle ).

Polarisatsioonitasandi pöörlemine valgus – ühendab ühine fenomenoloogiline pöörlemisest koosneva efektirühma ilming polarisatsioonitasand põiklaine interaktsiooni tulemusena anisotroopse keskkonnaga. Naib. V.p.p.-ga seotud mõjud on hästi teada. valgus, kuigi sarnaseid nähtusi täheldatakse ka teistes elektromagnetilise spektri piirkondades. lained (eriti mikrolainevahemikus), samuti akustika, osakeste füüsika jne.V. p.p. on tavaliselt tingitud koefitsientide erinevusest. keskkonna murdumine kahe ringpolariseeritud (paremas ja vasakpoolses ringis) laine jaoks (nn ümmargune anisotroopia) ja seda kirjeldab üldiselt teise järgu aksiaaltensor, mis ühendab pöördenurga aksiaalvektorit. polarisatsioonitasand polaarlainevektoriga. Keskkonnas, millel on ainult ümmargune anisotroopia, saab lineaarselt polariseeritud laine lagundada kaheks normaalseks, võrdse amplituudiga ringpolariseeritud laineks (vt. Normaalsed kõikumised), määrab nendevaheline faasierinevus kogulaine polarisatsioonitasandi asimuuti Ringikujulise anisotroopiaga homogeensetes keskkondades sõltub polarisatsiooni nurk lineaarselt keskkonnas kulgeva tee pikkusest. Ringikujuline anisotroopia võib olla kas loomulik (iseeneslik, häirimatus olekus keskkonnale omane) või kunstlik, välistegurite poolt esile kutsutud. mõju. Teisel juhul võib ringikujulise asümmeetria olla põhjustatud häiriva mõju asümmeetriast või keskkonna ja häire kombineeritud sümmeetriaomadustest.

Pöörlemisnurk. Valguskiir võib olla loomulik ja polariseeritud. Looduslikus valgusvihus tekivad vektorvõnked korratult.

Polariseeritud valguskiired jagunevad omakorda lineaarselt polariseeritud kiireteks, kui võnked tekivad kiirega risti asetseval sirgjoonel; ringpolariseeritud, kui vektori ots kirjeldab ringjoont kiire suunaga risti olevas tasapinnas, ja elliptiliselt polariseeritud, milles võnkumised toimuvad piki ellipsit.

Tasapinda, millel tasapinnaliselt polariseeritud kiires võnkumised toimuvad, nimetatakse võnketasandiks.

Polariseeritud kiire suunda läbivat ja võnketasandiga risti olevat tasapinda nimetatakse polarisatsioonitasandiks.

Valguslaineid saab polariseerida kasutades polarisaatorseadmeid (Polaroid, turmaliiniplaat, Nicole jne).

Juhised

Väikeste ja palja silmaga eristamatute objektide uurimiseks kasutatakse spetsiaalseid optilisi instrumente - mikroskoope. Sõltuvalt eesmärgist eristatakse neid: lihtsustatud, töö-, uurimis- ja universaalsed. Vastavalt kasutatavale valgusallikale jaotatakse mikroskoobid: valgus-, fluorestsents-, ultraviolett-, elektroon-, neutron-, skaneerivad, tunnelmikroskoobid. Kõigi loetletud mikroskoopide disain sisaldab mehaanilisi ja optilisi osi. Mehaaniline osa on mõeldud vaatlustingimuste loomiseks - objekti asetamine, pildi teravustamine, optiline osa - suurendatud kujutise saamine.

Valgusmikroskoobi seade

Mikroskoopi nimetatakse valgusmikroskoobiks, kuna see annab võimaluse uurida objekti läbiva valguse käes eredas vaateväljas. (Joonis. Biomed 2 välisvaade) näitab Biomed-2 mikroskoobi üldist vaadet.

Mikroskoobi mehaaniline osa koosneb mikroskoobi alusest, teisaldatavast staadiumist ja pöörlevast seadmest.

Objektile fokusseerimine saavutatakse lava liigutamisega, pöörates jäme- ja peenreguleerimisnuppe.

Mikroskoobi jäme teravustamisulatus on 40 mm.

Kondensaator on paigaldatud kronsteinile ja paikneb objektilava ja kollektorläätse vahel. Selle liikumine toimub kondensaatori kõrguse reguleerimisnupu pööramisega. Üldine vorm see on näidatud (joonis???) Kahe läätsega kondensaator avaga 1,25 valgustab objektil olevaid välju, kui töötate 4-100-kordse suurendusega objektiividega.

Objektilaud on paigaldatud kronsteinile. Objekti tabeli koordinaatide liikumine on võimalik käepidemeid pöörates. Ese kinnitatakse laua külge ravimihoidjate abil. Hoidikud on üksteise suhtes liigutatavad.

