Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Основные хаактеристики микроскопа



Морфометрия.

 

Морфометрия включает совокупность приемов и методов определения геометрических характеристик исследуемых объектов. В качестве объектов могут быть использованы изображения гистологических препаратов (срезов, мазков, отпечатков) а также микрофотографии. Измерение числа структур, их площадей, диаметров, периметров и других показателей производится с помощью специальных сеток, курвиметра, метода вычисления весовых соотношений путем взвешивания. Измерения микроструктур в световых микроскопах производят с помощью окуляр-микрометра или вышеуказанных сеток, вставляемых в окуляр микроскопа. Морфометрия электронно-микроскопических изображений является разновидностью морфометрии, где измерение геометрических характеристик производят также с помощью сеток непосредственно на экране электронного микроскопа либо на электронных микрофотографиях.

Рассмотрим некоторые примеры морфометрических исследований гистологических структур.

1.Измерение микроструктур с помощью окуляр-микрометра. На предметный столик микроскопа устанавливают объект-микрометр. Под микроскопом определяют число делений объект-микрометра, соответствующих числу делений окулярной измерительной линейки (окуляр-микрометра). После чего, пользуясь шкалой окуляр-микрометра, производят измерение объектов.

2.измерение микроструктур с помощью морфометрических сеток. Морфометрические сетки используются для планиметрических (измерение площадей структур) и стереометрических (определение объемов компонентов структур от общего объема) исследований. Например, можно использовать сетку, состоящую из линий постоянной длины, расположенных на равном расстоянии друг от друга таким образом, что получается сетка из равносторонних треугольников.

 

 


Гистологическая техника.

Гистологические объекты (препараты) могут быть представлены фиксированными (мертвыми) или живыми клетками и тканями, для приготовления которых применяют различные методы исследования.

 

Приготовление препаратов фиксированных клеток и тканей.

Процесс приготовления гистологического среза для световой и электронной микроскопии включает следующие основные этапы:

1)взятие материала и его фиксация; 2)уплотнение материала; 3)приготовление срезов; 4)окрашивание или контрастирование срезов; 5)заключение срезов в канадский бальзам или другие прозрачные среды (только для световой микроскопии).

Фиксация – воздействие химическими или физическими агентами (формальдегид, спирт, замораживание) вызывающее процесс необратимой коагуляции белков и прекращающее процессы жизнедеятельности. Выбор способа и длительности фиксации зависит от задач исследования и особенностей объектов исследования (проницаемость тканей для различных фиксаторов неодинакова). После применения некоторых фиксаторов (формалин, сулема) материал нужно промыть в воде, затем удалить воду с помощью спиртов возрастающей крепости (от 60º до 100º).



Уплотнение материала производят либо путем замораживания, либо путем пропитывания специальными затвердевающими средами – парафином, целлоидином (для световой), синтетическими смолами (для электронной микроскопии). Для лучшего проникновения этих уплотнителей в клетки и ткани используются растворители (ксилол, эфир).

Приготовление срезов (парафиновых и целлоидных) производят с помощью специальных приборов – микротомов, из замороженных кусочков – с помощью криотомов. (в криостатах). Парафиновые, целлодиные и замороженные срезы имеют толщину 4 -20 мкм, полутонкие – 1-2 мкм, ультратонкие 400-800нм. Срезы толщиной 4- 20 мкм готовят на санных или ротационных микротомах, полутонкие и ультратонкие – на ультрамикротомах с использованием стеклянных ножей. Для быстрого получения срезов (экспресс-гистологическая диагностика) используют замораживающий микротом и криостат.

Окрашивание срезов позволяет выявлять разнообразные микроструктуры клеток и тканей, повышать их контрастность. Микроструктуры, отличающиеся по своим физико-химическим свойствам, по-разному воспринимают красители, среди которых различают основные, кислые и нейтральные.

Основные красители - красящие солиоснований (метиленовый синий, азуры, тионин.), связываясь с кислотными соединениями гистологических структур, вызывают их окрашиванием в цвета синего. Структуры, воспринимающие основные красители, называют базофильными.



