Elena 3013

U ovom će se članku raspravljati o povećanju mikroskopa, mjernim jedinicama zadane vrijednosti, metodama vizualnog određivanja razlučivosti instrumenta. Također ćemo govoriti o standardnim parametrima ove vrijednosti i kako izračunati povećanje za određenu vrstu posla.

Najčešće su glavni parametri snage mikroskopa naznačeni na cijevi leće. Odvijte leću i pregledajte je. Možete vidjeti dva broja napisana kao razlomak. Prvi je povećanje, drugi je numerička blenda.

Otvor blende karakterizira sposobnost uređaja da prikupi svjetlost i dobije jasnu sliku. Također na leći može biti naznačena duljina tubusa i debljina pokrovnog stakalca potrebna za rad.

Sve o povećanju mikroskopa

Povećanje se mjeri u višekratnicima (x). Odnos sustava okular-objektiv u potpunosti određuje njegovu vrijednost. Umnožak povećanja okulara i objektiva govori nam o radnom povećanju koje ovaj mikroskop stvara. Očita je ovisnost ukupnog povećanja o povećanju leće. Power objektivi se dijele u sljedeće skupine:

Mali (ne više od 10x);

Srednje (do 50x);

Velika (više od 50x);

Iznimno velik (više od 100x).

Maksimalno povećanje objektiva za optički mikroskop je 2000x. Vrijednost okulara je obično 10x i rijetko se mijenja. Ali povećanje objektiva jako varira (od 4 do 100x i 2000x).

Prilikom odabira mikroskopa potrebno je razmotriti tko će na njemu raditi i koje maksimalno povećanje može biti potrebno. Primjerice, za dijete predškolske dobi dovoljno je 200x, školski i fakultetski mikroskopi imaju povećanje od 400-1000x. Ali uređaj za istraživanje trebao bi dati barem 1500-2000x. Ova vrijednost vam omogućuje rad s bakterijama i malim staničnim strukturama.

		Oksar.ru-Moskva	900 R
	Više ponuda

Rezolucija instrumenta

Što određuje jasnoću i kvalitetu slike koju daje mikroskop? Na to utječe razlučivost uređaja. Da biste izračunali ovu vrijednost, trebate pronaći kvocijent valne duljine svjetlosti i dvije numeričke aperture. Stoga je određena kondenzorom i objektivom mikroskopa. Podsjetimo, brojčana vrijednost otvora blende može se vidjeti na cijevi objektiva. Što je veća, to je bolja razlučivost uređaja.

Optički mikroskop ima granicu rezolucije od 0,2 mikrona. Ovo je minimalna udaljenost do slike kada se mogu razlikovati sve točke objekta.

Korisno povećanje mikroskopa

O korisnom povećanju govorimo kada oko istraživača u potpunosti koristi moć razlučivosti mikroskopa. To se postiže promatranjem objekta pod najvećim dopuštenim kutom. Korisno povećanje ovisi samo o numeričkom otvoru blende i vrsti leće. Kada se izračuna, numerička apertura se povećava za 500-1000 puta.

Suha leća (samo zrak između objekta i leće) stvara korisno povećanje od 1000x, tj. numerička apertura je 1.

Imerzijski objektiv (sloj imerzijskog medija između objekta i leće) stvara korisno povećanje od 1250x, tj. numerička apertura je 1,25.

Mutna ili nejasna slika ukazuje na to da je korisno povećanje veće ili manje od gornjih vrijednosti. Povećanje ili smanjenje postavljene vrijednosti značajno smanjuje rad mikroskopa.

U ovom smo članku govorili o glavnim karakteristikama optičkog mikroskopa i metodama za njihov izračun. Nadamo se da će vam ove informacije biti korisne pri radu s ovim složenim uređajem.

reci prijateljima

Proširenje sustava- važan čimbenik, koji se temelji na izboru jednog ili drugog mikroskopa, ovisno o rješenju potrebnih zadataka. Svi smo navikli da je kontrolu poluvodičkih elemenata potrebno vršiti na inspekcijskom mikroskopu s povećanjem od 1000x ili više, insekte možemo proučavati radom sa stereomikroskopom od 50x, a proučavali smo ljuske luka obojene jodom ili briljantno zeleno u školi na monokularnom mikroskopu, kada nam pojam povećanja još nije bio poznat.

Ali kako protumačiti koncept povećanja kada pred sobom imamo digitalni ili konfokalni mikroskop, a na objektivima su vrijednosti od 2000x, 5000x? Što to znači, hoće li povećanje od 1000x na optičkom mikroskopu proizvesti sliku sličnu digitalnom mikroskopu od 1000x? O tome ćete naučiti u ovom članku.

Sustav optičkog zumiranja

Kada radimo s laboratorijskim ili stereoskopskim mikroskopom, nije teško izračunati trenutno povećanje sustava. Potrebno je višestruko povećati povećanje svih optičkih komponenti sustava. Obično, u slučaju stereo mikroskopa, to je objektiv, bubanj za zumiranje ili povećalo i okulari.
U slučaju konvencionalnog laboratorijskog mikroskopa situacija je još jednostavnija - ukupno povećanje sustava = povećanje okulara pomnoženo s povećanjem leće instalirane u radnom položaju. Važno je zapamtiti da ponekad postoje specifični modeli mikroskopskih cijevi koji imaju faktor povećanja ili smanjenja (osobito uobičajeno za starije modele Leitz mikroskopa). Također, dodatne optičke komponente, bilo da se radi o koaksijalnom izvoru osvjetljenja u stereo mikroskopu ili srednjem adapteru kamere koji se nalazi ispod cijevi, mogu imati dodatni faktor povećanja.