Objekti koordinaate ja liikumise suurust mõõdetakse 1 mm jagamisväärtusega skaaladel ja 0,1 mm jaotusväärtusega nooniumitel. Objekti liikumise ulatus pikisuunas on 60 mm, põikisuunas – 40 mm. Kondensaator

Kondensaator

Mikroskoop on varustatud kondensaatori kinnitussõlmega, millel on tsentreerimise ja teravustamise liikumise võimalus.

Põhimikroskoobis kasutatakse universaalset kondensaatorit, mis on paigaldatud hoidikusse; immersioonõli kasutamisel on numbriline ava 1,25.

Valgustuse reguleerimisel muudetakse ravimit valgustava kiirte valgusvihu numbrilist ava sujuv diafragma abil.

Kondensaator paigaldatakse fikseeritud asendisse kondensaatorihoidikusse ja kinnitatakse lukustuskruviga.

Kondensaatori tsentreerimiskruvisid kasutatakse valgustuse reguleerimise protsessis, et liigutada kondensaatorit mikroskoobi optilise teljega risti olevas tasapinnas, tsentreerides samal ajal välja diafragma kujutist vaatevälja servade suhtes.

Kondensaatori üles- ja allakäepidet, mis asub kondensaatori hoidiku kronsteini vasakul küljel, kasutatakse valgustuse reguleerimisel, et keskenduda välja diafragma kujutisele.

Filtrid on paigaldatud pöörlevasse rõngasse, mis asub kondensaatori põhjas.

Mikroskoobi optiline osa

Koosneb valgustus- ja vaatlussüsteemidest. Valgustussüsteem valgustab vaatevälja ühtlaselt. Vaatlussüsteem on loodud vaadeldava objekti kujutise suurendamiseks.

Valgustussüsteem

See asub objektilaua all. See koosneb korpusesse paigaldatud kollektorläätsest, mis kruvitakse mikroskoobi põhjas olevasse auku, ja sellesse paigaldatud lambipesast. Lambipesa on paigaldatud mikroskoobi aluse sisse. Mikroskoobivalgusti saab toite vahelduvvooluvõrgust läbi kolme kontaktiga toitejuhtme, mis on pistiku abil ühendatud toiteallikaga. Illuminaatori lamp lülitatakse sisse mikroskoobi alusel asuva lüliti abil.

Vaatlussüsteem

Koosneb läätsedest, monokulaarsest kinnitusest ja okulaaridest.

Objektiivid

Läätsed moodustavad mikroskoobi kõige olulisema, väärtuslikuma ja haprama osa. Nendest sõltuvad suurendus, eraldusvõime ja pildikvaliteet. Need on vastastikku tsentreeritud läätsede süsteem, mis on ümbritsetud metallraamiga. Raami ülemises otsas on niit, millega objektiiv kinnitatakse revolvri pessa. Objektiivi eesmist (objektile kõige lähemal asuvat) läätse nimetatakse esiläätseks ja see on objektiivis ainus, mis annab suurenduse. Kõiki teisi objektiiviläätsesid nimetatakse korrektsiooniläätsedeks ja nende eesmärk on parandada optilise kujutise puudujääke.

Kui läätsedest läbib erineva lainepikkusega valguskiir, tekib pildil vikerkaareline värvumine – kromaatiline aberratsioon. Kiirte ebaühtlane murdumine läätse kumeral pinnal viib sfäärilise aberratsioonini, mis tekib kesk- ja perifeersete kiirte ebaühtlase murdumise tõttu. Selle tulemusena kuvatakse täpikujutis udune ring.

Mikroskoobikomplekti kuuluvad läätsed on mõeldud optilise toru pikkusele 160 mm, kõrgusele 45 mm ja katteklaasi paksusele mm.

Objektiivid, mille suurendus on suurem kui 10X, on varustatud vedruga koormatud raamidega, mis kaitsevad proovi ja esiläätsesid kahjustuste eest proovi pinnale teravustamisel.

Objektiivi korpusele saab paigaldada värvilise rõnga vastavalt suurendusele, samuti:

• numbriline ava;
• optilise toru pikkus 160;
• katteklaasi paksus 0,17, 0 või –";
• keelekümbluse tüüp - õli OIL (MI) või vesi VI;

Eesmärgid märgistusega 0,17 on mõeldud preparaatide uurimiseks ainult 0,17 mm paksuste katteklaasidega. 0-ga tähistatud eesmärgid on mõeldud preparaatide õppimiseks ainult ilma katteprillideta. Katteklaasiga või ilma preparaatide uurimisel saab kasutada väikese suurendusega objektiive (2,5–10), samuti sukelobjektiive. Need objektiivid on tähistatud ikooniga –.