Кислые красители (цикриновая кислота, эритрозин, оранж) связываясь с основными соединениями гистологических структур, вызывают их контрастирование окрашиванием в цвета красителя (красного, желтого, оранжевого, зеленого). Интенсивность окрашивания зависит от условий фиксации и количества прореагировавшего с красителем вещества. Структуры, воспринимающие кислые красители, называют оксифильными.

Нейтральные красители содержат как основные, так и кислые красящие компоненты. Структуры, воспринимающие нейтральные красители, называют нейтрафильными.

Импрегнация – метод выявления структур клеток и тканей, основанный на различной их способности удерживать или восстанавливать соли тяжелых металлов (серебро, свинец, осмий, золото).

Заключение срезов позволяет длительное время сохранять препарат, его окраску, прозрачность и структуру. Обычно срезы заключают в канадский бальзам, предварительно произведя обезвоживание в спиртах возрастающей крепости. Иногда препараты заключают в водорастворимые среды (глицерин, желатин или их смесь).

В качестве примера рассмотрим последовательность операций для получения парафиновых срезов и их окраски гематоксилин-эозином.

 

 

Схема №1.

Подготовка гистологического материала и приготовление парафиновых срезов.

1. фиксация небольших кусочков (0,5-1 см³) органов в 10% формалине – 24 часа.

2. промывание кусочков в воде – 24 часа.

3. заливка в парафин:

-обезвоживание кусочков проводкой по спиртам возрастающей крепости – 60,70,96, 100, 100 градусов (в зависимости от характера материала от нескольких часов до 1 суток в каждом)

-выдерживание в смеси равных частей 100 спирта и ксилола – 1,5-3 часа.

- в первом чистом ксилоле -1,5-3ч.

-во втором чистом ксилоле -1,5-3ч

- в насыщенном растворе парафина в ксилоле – 2ч. (в термостате при 37 градусах)

- в первом чистом парафине -1,5-2ч (в термостате 54-56 градусов)

- во втором парафине (содержащем 2-5% пчелиного воска)-1,5-2ч (в термостате 54-56 градусов)

- заливка материала парафином в бумажные или металлические формочки

-охлаждение в воде

-наклеивание на деревянные кубики и хранение на воздухе.

4) Получение срезов:

-получение на санном микротоме срезов толщиной 4-6 мкм

- помещение срезов на предметные стекла в каплю дистилированной воды и расправление их при легком подогревании на специальном столике (избыток воды убирается фильтровальной бумагой(

- помещение предметных стекол со срезами на лотки и высушивание их при температуре 37 градусов.

Применяют также другие методы заливки, например заливку в целлоидин.

 

Схема №2

Окрашивание парафиновых срезов гематоксилин-эозином.

 

1. Депарафинирование

1)удаление парафина из срезов в тех порциях ксилола - по 3-5 мин в каждом;

2)удаление из срезов ксилола с помощью 100º спирта -2-3 мин;

3) удаление из срезов спирта путем проведения по спиртам снижающихся крепостей – 96 и 70 градусов по 2-3 мин в каждом, и затем помещения в дистиллированную воду на 1-2 мин.

2.Окрашивание срезов:

1)помещение среза в водный раствор гематоксилина – 2-3 мин.

2)>> в водопроводную воду-5-10мин;

3)>>в дистиллированную воду -2-5 мин;
4)>>в водный раствор эозина -0,5-1 мин;

5)>> в дистиллированную воду-0,5-1 мин;

3.Обезвоживание срезов и заключение в бальзам:

1)обезвоживание срезов в 70º, а затем в 96º спиртах по 1-2 мин в каждом;

2)просветление срезов в ксилоле -2мин;

3)заключение срезов в бальзам;

4) помещение стекол со срезами на лотки для просушивания в термостате.

 

 

Приготовление препаратов для цито- и гистохимических исследований.

 

Цито - и гистохимические методы исследования позволяют выявить в микроструктурах различные вещества – белки, жиры, углеводы, ферменты, нуклеиновые кислоты, витамины, минеральные вещества. Фиксаторы и красители выбираются в соответствии с тем, какие химические компоненты необходимо выявить.

Наиболее часто возникает необходимость выявления ДНК и РНК (методы Фельгина и Эйнарсона) гликогена - ШИК-реакция, окислительных ферментов и др. В специальных руководствах по гистологии дается описание многочисленных методов. Приведем примеры различных способов выявления ДНК и РНК.