Na primjer, stereo mikroskop s okularima od 10x, objektivom od 2x, zumom od 8x i koaksijalnom jedinicom osvjetljenja s faktorom od 1,5x imat će ukupno optičko povećanje od 10x2x8x1,5 = 240x.

U ovom slučaju optičko povećanje (G) treba shvatiti kao omjer tangensa kuta nagiba zrake koja je izašla iz optičkog sustava u prostor slike i tangensa kuta zrake koja je s njim konjugirana u prostor objekata. Ili omjer duljine segmenta koji tvori optički sustav slike, okomito na os optičkog sustava, i duljine samog segmenta

Geometrijski porast sustava

U slučaju kada sustav nema okulare, a uvećanu sliku oblikuje kamera na ekranu monitora, na primjer, kao na mikroskopu, treba prijeći na termin geometrijskog povećanja optičkog sustava.
Geometrijsko povećanje mikroskopa je omjer linearne veličine slike objekta na monitoru i stvarne veličine predmeta koji se proučava.
Vrijednost geometrijskog povećanja možete dobiti množenjem sljedećih vrijednosti: optičkog zooma objektiva, optičkog zooma adaptera kamere, omjera dijagonale monitora i dijagonale matrice kamere.
Na primjer, kada radimo na laboratorijskom mikroskopu s objektivom od 50x, adapterom za kameru od 0,5x, kamerom od 1/2,5” i prikazom slike na monitoru prijenosnog računala od 14”, dobit ćemo geometrijsko povećanje sustava = 50x0,5x (14/0,4) = 875x.
Iako će optičko povećanje u ovom slučaju biti jednako 500x u slučaju 10x okulara.

Digitalni mikroskopi, konfokalni profilometri, elektronski mikroskopi i drugi sustavi koji formiraju digitalnu sliku objekta na ekranu monitora rade s konceptom geometrijskog povećanja. Nemojte brkati ovaj koncept s optičkim zumom.

Rezolucija mikroskopa

Rašireno je pogrešno mišljenje da su razlučivost mikroskopa i njegovo povećanje međusobno povezani krutim odnosom – što je veće povećanje, to manje objekte možemo vidjeti u njemu. Ovo nije istina. po najviše važan faktor uvijek ostaje dopuštenje optički sustav. Uostalom, povećanje nerazriješene slike neće nam dati nove informacije o njoj.

Razlučivost mikroskopa ovisi o brojčanoj vrijednosti otvora objektiva, kao i o valnoj duljini izvora svjetlosti. Kao što vidite, u ovoj formuli ne postoji parametar povećanja sustava.

gdje je λ prosječna valna duljina izvora svjetlosti, NA je numerička apertura objektiva, R je rezolucija optičkog sustava.

Pri uporabi objektiva NA 0,95 na laboratorijskom mikroskopu s halogenim izvorom (prosječna valna duljina oko 500 nm) dobivamo rezoluciju od oko 300 nm.

Kao što se vidi iz kružni dijagram svjetlosni mikroskop, okulari povećavaju stvarnu sliku predmeta. Ako npr. povećamo povećanje okulara za 2 puta (ubacimo okulare 20x u mikroskop), tada će se ukupno povećanje sustava udvostručiti, ali će rezolucija ostati ista.

Važna nota

Pretpostavimo da imamo dvije mogućnosti za izradu jednostavnog laboratorijskog mikroskopa. Prvi je izrađen pomoću objektiva 40x NA 0,65 i okulara 10x. Drugi će koristiti objektiv 20x NA 0,4 s okularima 20x.

Povećanje mikroskopa u obje verzije bit će isto= 400x (jednostavno množenje povećanja objektiva i okulara). I ovdje rezolucija u prvoj opciji bit će veća, nego u drugom, jer je numerička apertura 40x objektiva veća. Osim toga, ne zaboravite na vidno polje okulara, u 20x ovaj parametar je 20-25% niži.

Moć razlučivosti mikroskopa karakterizira recipročna vrijednost granice linearne razlučivosti. Prema Abbeovoj teoriji difrakcije, granica linearne rezolucije mikroskopa, tj. minimalna udaljenost između točaka objekta koje su prikazane kao odvojene, određena je formulom

gdje je granica linearne rezolucije; valna duljina svjetlosti u kojoj se promatra; A je numerička apertura ili jednostavno otvor mikroskopa (mikroobjektiva).

Iz formule (324) proizlazi da je za povećanje rezolucije mikroskopa potrebno smanjiti valnu duljinu svjetlosti i povećati numeričku aperturu mikroskopa. Prva mogućnost ostvaruje se fotografiranjem proučavanih objekata u ultraljubičastom zračenju.

Otvor mikroskopa određuje se formulom

Druga mogućnost povećanja otvora je korištenje imerzijske tekućine postavljene između promatranog objekta i mikroobjektiva. Kao takva tekućina koristi se voda, cedrovo ulje, monobromnaftalen.