Okulaarid

Mikroskoobi okulaar koosneb kahest läätsest: silmaläätsest (ülemine) ja koguvast läätsest (alumine). Objektiivide vahel on diafragma. Diafragma blokeerib külgkiired ja edastab need optilise telje lähedal, mis suurendab pildi kontrastsust. Okulaari eesmärk on suurendada objektiivi tekitatavat pilti. Okulaaridel on oma suurendus ×5, ×10, ×12,5, ×16 ja ×20, mis on märgitud raamile.

Okulaaride valik sõltub kasutatavate läätsede komplektist. Akromaat-, akrostigma- ja akrofluaarläätsedega töötamisel on soovitatav kasutada kuni 20 mm lineaarse vaateväljaga okulaare, plankromaat- ja planapokromaatläätsedega - okulaare lineaarse vaateväljaga 20; 22 ja 26,5 mm.

Lisaks saab mikroskoopi varustada skaalaga WF10/22 okulaariga; skaala jaotuse väärtus on 0,1 mm.

Mikroskoopide omadused

Mikroskoobi suurendus

Mikroskoobi peamised omadused hõlmavad suurendust ja eraldusvõimet. Mikroskoobi kogusuurendus on defineeritud kui objektiivi suurenduse ja okulaari suurenduse korrutis. Suurendus aga ei näita pildi kvaliteeti, see võib olla selge või ebaselge. Saadud kujutise selgust iseloomustab mikroskoobi lahutusvõime, s.o. väikseimad objektid või nende osad, mida selle seadmega näha saab.

Mikroskoobi kogusuurendus Г visuaalse vaatluse ajal määratakse järgmise valemiga: Г = βok × βok, kus:

βrev - objektiivi suurendus (märgitud objektiivile); βok - okulaari suurendus (märgitud okulaaril).

Objektis vaadeldava välja läbimõõt Add mm määratakse valemiga: Add = Add × βob. Doc – okulaari vaatevälja läbimõõt (märgitud okulaarile) mm. Arvutatud mikroskoobi suurenduse väärtused ja objektil vaadeldava välja läbimõõt on toodud tabelis 3.

• Lisatellimusel

Mikroskoobi eraldusvõime

Mikroskoobi eraldusvõime määratakse kahe eraldi nähtava punkti (või kahe kõige õhema joone) vahelise minimaalse (lahutus)kaugusega ja arvutatakse valemiga

D=λ/(A1+A2) , kus d on minimaalne (lahutus)kaugus kahe punkti (joone) vahel; λ on kasutatud valguse lainepikkus; A1 ja A2 on objektiivi (märgitud selle raamil) ja kondensaatori numbriline ava.

Eraldusvõimet saate suurendada (st vähendada d absoluutväärtust, kuna need on vastastikused väärtused) järgmistel viisidel: valgustage objekti lühema lainepikkusega λ valgusega (näiteks ultraviolett- või lühilainekiired), kasutage suurema avaga objektiivid A1 või suurendage ava kondensaatorit A2.

Objektiivi töökaugus

Mikroskoobid on varustatud nelja eemaldatava objektiiviga, millel on oma suurendused 4×, 10×, 40× ja 100× ning mis on märgitud metallraamile. Objektiivi suurendus sõltub peamise esiläätse kumerusest: mida suurem on kumerus, seda lühem on fookuskaugus ja suurem suurendus. Seda tuleb mikroskoopia tegemisel meeles pidada – mida suurema suurenduse annab lääts, seda väiksem on vaba töökaugus ja seda madalamale tuleks see lasta proovi tasapinnast kõrgemale.

Keelekümblus

Kõik läätsed jagunevad kuivadeks ja sukelläätsedeks ehk sukeldatavateks. Läätse nimetatakse kuivaks, kui esiläätse ja kõnealuse proovi vahel on õhku. Sel juhul on klaasi (1,52) ja õhu (1,0) murdumisnäitaja erinevuse tõttu osa valguskiirtest kõrvale kaldunud ega satu vaatleja silma. Kuivsüsteemi objektiividel on tavaliselt pikk fookuskaugus ja need võimaldavad väikese (10x) või keskmise (40x) suurenduse.