 

Схема №3.

Выявление ДНК с помощью реакции Фельгена.

 

1.споласкивание депарафинированных срезов в 1 N HCl.

2.помещение для гидролиза в 1 N HCl на 3-8 мин (продолжительность гидролиза зависит от фиксатора) в термостате при 60º

3.быстрое ополаскивание в 1 N HCl и затем в дистиллированной воде

4.перенесение на реактив Шиффа на 0,5-1 час

5.споласкивание на трех порциях свежеприготовленного раствора бисульфита/

6.споласкивание в воде

7.докрашивание 0,5%раствором прочного зеленого-0,5- 1мин

8.обезвоживание в спиртах возрастающей концентрации.

9.просветление в ксилоле

10.заключение в бальзам.

 

 

Схема №4.

Метод выявления ДНК и РНК акридиновым оранжевым.

 

1. нанесение на срезы 0,1% раствора акридинового оранжевого в дистиллированной воде – 15 мин

2.удаление красящего раствора фильтровальной бумагой и нанесение на срезы забуференного раствора Кребса-Рингера.

3.исследование срезов на люминесцентном микроскопе. При этом ДНК флюоресцирует зеленым светом, а РНК- красным.

 

 

Схема №5.

Окрашивание срезов метиловым зеленым-пиронином.

 

1. депарафинирование срезов (см схему №2)

2. окрашивание раствором метилового зеленого-пиронина – 10-30 мин

3.быстрое (в течение нескольких секунд) промывание в дистиллированной воде

4. высушивание срезов фильтровальной бумагой

5. быстрое обезвоживание в ацетоне

6.быстрое споласкивание в смеси, состоящей из равных количеств ацетона и ксилола

7.просветление в двух порциях чистого ксилола.

8. заключение в бальзам.

При этом ядра окрашиваются в зеленый или сине-зеленый цвет, а РНК цитоплазмы – в красный.

 

Приготовление препаратов (объектов)

для прижизненного изучения клеток и тканей.

Объектами прижизненного изучения могут служить тканевые пленки (брыжейка, плавательная перепонка лягушки), клетки крови, клетки в культуре тканей. При суправитальном исследовании клетки помещают на предметное стекло в каплю физиологического раствора или специальной питательной среды, накрывают покровным стеклом и изучают под микроскопом.

Прижизненные исследования требуют применения специальных методик микрокопирования без использования красителей: фазовоконтрастная, темнопольная, поляризационная, ультрафиолетовая микроскопия. Примером суправитального окрашивания может служить окрашивание бриллианткрезиловым синим ретикулоцитов крови, которое широко используется в клинике в качестве диагностического теста для оценки интенсивности кроветворения.

 

Сема №6.

Суправитальное окрашивание ретикулоцитов.

 

1. поверхность тщательно вымытого предметного стекла покрывается слоем красителя(1% водного раствора бриллианткрезилового синего в 100ºспирте) и высушивается на воздухе.

2.на предметное стекло со слоем красителя наносится капля крови и с помощью покровного стекла приготовляется мазок.

3. мазок сразу помещается во влажную камеру (хорошо закрытую чашку Петри, обложенную влажной фильтровальной бумагой)
4.мазок извлекается из чашки Петри и высушивается на воздухе.

5. мазок исследуется под микроскопом и при этом обнаруживается, что эритроциты окрасились в сине-фиолетовый цвет, а в отдельных эритроцитах (ретикулоцитах) видна зернистая субстанция.

 

 


Лабораторные приборы.

 

Лабораторные оптико-механические приборы образуют самую обширную группу приборов, различных как по назначению, так и по принципу действия оптических систем.

В первом разделе даны описания и расчётные соотношения основных оптических систем (микроскоп, зрительная труба, коллиматор, автоколлиматор, интерферометр и др.), образующих элементарную базу многих оптико-механических приборов, а также имеющих самостоятельное применение.

С таких же общих позиций рассмотрены отсчётные устройства лабораторных приборов.

В особую группу выделены спектральные приборы, теория которых имеет специфику.