Da bi oko promatrača u potpunosti koristilo razlučivost mikroskopa, određenu formulom (324), potrebno je imati odgovarajuće prividno povećanje. Ako se dvije točke prednje žarišne ravnine optičkog sustava nalaze na linearnoj udaljenosti jedna od druge (sl. 157), tada

Riža. 157. Shema za određivanje korisnog povećanja mikroskopa

kutna udaljenost između tih točaka u prostoru slike

Promatračko oko će percipirati te točke kao odvojene ako kutna udaljenost između njih nije manja od kutne granice rezolucije oka

Iz formula (325), (324) i (317) slijedi da je prividno povećanje mikroskopa

Prema posljednjoj formuli može se odrediti minimalno prividno povećanje pri kojem će oko promatrača u potpunosti koristiti razlučivost mikroskopa. Ovo povećanje se naziva korisnim. Pri korištenju formule (326) treba imati na umu da je u mnogim slučajevima promjer izlazne zjenice mikroskopa. To dovodi do povećanja granice kutne razlučivosti oka da bismo dobili povećanje mikroskopa.

Povećati Povećanje mikroskopa definira se kao umnožak povećanja objektiva i povećanja okulara. Tipični istraživački mikroskopi imaju povećanje okulara od 10, a povećanje objektiva od 10, 45 i 100. Sukladno tome, povećanje takvog mikroskopa je od 100 do 1000. Neki od mikroskopa imaju povećanje do 2000. Čak i veće povećanje nema smisla jer se razlučivost ne poboljšava. Naprotiv, kvaliteta slike se pogoršava.

Formula za povećanje mikroskopa

Određuje se kvaliteta slike rezolucija mikroskopa, tj. najmanja udaljenost na kojoj optika mikroskopa može odvojeno razlikovati dvije blisko razmaknute točke. rezolucija ovisi o numeričkoj aperturi objektiva, kondenzatoru i valnoj duljini svjetlosti koja osvjetljava preparat. Numerička apertura (otvor) ovisi o kutnom otvoru i indeksu loma medija koji se nalazi između prednje leće objektiva i kondenzora i preparata.

Osim razlučivosti sustava, numerički otvor blende karakterizira omjer otvora blende leće: intenzitet svjetlosti po jedinici površine slike približno je jednak kvadratu NA. Vrijednost NA je oko 0,95 za dobar objektiv. Mikroskop je obično konstruiran tako da mu je ukupno povećanje oko 1000 NA.

Ograničenje razlučivosti- najmanja dist. Između dvije blisko razmaknute točke predmeta koje se mogu vidjeti pod mikroskopom (percipirane kao dvije točke).

Otvor (lat. apertura - rupa) u optici - karakteristika optičkog uređaja koja opisuje njegovu sposobnost da skuplja svjetlost i odupire se difrakcijskom zamućenju detalja slike. Ovisno o vrsti optičkog sustava, ova karakteristika može biti linearna ili kutna dimenzija. Među detaljima optičkog instrumenta u pravilu se posebno izdvaja tzv. dijafragma otvora, koja najjače ograničava promjere svjetlosnih zraka koje prolaze kroz optički instrument. Često ulogu takve dijafragme otvora ima okvir ili, jednostavno, rubovi jednog od optičkih elemenata (leće, zrcala, prizme).

Kutni otvor - kut između krajnjih zraka stožastog snopa svjetlosti na ulazu (izlazu) optičkog sustava.

Numerička apertura - jednak je umnošku indeksa loma sredstva između predmeta i leće i sinusa otvora kuta. Upravo ta vrijednost najpotpunije određuje ujedno i omjer otvora blende, moć razlučivosti objektiva mikroskopa. Da bi se povećala numerička apertura objektiva u mikroskopiji, prostor između objektiva i pokrovnog stakalca ispunjava se imerzijskom tekućinom.

kutak Otvor objektiva je najveći kut (AOB) pod kojim zrake koje su prošle kroz uzorak mogu ući u objektiv. Numerička apertura leće jednak je umnošku sinusa polovice kutnog otvora i indeksa loma medija koji se nalazi između predmetnog stakla i prednje leće objektiva. N.A. = n sinα gdje je N.A. - numerička apertura; n je indeks loma medija između preparata i objektiva; sinα - sinus kuta α jednak polovici kuta AOB u dijagramu.

Dakle, otvor blende suhih sustava (između prednje leće objektiva i preparat-zraka) ne može biti veći od 1 (obično ne veći od 0,95). Medij postavljen između preparata i objektiva naziva se imerzijska tekućina ili imerzija, a leća namijenjena za rad s imerzijskom tekućinom naziva se imerzija. Zahvaljujući uronjenosti s više visoka stopa loma od zraka, možete povećati numerički otvor leće, a time i razlučivost.

Numerička apertura leće su uvijek ugravirane na svojim okvirima.

Razlučivost mikroskopa ovisi i o otvoru kondenzora. Ako smatramo da je otvor kondenzora jednak otvoru leće, tada je formula rezolucije R=λ/2NA, gdje je R granica rezolucije; λ - valna duljina; N.A - numerička apertura. Iz ove formule se vidi da kada se promatra u vidljivom svjetlu (zeleni dio spektra - λ = 550nm), rezolucija (granica rezolucije) mikroskopa ne može biti > 0,2 μm

Uranjanje (od latinskog immersio - uranjanje) - tekućina koja ispunjava prostor između predmeta promatranja i posebnog imerziona leća(kondenzator i staklo). Uglavnom se koriste tri vrste imerzijskih tekućina: uranjanje u ulje (MI/Oil), uranjanje u vodu (VI/W) i uranjanje u glicerol (GI/Glyc), pri čemu se potonje uglavnom koristi u ultraljubičastoj mikroskopiji.

Imerzija se koristi u slučajevima kada je potrebno povećati rezoluciju mikroskopa ili zahtijeva njegova primjena tehnološki proces mikroskopija. Kada se to dogodi:

1. povećanje vidljivosti povećanjem razlike između indeksa loma medija i objekta;

2. povećanje dubine promatranog sloja, što ovisi o indeksu loma medija.

