Что делает объектив в микроскопе

Что такое объектив микроскопа, основные характеристики

Объектив микроскопа. Увеличение, разрешение изображения, метки и резьбы на объективе

Объектив микроскопа является ключевым компонентом для достижения высокой производительности микроскопа. Это часть, которая расположена рядом с наблюдаемым объектом, обычно на довольно небольшом расстоянии в несколько миллиметров.

Полезные статьи:

Обычно объектив микроскопа создает промежуточное изображение, которое затем дополнительно увеличивается с помощью окуляра (окулярной линзы). Особенно в случаях с большим увеличением, большая часть увеличения обеспечивается объективом.

Большинство объективов основаны на преломляющей оптике, содержащей несколько линз. Например, простой с низким содержанием может содержать менисковую линзу и ахромат. С высоким разрешением обычно содержит более сложную комбинацию различных типов линз полусферического, менискового, ахроматического дублета и триплета.

Существуют также отражающие объективы, содержащие изогнутые зеркала и без линз. Они естественно ахроматичны и могут быть выгодны для работы в областях с экстремальными длинами волн. Кроме того, они могут демонстрировать меньшие потери оптической мощности.

Увеличение объектива микроскопа

Микроскопы часто содержат несколько объективов на поворотном носике, например, сканирующий объектив с увеличением всего в 4 раза, промежуточный (маленький объектив) с 10-кратным увеличением и большой объектив с высоким разрешением с 40-кратным или 100-кратным увеличением. Например, окуляр может увеличивать изображение в 5 или 10 раз.

Обратите внимание, что само по себе большое увеличение бесполезно, если оно только увеличивает изображения без повышения уровня детализации. Также часто используются кольца с цветовой кодировкой, указывающие различные значения увеличения, например, черный для 1 ×, желтый для 4 ×, зеленый для 10 × и т.д.

Полезное и пустое увеличение

В принципе, можно добиться произвольного усиления изображения, например, с помощью каскадных увеличительных оптических приборов. Однако увеличение полезно только до некоторой степени. Например, рассмотрим использование микроскопа:

• Увеличение микроскопа считается полезным (или годным к употреблению) до тех пор, пока оно позволяет видеть больше деталей объектов. В ситуации, когда достигнутое разрешение все еще ограничено разрешением наблюдающего глаза, большее увеличение все еще было бы полезно.
• Однако после этого увеличение становится “пустым”: хотя полученные изображения становятся больше, они не разрешают больше деталей, потому что разрешение ограничено, например, дифракцией или несовершенством оптического прибора.

Та же ситуация возникает при просмотре цифровых изображений на экране. Как только изображение отображается в размере, при котором каждый пиксель изображения соответствует хотя бы одному пикселю экрана, отображается вся доступная информация об изображении. Дальнейшее увеличение увеличения может быть полезно только в том случае, если у наблюдателя возникают трудности с разрешением пикселей экрана.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние объектива микроскопа обычно составляет от 2 мм до 40 мм. Однако этот параметр часто считается менее важным, поскольку увеличения и числовой апертуры достаточно для количественной оценки основных характеристик микроскопа .

Числовая апертура

Чем больше увеличение, тем выше также требуемая числовая апертура. Это фактор, который в конечном итоге ограничивает достижимое разрешение изображения. Существуют разные способы расчета разрешения изображения и немного разные обстоятельства, но они приводят к аналогичным значениям разрешения, которые примерно равны λ / (2 NA), где λ — оптическая длина волны (примерно от 400 до 700 нм), а NA — числовая апертура. Например, NA, равный 1, обеспечивает разрешение изображения примерно 250 нм для зеленого света. Для небольшого увеличения может быть вполне достаточно NA 0,1.

Наибольшие числовые апертуры достигаются при использовании сухих объективов, работающих с воздухом между объективом и объектом, составляют приблизительно 0,95. Значительно более высокие значения, например, 1,5 или даже выше, могут быть достигнуты с иммерсионными объективами, где зазор между объектом и объективом заполнен жидкостью – водой или некоторым количеством иммерсионного масла с более высоким показателем преломления, часто несколько выше 1.5. Оптимизированные иммерсионные масла обладают не только высоким показателем преломления, но также подходящей вязкостью и низкой склонностью к образованию пятен на поверхностях. Их можно оставлять на объективе в течение длительного времени, не повреждая его.