Основное внимание уделено оптико-механическим приборам, которые находят самое широкое применение в научных исследованиях и производстве при проведении высокоточных измерений линейных и угловых величин, формы и шероховатости поверхностей, качества оптического стекла, фотометрических величин и др.

Освещены современные достижения и пути дальнейшего совершенствования лабораторных оптико-механических приборов.

 

Микроскопы.

 

Основные хаактеристики микроскопа.

 

Микроскоп является сложной системой, предназначенной для наблюдения близко расположенных объектов с большим увеличением и большой разрешающей способностью.

На расчётной (эквивалентной) схеме микроскопа (рис. 1.1) показано взаимное расположение главных плоскостей и фокусов объектива, окуляра и всего микроскопа.

Объект (препарат) у находится на некотором расстоянии от переднего фокуса объектива. Объектив образует действительное увеличенное и перевёрнутое изображение у´ препарата в плоскости, совпадающего с передней фокальной плоскостью окуляра.

Окуляр действует подобно лупе и образует вторично увеличенное мнимое и прямое изображение у", удалённое в бесконечность.

 

 

Это означает, что препарат находится в переднем фокусе сложной лупы-микроскопа. В результате микроскоп даёт сильно увеличенное перевёрнутое изображение препарата.

На эквивалентной схеме даны обозначения величин, входящих в расчётные формулы микроскопа. Расстояние от заднего фокуса окуляра, обозначенное Δ, называют оптической длиной тубуса микроскопа.

Под видимым увеличением микроскопа понимают отношение размера изображения препарата на сетчатке глаза, образованное при наблюдении через микроскоп, к размеру изображения того же препарата, полученному на сетчатке при наблюдении невооружённым глазом с расстояния наилучшего зрения:

 

Это наиболее употребительное выражение для определения общего увеличения микроскопа, которое равно произведению увеличения объектива на увеличение окуляра.

Светосилу микроскопа определяет конус лучей, который выходит из осевой точки препарата и опирается на наименьшую оправу или диафрагму, называемую апертурной диафрагмой. Половина угла при вершине этого конуса называется апертурным углом σА (см. рис. 1.1). Величина А=n sin σА называется числовой апертурой.

Изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов называется входным зрачком, а в пространстве изображений- выходным зрачком. В микрообъективах выходным зрачком служит оправа одной из последних линз или специальная диафрагма. В обоих случаях можно считать, что выходной зрачок микрообъектива Dвых. об. Совпадает с его задней фокальной плоскостью (см.ри.1.1), а входной зрачок объектива (и всего микроскопа) находится в бесконечности. Выходной зрачок микроскопа Dвых есть изображение выходного зрачка объектива, образованное окуляром.

Выходной зрачок микроскопа связан с увеличением и числовой апертурой следующей зависимостью:

Из этой формулы следует, что микроскопы большого увеличения имеют малые выходные зрачки, значительно меньше зрачка глаза. Например, при выходной зрачок Dвых=0,5 мм. Это значит, что для получения достаточной освещённости на сетчатке глаза препарат должен быть довольно сильно освещён. Кроме того, дифракция света на структурных неоднородностях глаза в пределах малого зрачка ухудшает качество изображения.

Поле зрения микроскопа ограничивает полевая диафрагма Dп, которая установлена в плоскости промежуточного изображения (см. рис. 1.1). Линейное поле зрения определяется величиной предмета, изображение которго заполняет полевую диафрагму. Это поле равно

Диаметр полевой диафрагмы зависит от качественного поля зрения окуляра 2ω´ и его фокусного расстояния. Для средних окуляров этот диаметр составляет 13…18 мм. Благодаря наличию полевой диафрагмы края изображения в микроскопе резко ограничены, а плоскость изображения равномерно освещена (нет виньетирования наклонных пучков).

Глубина резкого изображения складывается из трёх величин: аккомодационной, геометрической и волновой.