Osim toga, tekućina za uranjanje može smanjiti količinu zalutalog svjetla uklanjanjem odsjaja s predmeta. Time se eliminira neizbježan gubitak svjetlosti kada ona uđe u leću.

Lom svjetlosti - promjena smjera svjetlosnih zraka u sredstvu s prostorno promjenjivim indeksom loma n. Obično se izraz “R. S." koristi se u opisu širenja optičkih. zračenje u nehomogenim medijima s glatkom promjenom n od točke do točke (putanje svjetlosnih zraka u takvim medijima su glatko zakrivljene linije). Obično se naziva oštra promjena smjera zraka na granici između dva homogena medija s različitim n. lom svjetlosti. U bankomatu Optika, optika naočala tradicionalno koristi izraz "refrakcija". Budući da je atmosfera nehomogen medij, zbog R. s. dolazi do pomaka u prividnom položaju nebeskih tijela u odnosu na pravi, što se u astronomiji mora uzeti u obzir. R. s. u atmosferi također se mora uzeti u obzir pri geodetskim. mjerenja. R. s. je uzrok fatamorgana. R.-ov fenomen sa. omogućuje vizualizaciju optičkog nehomogenosti u krutim, tekućim i plinovitim medijima.

Refraktometar i ja ( od lat. refractus - prelomljen i grč. Metreo - mjerim) je metoda za proučavanje tvari, koja se temelji na određivanju indeksa (koeficijenta) refrakcije (refrakcije) i nekih njegovih funkcija. Refraktometrija (refraktometrijska metoda) služi za identifikaciju kemijskih spojeva, kvantitativnu i strukturnu analizu te određivanje fizikalno-kemijskih parametara tvari.

Indeks loma n je omjer brzina svjetlosti u susjednim medijima. Za tekućine i čvrste tvari n se obično definira u odnosu na zrak, a za plinove u odnosu na vakuum. Vrijednosti n ovise o valnoj duljini l svjetlosti i temperaturi, koje su naznačene redom u indeksu i superskriptu. Metode refraktometrije podijeljeni u dvije velike skupine: objektivne i subjektivne. Unatoč neospornoj prednosti objektivnih metoda, svaka objektivna studija u pravilu završava prilagodbom subjektivnim metodama Objektivne metode. Postoje dvije podskupine metoda objektivne refraktometrije:

1. Objektivno u odnosu na bolesnika i subjektivno u odnosu na liječnika. Primjer je skiaskopija, čiji se objektivni podaci mogu dobiti subjektivnom procjenom liječničkog skiaskopskog refleksa ispitanika. Cilj u odnosu na istraživanog i na istraživača, ostvaren pomoću refraktometrijskog stroja.

Polarizacija svjetlosti- fizički. optička karakteristika. zračenje, koje opisuje transverzalnu anizotropiju svjetlosnih valova, tj. neekvivalentnost dec. pravaca u ravnini okomitoj na svjetlosni snop. Stvorenja. vrijednost za P.-ovo razumijevanje str. imalo svoju manifestaciju u učincima svjetlosne smetnje a posebno činjenica da dvije svjetlosne zrake s međusobno okomitim ravninama polarizacije izravno ne interferiraju. P. s. pronađena priroda. objašnjenje u el.-mag. teorija svjetlosti, koju je 1865-73 razvio J. C. Maxwell (J. C. Maxwell), kasnije - u kvantnoj elektrodinamici.

Pojam polarizacija valova uveo je Malus u odnosu na transverzalne mehaničke valove

Za primanje polarizirane svjetlosti i njegovu detekciju, postoje posebni fizikalni uređaji, koji se u prvom slučaju nazivaju polarizatori, a u drugom analizatori. Obično imaju istu strukturu.Postoji nekoliko načina za dobivanje i analizu polarizirane svjetlosti.

1. Polarizacija polaroidima. Polaroidi su celuloidni filmovi presvučeni najtanjim slojem kristala nodkinin sulfata. Korištenje polaroida trenutno je najčešći način polarizacije svjetlosti.

2. Polarizacija kroz refleksiju. Ako prirodni snop svjetlosti padne na crnu poliranu površinu, tada je reflektirani snop djelomično polariziran. Kao polarizator i analizator može poslužiti ogledalo ili dosta dobro uglačano obično prozorsko staklo, jednostrano pocrnjeno asfaltnim lakom.Stupanj polarizacije je to veći što se pravilnije održava upadni kut. Za staklo je upadni kut 57°.

3. Polarizacija putem refrakcije. Svjetlosna zraka je polarizirana ne samo nakon refleksije, već i nakon

refrakcija. U ovom slučaju, hrpa se koristi kao polarizator i analizator.

10-15 tankih staklenih ploča zajedno, smještenih prema svjetlosnim zrakama koje padaju na njih pod kutom od 57 °.

Prizma Nikola (skr. Nicole) je polarizacijski uređaj koji se temelji na učincima dvoloma i potpunog unutarnjeg odraza.Nicolova prizma su dvije identične trokutaste prizme izrađene od islandskog špata zalijepljenog tankim slojem kanadskog balzama. Prizme se obrađuju tako da je kraj skošen pod kutom od 68° u odnosu na smjer propuštene svjetlosti, a stranice koje se lijepe čine s krajevima pravi kut. U ovom slučaju, optička os kristala ( AB) nalazi se pod kutom od 64° sa smjerom svjetlosti.