Sukelläätsed ehk sukelläätsed on sellised läätsed, milles klaasi murdumisnäitaja lähedase murdumisnäitajaga vedel keskkond asetatakse esiläätse ja proovi vahele. Seedriõli kasutatakse tavaliselt sukelduskeskkonnana. Võite kasutada ka vett, glütseriini, läbipaistvaid õlisid, monobromonaftaleeni jne. Sel juhul luuakse objektiivi eesmise läätse ja preparaadi (preparaadi klaas - õli - läätseklaas) vahele homogeenne (homogeenne) keskkond. sama murdumisnäitaja. Tänu sellele sisenevad kõik kiired ilma murdumise või suuna muutmiseta läätse, luues tingimused ravimi parimaks valgustamiseks. Murdumisnäitaja väärtus (n) on vee puhul 1,33, seedriõli puhul 1,515 ja monobromonaftaleeni puhul 1,6.

Mikroskoopia tehnika

Mikroskoop ühendatakse elektrivõrku kasutades toitekaablit. Revolvri abil paigaldatakse kiirte teele ×10 suurendusega objektiiv. Kerge peatus ja revolvri vedru klõpsatus näitavad, et objektiiv on paigaldatud piki optilist telge. Kasutades jämedat teravustamisnuppu, langetage objektiiv 0,5–1,0 cm kaugusele.

Kuivade läätsedega töötamise reeglid.

Valmistatud preparaat asetatakse lavale ja kinnitatakse klambriga. Kuiva objektiivi × 10 abil vaadatakse mitut vaatevälja. Lava liigutatakse külgkruvide abil. Uurimiseks vajalik ravimiala asetatakse vaatevälja keskele. Tõstke toru üles ja liigutage revolvrit pöörates objektiivi suurendusega × 40, jälgides küljelt, kasutades makromeetrilist kruvi, langetage toru koos läätsega uuesti peaaegu seni, kuni see puutub kokku prooviga. Vaadake okulaari ja tõstke toru väga aeglaselt, kuni kuvatakse kujutise piirjooned. Täpne teravustamine toimub mikromeetri kruvi abil, pöörates seda ühes või teises suunas, kuid mitte rohkem kui üks täispööre. Kui mikromeetri kruvi pööramisel on tunda takistust, tähendab see, et selle käik on lõppenud. Sel juhul keerake kruvi üks või kaks täispööret vastassuunas, leidke pilt uuesti makromeetrilise kruvi abil ja jätkake tööd mikromeetrilise kruviga.

Kasulik on harjutada end mikroskoopia tegemisel hoidma mõlemad silmad lahti ja kasutama neid vaheldumisi, sest nii väsitab nägemine vähem.

Objektiivi vahetades ei tasu unustada, et mikroskoobi lahutusvõime sõltub objektiivi ava ja kondensaatori vahekorrast. Objektiivi numbriline ava × 40 suurendusega on 0,65 ja mittekasutatud kondensaatoril 0,95. Praktiliselt on võimalik neid omavahel vastavusse viia järgmise tehnikaga: pärast objektiiviga proovi teravustamist eemaldage okulaar ja katke läbi toru vaadates kondensaatori iirise diafragma, kuni selle servad muutuvad ühtlaselt nähtavaks. valgustatud objektiivi tagumine lääts. Sel hetkel on kondensaatori ja objektiivi arvulised avad ligikaudu võrdsed.

Sukelläätsega töötamise reeglid.

Preparaadile kantakse väike tilk immersiooniõli (soovitavalt fikseeritud ja värviline). Revolver pööratakse ja piki keskmist optilist telge paigaldatakse 100-kordse suurendusega sukellääts. Kondensaatorit tõstetakse üles, kuni see peatub. Kondensaatori iirisdiafragma avatakse täielikult. Küljelt vaadates langetage toru makromeetrilise kruviga, kuni lääts on õlisse sukeldatud, peaaegu seni, kuni lääts puutub kokku proovi slaidiga. Seda tuleb teha väga ettevaatlikult, et eesmine lääts ei liiguks ega saaks kahjustada. Nad vaatavad okulaari, pööravad väga aeglaselt makromeetrilist kruvi enda poole ja tõstavad läätse õlist tõstmata toru, kuni ilmuvad objekti kontuurid. Tuleb meeles pidada, et sukelläätse vaba töökaugus on 0,1–0,15 mm. Seejärel tehakse makromeetrilise kruvi abil täpne teravustamine. Ettevalmistamisel uuritakse mitmeid vaatevälja, liigutades lauda külgkruvidega. Pärast keelekümblusläätsega töötamise lõpetamist tõstke toru üles, eemaldage preparaat ja pühkige ettevaatlikult läätse eesmist läätse, esmalt kuiva pehme puuvillase salvrätikuga, seejärel sama salvrätikuga, kuid puhta bensiiniga kergelt niisutatud. Ärge jätke läätse pinnale õli, kuna see laseb tolmul settida ja võib aja jooksul kahjustada mikroskoobi optikat. Preparaat vabastatakse õlist esmalt filterpaberiga, seejärel töödeldakse klaasi bensiini või ksüleeniga.