Обратите внимание, что погружение в масло может работать неправильно, например, при наблюдении за биологическим образцом в водном растворе, и масло находится только между защитным стеклом и объективом. Возможно, для таких случаев придется использовать специальные объективы для погружения в воду. Для оптимального освещения также может потребоваться погружение в масло с этой стороны.

Коррекция изображения объективов микроскопа

Для объективов с высокой числовой апертурой, высокое качество изображения может быть достигнуто только при значительных усилиях по исправлению различных видов оптических аберраций, таких как сферическая, астигматизм, кома, кривизна поля, искажение изображения и хроматические аберрации. Например, плоскоапохроматические объективы, имеющие особо сложную конструкцию, обеспечивают оптимальную коррекцию плоского поля в сочетании с хорошими ахроматическими свойствами.

Хроматические аберрации в основном являются результатом зависимости фокусного расстояния от длины волны. Они приводят к искажению цветного изображения. Для обычной микроскопии они могут быть весьма актуальны, в отличие от других типов оптической микроскопии, например, некоторых типов лазерной микроскопии. Наилучшее подавление хроматических аберраций достигается при использовании апохроматических объективов.

При больших увеличениях влияние покровного стекла с точки зрения хроматических и сферических аберраций может быть весьма важным. Поэтому объективы для использования в таких областях, как биология, где часто требуются покровные накладки, разработаны с интегрированной коррекцией покровных накладок. Коррекция часто выполняется для стандартной толщины скольжения 170 мкм. Отклонение всего в 10 мкм уже может быть довольно проблематичным для объектива с высоким NA, например, 0,95. Некоторые объективы позволяют регулировать скорректированную толщину покровного слоя.

Обратите внимание, что некоторые конструкции микроскопов рассчитаны на коррекцию некоторых остаточных аберраций объектива с помощью окулярной линзы.

К сожалению, идеальных решений не существует; поэтому приходится идти на определенные компромиссы, которые приводят к различным оптимизированным решениям для разных применений. Например, оптимальные свойства плоского поля наиболее важны для измерительных микроскопов; тогда можно допускать несколько большие хроматические аберрации.

Объективы микроскопа с конечной и бесконечной коррекцией

Для старых микроскопов обычно требуются объективы с конечной коррекцией. Здесь предполагается, что объект расположен немного ниже передней фокальной плоскости объектива, а промежуточное изображение получается на конечном расстоянии, например, 160 мм от объектива. Такой объектив предназначен для минимальных искажений изображения в данной конфигурации.

Объективы с конечной коррекцией всегда рассчитаны на определенную длину трубки, например, в соответствии со стандартом DIN или JIS (которые отличаются длиной трубки на 10 мм). Использование объектива неправильного стандарта может значительно ухудшить качество получаемого изображения.

Современные микроскопы в основном требуют объективов с поправкой на бесконечность, когда промежуточное изображение только объектива находится на бесконечном расстоянии. Здесь требуется дополнительная линза в микроскопе для формирования промежуточного изображения на диафрагме окуляра.

Основные характеристики объективов микроскопа

Диапазон длин волн

Оптические микроскопы обычно работают на основе изображения с помощью видимого света, то есть в области длин волн от 400 нм до 700 нм. Поэтому большинство объективов микроскопа оптимизированы для этого диапазона длин волн, с наибольшим акцентом на область от 480 нм до 640 нм. Однако существуют объективы с расширенным диапазоном, например, от 400 до 950 нм, и другие, которые работают дальше в инфракрасном диапазоне. Например, это требуется для лазерных микроскопов, где требуется передача инфракрасных лазерных лучей.