Puni polarizacijski otvor prizme je 29°. Značajka prizme je promjena smjera izlazne zrake tijekom rotacije prizme, zbog loma zakošenih krajeva prizme. Prizma se ne može koristiti za polarizaciju ultraljubičastog, budući da kanadski balzam apsorbira ultraljubičasto. Svjetlo proizvoljne polarizacije, prolazeći kroz kraj prizme, doživljava dvolom, dijeleći se na dvije zrake - obične, koje imaju horizontalnu ravninu polarizacije ( AO) i izvanredna, s vertikalnom ravninom polarizacije ( AE). Nakon toga obična zraka doživljava potpunu unutarnju refleksiju na veznoj ravnini i izlazi kroz bočnu plohu. Neobično slobodno izlazi kroz suprotni kraj prizme.

Brewsterov zakon - zakon optike, koji izražava odnos indeksa loma s takvim kutom pod kojim će svjetlost odbijena od sučelja biti potpuno polarizirana u ravnini okomitoj na ravninu upada, a lomljena zraka djelomično polarizirana u ravnini upada, a polarizacija lomljenog snopa dostiže maksimalnu vrijednost. Lako je ustanoviti da su u tom slučaju odbijena i lomljena zraka međusobno okomite. Odgovarajući kut naziva se Brewsterov kut.

Ovaj optički fenomen dobio je ime po škotskom fizičaru Davidu Brewsteru koji ga je otkrio 1815. godine.

Brewsterov zakon : , Gdje n 12 - indeks loma drugog medija u odnosu na prvi, θ Br je upadni kut (Brewsterov kut).

Kada se reflektira od jedne ploče pod Brewsterovim kutom, intenzitet linearno polarizirane svjetlosti je vrlo nizak (oko 4% intenziteta upadne zrake). Stoga, da bi se povećao intenzitet reflektirane svjetlosti (ili polarizirala svjetlost propuštena u staklo u ravnini paralelnoj s ravninom upada), koristi se nekoliko pričvršćenih ploča, presavijenih u stopu - Stoletov stopu. Lako je vidjeti što se događa na crtežu. Neka zraka svjetlosti padne na gornji dio stopala. Prva ploča će reflektirati potpuno polariziranu zraku (oko 4% izvornog intenziteta), druga ploča će također reflektirati potpuno polariziranu zraku (oko 3,75% izvornog intenziteta), i tako dalje. U ovom slučaju, zraka koja izlazi iz dna stopala bit će sve više polarizirana u ravnini paralelnoj s ravninom upada kako se dodaju ploče. Koncept totalna refrakcija Ima važnost za radio komunikacije: većina bič antena emitira točno vertikalno polarizirane valove. Stoga, ako val pogodi sučelje (zemlju, vodu ili ionosferu) pod Brewsterovim kutom, neće biti reflektiranog vala, a prema tome, neće biti ni kanala.

Malusov zakon - ovisnost intenziteta linearno polarizirane svjetlosti nakon prolaska kroz polarizator o kutu između ravnina polarizacije upadne svjetlosti i polarizatora, gdje je ja 0 - intenzitet svjetlosti koja pada na polarizator, ja je intenzitet svjetlosti koja izlazi iz polarizatora Svjetlost s različitom (nelinearnom) polarizacijom može se predstaviti kao zbroj dviju linearno polariziranih komponenti, na svaku od kojih je primjenjiv Malusov zakon. Prema Malusovom zakonu, intenziteti propuštene svjetlosti izračunavaju se u svim polarizacijskim uređajima, na primjer, u polarizacijskim fotometrima i spektrofotometrima. Dodatno se određuju gubici refleksije koji ovise o Malusovom zakonu i nisu uzeti u obzir.

Optički aktivne tvari , okruženja s prirodnim optička aktivnost. O.-a. V. dijele se na 2 vrste. U odnosu na 1. od njih su optički aktivni u bilo kojem stanju agregacije (šećer, kamfor, vinska kiselina), na 2. - aktivni su samo u kristalnoj fazi (kvarc, cinobarit). U tvarima 1. tipa optička aktivnost je posljedica asimetrične strukture njihovih molekula, 2. tipa - specifičnom orijentacijom molekula (iona) u jediničnim ćelijama kristala (asimetrija polja sila koje vežu čestice u kristalnoj rešetki). O. kristali - i. V. uvijek postoje u dva oblika - desno i lijevo; u ovom slučaju, rešetka desnog kristala je zrcalno simetrična rešetki lijevog i ne može se s njom prostorno kombinirati (tzv. enantiomorfni oblici, vidi sl. Enantiomorfizam). Optička aktivnost desnog i lijevog oblika O. - i. V. tip 2 imaju različite predznake (i jednaki su u apsolutnoj vrijednosti pod istim vanjskim uvjetima), pa se nazivaju optički antipodi (ponekad kristali O.-a. ).