В процессе наблюдения объёмного предмета глаз непрерывно аккомодирует и просматривает разные по глубине участки предмета. Создаётся впечатление, что весь предмет виден одновременно резким. Если глаз аккомодирует с бесконечности до 250 мм, то резкими видны детали предмета, лежащие между передней фокальной плоскостью микроскопа и плоскостью, удалённой от фокуса на расстояние Так. Эта глубина предмета Так и называется аккомодационной глубиной:

Пусть глаз аккомодирован на бесконечность. Тогда на сетчатке глаза резко изображены только те точки предмета, которые находятся в передней фокальной плоскости микроскопа. Точки, находящиеся дальше или ближе фокальной плоскости, изображается на сетчатке в виде кружочков рассеяния. Если угловой размер кружков рассеяния не превышает разрешающей способности глаза ε, то соответствующие точки предмета кажутся резкими, а расстояние между ними называют геометрической глубиной:

Образование изображения предмета световыми пучками есть сложный процесс интерференции лучей в некотором пространстве, а не одной плоскости, причём этот процесс сопровождается обязательным ограничение пучков и проявлением дифракции света. Волновую глубину считают равной

 

Окончательно полная глубина резкого изображения

 

 

Разрешающей способностью микроскопа называют наименьшее линейное расстояние δ между двумя точками объекта, которые видны в микроскоп раздельно. Разрешающая способность зависит от способа освещения, длины волны λ и апертуры объектива. Если апертура осветителя равна апертуре объектива, то разрешающая способность достигает значения

 

Нормальным увеличением микроскопа называют такое увеличение, при котором его разрешающая способность полностью используется глазом. Нормальное увеличение микроскопа связано с разрешающей способностью микроскопа δ и разрешающей способностью глаза ε соотношением:

 

Подставив в формулу (1.9) значение и ε=0,0003 рад, а также приняв λ=0,6 мкм, получим

 

 

Увеличение меньше не даёт возможности различить те детали объекта, которые разрешить объективом, но слишком мелки для разрешения глазом (предел разрешения определяет глаз).

Увеличение больше не позволяет выявить новых деталей объекта (предел разрешения определяет объектив), но позволяет наблюдать эти детали под углом больше 1´. Такое повышения угла ε до 2…4´ следует считать полезным, так как у большинства биологических препаратов контраст мал и разрешающая способность ε=1´ в таких условиях не достигается. По этой причине полезным увеличением микроскопа считается такое значение, которое в 2…4 раза превышает нормальное:

 

 

Увеличение больше 1000 А не только бесполезно, но скорее вредно, так как при нём выходной зрачок микроскопа настолько мал, что качество изображения заметно ухудшается.

 

ОБЪЕКТИВЫ МИКРОСКОПОВ.

 

Современные микрообъективы достигли высокой степени совершенства: числовая апертура их близка к предельной, разрешающая способность в центре поля мало отличается от теоретической.

Объектив и окуляр микроскопа участвует в создании изображения неодинаково. Объектив- наиболее сложная и ответственная часть микроскопа- действует в широких пучках (с большой апертурой), но с малым наклоном этих пучков к оптической оси (малое поле). При расчёте объективов и окуляров это различие проявляется в коррекции соответствующих аберраций.

К аберрациям широкого пучка относятся сферическая аберрация, кома и хроматизм положения; к полевым аберрациям- астигматизм, кривизна изображения, дисторсия и хроматизм увеличения.

Микрообъектив- система апланатическая. Это означает, что для пары сопряжённых точек на оси устранена сферическая аберрация и выполнено условие синусов. Таких апланатических точек для каждого объектива только две, поэтому любые нарушения расчётного положения объекта и изображения приводят к ухудшению коррекции аберраций.

Объективы микроскопов делятся:

1) по степени коррекции аберраций: ахроматы, полуахроматы (флюоритовые), апохроматы, монохроматы, планахроматы и планапохроматы;

2) по длине тубуса микроскопа: а) 160 мм для проходящего света с покровным стеклом толщиной 0,17 мм и более; б) 190 мм для отражённого света без покровного стекла; в) тубус- бесконечность для проходящего и отражённого света;

3) по свойствам иммерсии: безыммерсионные (сухие0 и иммерсионные (масляная, водная, глицериновая и другие иммерсии);

4) по оптическому устройству: линзовые, зеркальные и зеркально-линзовые;

5) по апертуре и увеличению (деление условное): а) слабые А≤0,2 и β≤10×; б) средние А≤0,65 и β≤40×; в) сильные А>0,65 и β>40×.