Rotacija ravnine polarizacije svjetlo – objedinjeno zajedničkom fenomenološkom. manifestacija skupine učinaka koja se sastoji u rotaciji ravnine polarizacije transverzalni val kao rezultat interakcije s anizotropnim medijem. Naib. učinci povezani s V.p.p. su dobro poznati. svjetlosti, iako se slične pojave opažaju i u drugim područjima spektra e.-magn. valovima (osobito u mikrovalnom području), kao iu akustici, fizici elementarnih čestica itd. p.p. obično je posljedica razlike u koeficijentu. lom medija za dva cirkularno polarizirana (duž desne i lijeve kružnice) vala (tzv. kružna anizotropija) i opisuje se u općem slučaju aksijalnim tenzorom drugog ranga, koji povezuje aksijalni vektor kuta rotacija ravnine polarizacije s polarnim valnim vektorom . U mediju sa samo kružnom anizotropijom, linearno polarizirani val može se rastaviti na dva normalna kružno polarizirana vala jednake amplitude (vidi sl. Normalne fluktuacije), fazna razlika između kojih određuje azimut ravnine polarizacije zbrojnog vala U homogenim medijima s kružnom anizotropijom, kut V. p. Kružna anizotropija može biti prirodna (spontana, svojstvena mediju u neporemećenom stanju) ili umjetna, inducirana vanjskim udarac. U drugom slučaju, kružna asimetrija može biti posljedica asimetrije perturbirajućeg djelovanja ili kombiniranih svojstava simetrije medija i perturbacije

Kut rotacije. Snop svjetlosti može biti prirodan i polariziran. U prirodnom snopu svjetlosti oscilacije vektora događaju se slučajno.

Polarizirane zrake svjetlosti, pak, dijele se na linearno polarizirane, kada se oscilacije događaju u ravnoj liniji okomito na zraku; kružno polarizirana, kada kraj vektora opisuje krug u ravnini okomitoj na smjer snopa, i eliptično polarizirana, kod koje se oscilacije događaju duž elipse.

Ravnina u kojoj se javljaju oscilacije u ravno polariziranom snopu naziva se ravnina titranja.

Ravnina koja prolazi kroz smjer polariziranog snopa i okomita na ravninu titranja naziva se ravnina polarizacije.

Svjetlosni valovi mogu se polarizirati uz pomoć polarizacijskih uređaja (polaroid, turmalinska ploča, nikol i dr.).

Smjernice

Za proučavanje predmeta koji su mali i nerazaznaljivi golim okom, koriste se posebni optički instrumenti - mikroskopi. Ovisno o namjeni, razlikuju se: pojednostavljeni, radni, istraživački i univerzalni. Prema izvoru svjetlosti koji se koristi mikroskopi se dijele na: svjetlosne, luminescentne, ultraljubičaste, elektronske, neutronske, skenirajuće, tunelske. Dizajn bilo kojeg od navedenih mikroskopa uključuje mehaničke i optičke dijelove. Mehanički dio služi za stvaranje uvjeta za promatranje - postavljanje predmeta, fokusiranje slike, optički dio - za dobivanje uvećane slike.

Uređaj svjetlosnog mikroskopa

Mikroskop se naziva svjetlosni mikroskop jer omogućuje proučavanje predmeta u propuštenoj svjetlosti u svijetlom vidnom polju. Na (Sl. Vanjski pogled na Biomed 2) prikazan je opći pogled na mikroskop Biomed-2.

Mehanički dio mikroskopa sastoji se od postolja mikroskopa, postolja za pomični predmet i okretnog uređaja.

Fokusiranje na objekt provodi se pomicanjem pozornice objekta okretanjem gumba za grubo i fino podešavanje.

Grubo područje fokusiranja mikroskopa je 40 mm.

Kondenzor je postavljen na nosač i nalazi se između pozornice objekta i kolektorske leće. Njegovo kretanje se vrši okretanjem gumba za podešavanje visine kondenzatora. Opći obrazac prikazano je na (sl.???) Sabirnik s dvije leće s otvorom blende 1,25 osigurava osvjetljenje polja na predmetu pri radu s lećama s povećanjem od 4 do 100 puta.

Stol za objekte montiran je na nosač. Koordinirano kretanje pozornice, eventualno uz rotaciju ručica. Fiksaciju predmeta na stolu provode držači lijeka. Držači se mogu pomicati jedan u odnosu na drugi.

Koordinate objekta i količina pomaka broje se na ljestvicama podjeka 1 mm i nonijusa podjeka 0,1 mm. Raspon kretanja objekta u uzdužnom smjeru je 60 mm, u poprečnom smjeru - 40 mm. Kondenzator

Kondenzator

Mikroskop je opremljen priključkom za kondenzator s mogućnošću centriranja i pomicanja fokusa.

Mikroskop kao bazu koristi univerzalni kondenzator ugrađen u držač; kada se koristi ulje za uranjanje, numerička apertura je 1,25.

Prilikom podešavanja osvjetljenja, glatka promjena numeričke aperture snopa zraka koje osvjetljavaju preparat provodi se pomoću dijafragme otvora.

Kondenzator je ugrađen u držač kondenzatora u fiksnom položaju i pričvršćen vijkom za zaključavanje.

Vijci za centriranje kondenzora koriste se tijekom podešavanja osvjetljenja za pomicanje kondenzora u ravnini okomitoj na optičku os mikroskopa dok se slika graničnika polja centrira u odnosu na rubove vidnog polja.

Gumb za kondenzator gore-dolje, koji se nalazi na lijevoj strani nosača držača kondenzatora, koristi se za podešavanje osvjetljenja za fokusiranje na sliku dijafragme polja.

Svjetlosni filtri ugrađeni su u rotirajući prsten koji se nalazi na dnu kondenzatora.

Optički dio mikroskopa

Sastoji se od sustava osvjetljenja i promatranja. Sustav rasvjete ravnomjerno osvjetljava vidno polje. Sustav za promatranje dizajniran je za povećanje slike promatranog objekta.

Sustav rasvjete

Nalazi se ispod predmetne tablice. Sastoji se od kolektorske leće ugrađene u tijelo, koja je uvrnuta u rupu na bazi mikroskopa i uloška u koji je ugrađena lampa. Uložak sa lampom je ugrađen unutar baze mikroskopa. Napajanje iluminatora mikroskopa je iz AC mreže putem tropolnog kabela za napajanje spojenog utikačem na struju. Lampicu za osvjetljenje uključuje prekidač koji se nalazi na dnu mikroskopa.

Sustav promatranja

Sastoji se od objektiva, nastavka za monokular i okulara.

Leće

Objektivi su najvažniji, najvrjedniji i najkrhkiji dio mikroskopa. O njima ovisi povećanje, razlučivost i kvaliteta slike. Oni su sustav međusobno centriranih leća zatvorenih u metalni okvir. Na gornjem kraju okvira nalazi se navoj kojim se leća montira u ležište revolvera. Prednja (najbliža objektu) leća u leći naziva se prednja, jedina u leći koja proizvodi povećanje. Sve ostale leće objektiva nazivamo korekcijskim lećama i služe za otklanjanje nedostataka optičke slike.

Kada snop svjetlosnih zraka različitih valnih duljina prolazi kroz leće, dolazi do prelijevanja boje slike - kromatske aberacije. Nejednaki lom zraka na zakrivljenoj površini leće dovodi do sferne aberacije, koja nastaje zbog nejednakog loma središnje i periferne zrake. Rezultat je točkasta slika u obliku mutnog kruga.

Objektivi uključeni u komplet mikroskopa dizajnirani su za optičku duljinu cijevi od 160 mm, visinu od 45 mm i debljinu pokrovnog stakla preparata mm.

Objektivi s povećanjem većim od 10X opremljeni su opružnim okvirima koji štite preparat i prednje leće objektiva od oštećenja prilikom fokusiranja na površinu preparata.

Na tuljcu leće, u skladu s povećanjem, može se postaviti prsten u boji, kao i:

• numerička apertura;
• duljina optičke cijevi 160;
• debljina pokrovnog stakalca 0,17, 0 ili －";
• vrsta uranjanja - ulje ULJE (MI) ili voda VI;

Objektivi s oznakom 0,17 namijenjeni su samo pregledu preparata s pokrovnim stakalcima debljine 0,17 mm. Objektivi označeni s 0 namijenjeni su samo pregledu preparata bez pokrovnih stakala. Objektivi malog povećanja (2,5 - 10), kao i imerzijski objektivi, mogu se koristiti u proučavanju preparata i s pokrovnim stakalcem i bez njega. Ovi objektivi su označeni sa －.

Okulari

Okular mikroskopa sastoji se od dvije leće: očne (gornje) i skupne (donje). Između leća nalazi se dijafragma. Dijafragma zadržava bočne zrake, a propušta one blizu optičke osi, što pojačava kontrast slike. Svrha okulara je povećanje slike koju proizvodi leća. Okulari imaju izvorna povećanja od ×5, ×10, ×12,5, ×16 i ×20 kao što je naznačeno na okviru.

Izbor okulara ovisi o korištenom setu leća. Pri radu s akromatima leća, ahrostigmatima i akrofluorima preporučljivo je koristiti okulare s linearnim vidnim poljem ne većim od 20 mm, s planakromatima i planokromatima leća - okulare s linearnim vidnim poljem 20; 22 i 26,5 mm.

Dodatno, mikroskop se može opremiti okularom WF10/22 sa skalom; vrijednost podjele ljestvice 0,1 mm.

Karakteristike mikroskopa

Povećanje mikroskopa

Glavne karakteristike mikroskopa uključuju povećanje i rezoluciju. Ukupno povećanje koje daje mikroskop definira se kao umnožak povećanja objektiva i povećanja okulara. Međutim, povećanje ne karakterizira kvalitetu slike, može biti jasno i nejasno. Jasnoću dobivene slike karakterizira razlučivost mikroskopa, tj. najmanju veličinu predmeta ili njihovih detalja koji se mogu vidjeti ovim uređajem.

Ukupno povećanje G mikroskopa tijekom vizualnog promatranja određeno je formulom: G = βok × βok, gdje je:

βob - povećanje leće (označeno na leći); βok - povećanje okulara (označeno na okularu).

Promjer polja promatranog u objektu, Dob mm, određen je formulom: Add \u003d Dok × βob. Dock - promjer okularnog vidnog polja (označeno na okularu) mm. Izračunate vrijednosti povećanja mikroskopa i promjera promatranog polja na objektu dane su u tablici 3.

• Neobavezno

Rezolucija mikroskopa

Moć razlučivosti mikroskopa određena je minimalnom udaljenošću (razlučivosti) između dvije točke (ili dva najfinija poteza) vidljive odvojeno, a izračunava se formulom

D=λ/(A1+A2) , gdje je d minimalna (dopuštena) udaljenost između dvije točke (crtice); λ je valna duljina korištene svjetlosti; A1 i A2 su numerička apertura objektiva (označena na njegovom okviru) i kondenzora.

Razlučivost (tj. smanjiti apsolutnu vrijednost d jer su to recipročne vrijednosti) možete povećati na sljedeće načine: osvijetliti objekt svjetlom kraće valne duljine λ (primjerice ultraljubičastim ili kratkovalnim zrakama), koristiti leće s većim otvorom blende A1, ili povećajte kondenzor otvora blende A2.