 

У объективов-ахроматов соблюдено условие апланатизма и уничтожен хроматизм положения для двух цветов. Астигматизм внеосевых точек поля зрения не превышает допустимой величины (-4 дптр). Остаётся неисправленным вторичный спектр.

 

Слабые ахроматы с апертурой 0,1…0,15 обычно состоят из одного компонента, склеенного из двух линз. Ахроматы с апертурой до 0,2 имеют два ахроматических компонента. Для увеличения апертуры до 0,3 вводится плосковыпуклая фронтальная линза. Эта фронтальная линза определяет фокусное расстояние объектива, а остальные линзы исправляют аберрации ее плоской и сферической поверхностей. Аберрации плоской поверхности в сильных объективах устраняют применением иммерсии.

Иммерсионные объективы-ахроматы больших увеличений, как правило, состоят из четырёх компонентов: фронтальной линзы, мениска и двух двухлинзовых компонентов. На рис. 1.2 приведён объектив 90×1,25 (М-101) масляной иммерсии. Для устранения дефектов деталей и сборки оправа менисковой линзы посажена в корпус с радиальным зазором; перемещением её поперёк оси добиваются требуемого качества изображения. Такая система юстировки применяется во всех сильных объективах. Здесь же на рисунке видна пружина. Она предохраняет фронтальную линзу от выдавливания, а покровное стекло от разрушения, при наводке на резкость, так как рабочие отрезки сильных объективов очень малы.

Объективы-ахроматы чаще других используют в микроскопах. Ими комплектуют рабочие модели биологических, металлографических и поляризационных микроскопов. Разработано 30 сухих и 14 иммерсионных ахроматов для работы в проходящем свете с тубусом 160 мм и покровным стеклом 0,17мм, 12 сухих и 14 иммерсионных ахроматов для работы в отражённом свете с тубусом 190 мм и 14 сухих и 2иммерсионных ахроматов для отражённого света и тубуса.

В объективах-ахроматах практически отсутствует вторичный спектр, выполнено условие синусов по меньшей мере для двух цветов, исправлен хроматизм увеличения. Весьма совершенное исправление хроматизма для точки на оси достигается применением особых марок стёкол кристаллов.

Сухой объектив-апохромат 40×0,95 (ОМ-16) имеет апертуру, близкую к пределу, и поэтому он снабжён коррекционной оправой. При вращении оправы изменяется второй воздушный промежуток между компонентами, чем компенсируются аберрации, вызванные покровным стеклом, толщина которого отличается от 0,17 мм.

Объективы-апохроматы сложнее и дороже ахроматов. Ими комплектуют лабораторные и исследовательские микроскопы.

Планахроматы и планапохроматы – это объективы с дополнительно исправленной кривизной изображения, применяемые для важных визуальных наблюдений и для цветной фотографии. Высокое качество изображения достигнуто усложнением оптической системы объектива и применением сверхтяжёлых кронов и особых флинтов. На рис. 1.3 показан объектив-планапохромат 100×1,25 (ОПА-5), входящий в комплект биологического микроскопа МБИ-15. Усложнение конструкции планобъективов привело к увеличению стандартного размера от плоскости предмета до опрного торца объектива с 33 мм до 45 мм.

Планахроматами комплектуют поляризационные микроскопы серии ПОЛАМ, а планапохроматами- биологический исследовательский микроскоп МБИ-15.

Объективы-монохроматы используют в ультрафиолетовой области спектра в отдельных её участках шириной не более 20 нм. Эти объективы состоят из набора одиночных линз, выполненных из кварца, флюорита или втористого лития. Для видимой области спектра монохроматы применять нельзя.

Для многих исследований необходимы объективы, работающие в широкой области спектра (УФ, видимая и ИК) и не требующие перефокусировки, т.е. не обладающие заметным хроматизмом.

Такие объективы разработаны в виде зеркальных и зеркально-линзовых систем. Основной недостаток таких систем заключается в центральном экранировании значительной части пучка (до 25% по площади зрачка). В новых зеркально-линзовых системах, у которых остаточные аберрации двух концентрических зеркал взаимно компенсируются и числовая апертура увеличивается линзовыми компонентами, этот недостаток значительно уменьшен благодаря применению полупрозрачных зеркал и склеенной конструкции объектива, которая позволяет исключить экранирующие свет оправы зеркал. Достигнуто центральное экранирование не выше 4% по площади зрачка при удовлетворительной коррекции системы до апертуры А=1,4.