Radna udaljenost objektiva

Mikroskopi se isporučuju s četiri uklonjive leće s vlastitim povećanjima od 4×, 10×, 40× i 100×, naznačenim na metalnom okviru. Povećanje leće ovisi o zakrivljenosti glavne prednje leće: što je veća zakrivljenost, to je kraća žarišna duljina i veće je povećanje. To se mora zapamtiti tijekom mikroskopiranja - što je veće povećanje leće, to je manji slobodni radni razmak i što je niže treba spustiti iznad ravnine preparacije.

Uranjanje

Sve leće se dijele na suhe i imerzijske, odnosno potopne. Suha je takva leća, između koje prednje leće i dotičnog preparata ima zraka. U tom slučaju, zbog razlike u indeksu loma stakla (1,52) i zraka (1,0), dio svjetlosnih zraka se odbija i ne ulazi u oko promatrača. Leće suhog sustava obično imaju velike žarišne duljine i daju malo (10×) ili srednje (40×) povećanje.

Imerzijske ili potopne leće su takve leće, između čije se prednje leće i preparata nalazi tekući medij s indeksom loma bliskim onom stakla. Ulje pinjola obično se koristi kao medij za uranjanje. Također možete koristiti vodu, glicerin, prozirna ulja, monobromnaftalen itd. U tom slučaju se između prednje leće objektiva i objektiva ugrađuje homogeni (homogeni) medij (preparacijsko staklo - ulje - staklo objektiva) s istim indeksom loma. priprema. Zbog toga sve zrake, bez loma i bez promjene smjera, ulaze u leću, stvarajući uvjete za najbolje osvjetljenje preparata. Vrijednost (n) indeksa loma je 1,33 za vodu, 1,515 za cedrovo ulje i 1,6 za monobromonaftalen.

Tehnika mikroskopiranja

Mikroskop je spojen na električnu mrežu pomoću strujnog kabela. Revolverom se u tok zraka postavlja leća povećanja ×10. Lagano zaustavljanje i zvuk škljocanja revolverske opruge pokazuju da je leća postavljena duž optičke osi. Gumb za grubo fokusiranje spušta leću na udaljenost od 0,5 - 1,0 cm od pozornice.

Pravila za rad sa suhim lećama.

Pripremljeni preparat postavlja se na predmetni stol i fiksira stezaljkom. Korištenjem suhe leće s povećanjem ×10 gleda se nekoliko vidnih polja. Predmetni stol se pomiče pomoću bočnih vijaka. Mjesto pripreme potrebnog za studiju postavljeno je u središte vidnog polja. Tubus se podiže i leća se okretanjem revolvera pomiče s povećanjem ×40, promatrajući sa strane, tubus s lećom se ponovo spušta makrometrijskim vijkom gotovo do kontakta s preparatom. Gledajte u okular, vrlo polako podižite tubus dok se ne pojave konture slike. Točno fokusiranje provodi se uz pomoć mikrometrijskog vijka, okrećući ga u jednom ili drugom smjeru, ali ne više od jednog punog okreta. Ako se tijekom okretanja mikrometarskog vijka osjeti otpor, tada je njegov tijek završen do kraja. U tom slučaju okrenite vijak jedan ili dva puna kruga u suprotnom smjeru, ponovno pronađite sliku pomoću makrometarskog vijka i nastavite s radom s mikrometarskim vijkom.

Korisno je naviknuti se držati oba oka otvorena tijekom mikroskopiranja i koristiti ih naizmjenično, jer će to pogoršati vid.

Pri mijenjanju objektiva ne treba zaboraviti da rezolucija mikroskopa ovisi o omjeru otvora objektiva i kondenzora. Numerička apertura objektiva s povećanjem ×40 je 0,65, neuronjenog kondenzora 0,95. Praktično ih je moguće uskladiti sljedećom metodom: nakon fokusiranja preparata s objektivom treba izvaditi okular i, gledajući u tubus, pokriti irisnu dijafragmu kondenzora sve dok njezini rubovi ne postanu vidljivi na rubu ravnomjerno osvijetljene stražnje leće objektiva. U ovoj će točki numerički otvori kondenzora i objektiva biti približno jednaki.

Pravila za rad s imerzijskom lećom.

Na preparat (po mogućnosti fiksiran i obojen) nanese se mala kap imerzijskog ulja. Revolver se okreće, a duž središnje optičke osi postavlja se imerzijski objektiv s povećanjem od 100×. Kondenzator se podiže do graničnika. Iris dijafragma kondenzatora je potpuno otvorena. Gledajući sa strane, tubus se spušta makrometrijskim vijkom sve dok leća ne bude uronjena u ulje, gotovo dok leća ne dođe u dodir s predmetnim stakalcem. To morate učiniti vrlo pažljivo kako se prednja leća ne bi pomaknula i oštetila. Gledaju u okular, vrlo polako okreću makrometrijski vijak prema sebi i, ne dižući leću iz ulja, podižu tubus dok se ne pojave konture predmeta. Treba imati na umu da je slobodna radna udaljenost u imerzijskom objektivu 0,1 - 0,15 mm. Zatim se fino fokusiranje vrši makrometrijskim vijkom. Razmotrite nekoliko vidnih polja u pripremi, pomičući stol s bočnim vijcima. Po završetku rada s imerzijskim objektivom, cijev se podiže, uklanja se preparat i pažljivo se briše prednja leća objektiva najprije suhom mekom pamučnom krpom, zatim istom krpom, ali malo navlaženom čistim benzinom. Ne ostavljajte ulje na površini leće, jer doprinosi taloženju prašine i može dovesti do oštećenja optike mikroskopa tijekom vremena. Droga se oslobađa od ulja najprije komadićem filter papira, zatim se staklo tretira benzinom ili ksilolom.