 

На рис. 1.4 показана оптическая схема зеркально-линзового объектива 125×1,1 (ОНЗ-125), применяемого в ультрафиолетовых микроскопах МУФ-5М и МУФ-6М для работы в УФ и видимой области спектра.

Кроме названных, отечественной промышленностью выпускаются объективы для фазового контраста, контрактные, фотографические проекционные, эпиобъективы и некотрые другие.

1.3. Окуляры микроскопов.

 

Окуляры Гюйгенса применяются для объективов ахроматов. Они состоят из двух плосковыпуклых линз ( коллективной и глазной), обращенных выпуклыми поверхностями к объективу.

На рис.1.5 дана схема микроскопа с окуляром Гюйгенса и показано положение окуляра в нормальном тубусе. С изображением у`, которое дает объектив, совмещен передний фокус окуляра Fок. Особенностью такого окуляра является то, что этот фокус находится между линзами, а не впереди них, как во всех других окулярах. Изображение у` является мнимым предметом для коллектива О1. Коллектив дает действительное изображение у`` в переднем фокусе F2 глазной линзы О2. Здесь же находится диафрагма поля зрения окуляра.

При расчете окуляра Гюйгенса можно использовать только три конструктивных параметра: два радиуса кривизны и расстояние между линзами. При заданном увеличении окуляра, т.е. при заданном его фокусном расстоянии, остаются два параметра. Один используется на исправление хроматизма увеличения, а другой – на частичную коррекцию астигматизма и комы.

 

 

Сферическую аберрацию и хроматизм положения в данной схеме исправить нельзя, но поскольку окуляр работает в узких пучках, то эти аберрации почти не влияют на качество изображения всего микроскопа.

Удаление выходного зрачка окуляра Гюйгенса составляет примерно одну треть его фокусного расстояния. Этого удаления достаточно для удобного наблюдения, если увеличение не превышает 15х. Наиболее распространены окуляры с увеличением 7х и 10х. Угловое поле зрения окуляра не превышает 30º.

Окуляр Гюйгенса уменьшает продольные размера микроскопа и имеет линзы ,которые по диаметру меньше изображения, даваемого объективом. Для измерительных целей окуляр Гюйгенса применяют редко, т.к. он дает изображение сетки одной глазной линзой.

 

 

 

Окуляр Кельнера также состоит из двух плосковыпуклых линз, одиночной коллективной, повернутой плоскостью к объективу, и склеенной глазной, повернутой плоскостью к глазу. Аберрации хорошо исправлены для поля 40…50º. Передний фокус окуляра кельнера находится впереди коллектива на расстоянии 0,3 f`ок, поэтому световой диаметр коллектива значительно больше, чем в окуляре Гюйгенса. Общая длина окуляра 1,25 f`ок.

Ортоскопические окуляры употребляются в соединении с объективами ахроматами средних апертур в тех случаях , когда желательно иметь большое окулярное увеличение и угловое поле зрения до 50º.

На рис.1.6 показан ортоскопический окуляр.

 

 

Компенсационные окуляры применяются в соединении объективами апохроматами, планообъективами и ахроматами больших увеличений. Эти окуляры компенсируют хроматизм увеличения применяемых с ними объективов. Компенсационные окуляры по своей схеме аналогичны усложненному окуляру Гюйгенса или отртоскопическому окуляру.

На рис.1.7 приведена конструкция компенсационного окуляра АМ-26 со шкалой.

 

Гомалы - это оптические системы с отрицательным фокусным расстоянием , применяемые в микроскопах вместо окуляров для компенсации кривизны изображения и хроматической разности увеличения, даваемых апохроматами. Выходной зрачок гомалов расположен внутри системы и поэтому они применяются не для наблюдения , а для фотографирования. Линейное поле зрения гомалов сокращено до 8..15мм.

На рис1.8 показан гомал ОН-8, имеющий следующие характеристики: фокусное расстояние 37,6мм, поле зрения 13 мм, увеличение от 5х до 30х в зависимости от длины тубуса и длины переходной втулки, установленной между тубусом и гомалом.

 

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!