Обратите внимание, что важно не только иметь хорошую пропускаемость во всем диапазоне длин волн, но и ахроматические характеристики. В обычных световых микроскопах это необходимо, чтобы избежать искажений цветного изображения. В конфокальных многофотонных флуоресцентных микроскопах важно иметь те же положения фокуса для инфракрасного лазерного излучения, что и для флуоресцентного света.

Метки на объективах микроскопа

Ключевые параметры часто легко найти на этикетках с лазерной гравировкой на внешней стороне объектива. Некоторые примеры:

• Метка “50 × / 0,8” указывает на 50-кратное увеличение и числовую апертуру 0,8, вероятно, для сухого объектива.
• “100 × / 1,30 oil” означает 100-кратное увеличение и числовую апертуру 1,30, достигаемую с помощью иммерсионного масла.
• “∞ / 0.17” указывает на объектив с поправкой на бесконечность и компенсацией сферических аберраций при толщине покровного стекла 0.17 мм, в то время как “160/0. 17” указывает на объектив с конечной поправкой для микроскопов с длиной трубки 160 мм и такой же толщиной покровного стекла.
• “WD 0,21” указывает на рабочее расстояние 0,21 мм.
• “DIC” обозначает конструкцию для получения изображений с дифференциальным индексом контрастности.
• “plan fluor” обозначает объектив, апохроматический в плане, т. е. с коррекцией плоского поля и свойствами апохромата.
• “DIN” указывает, что объектив изготовлен в соответствии со стандартом DIN (Deutsche Industrie Norm) для микроскопов в отношении длины трубки, в то время как “JIS” указывает на японский стандарт с несколько более длинной трубкой.

Резьбы на объективах микроскопа

В большинстве случаев объектив микроскопа крепится к окуляру микроскопа с помощью резьбы. К сожалению, разные производители используют разные размеры резьбы для разных типов приболров. В некоторых случаях для установки объектива на микроскоп с другой резьбой можно использовать специальные адаптеры.

Для освещения в темном поле предварительно больше, обеспечивая дополнительное пространство для света подсветки; поэтому они обычно используются с более крупными нитями.

Другие свойства объективов микроскопа

Рабочее расстояние

Другим практически важным фактором является рабочее расстояние между объективом и объектом. Для объективов с высоким NA обычно требуются небольшие рабочие расстояния, но их также можно в некоторой степени оптимизировать в качестве цели проектирования (возможно, несколько снижая NA или коррекцию).

Для объективов с погружением в масло относительно небольшое рабочее расстояние действительно хорошо, поскольку в противном случае потребовалось бы больше иммерсионной жидкости, и ее было бы сложнее удерживать на месте.

Некоторые микроскопы допускают подачу светового излучения через объектив на образец. Затем важно, чтобы в объективе не было значительного рассеяния света.

Конструкция объективов микроскопа

Хотя объектив микроскопа иногда называют объективной линзой, обычно он содержит несколько линз. Чем выше числовая апертура и чем выше требуемое качество изображения, тем более сложные конструкции необходимы. В объективах микроскопа высокого класса также могут использоваться асферические линзы.

Разработка высококачественного объектива микроскопа является довольно сложной задачей, для которой требуются значительные знания в области оптики и мощное программное обеспечение для проектирования оптики. Такие конструкции предполагают сложные компромиссы, которые должны быть надлежащим образом обработаны в соответствии с важностью различных аспектов для конкретного применения.

Фокусировка луча и соединение волокон с объективами микроскопа

Объективы микроскопа иногда используются для приложений вне микроскопии. Например, они могут использоваться для точной фокусировки лазерных лучей с размерами пятна в несколько микрометров или даже ниже 1 мкм. Если входной луч является коллимированным лучом, лучше всего подойдет объектив с поправкой на бесконечность.

Объектив должен иметь числовую апертуру, которая хорошо соответствует расходимости луча, связанной с требуемым размером пятна. Радиус входного луча также должен быть выбран соответствующим образом, т.е, рассчитанный исходя из требуемого размера пятна и фокусного расстояния. Сложность может заключаться в определении фокусного расстояния, поскольку объективный объектив часто указывает только увеличение, а преобразование в фокусное расстояние зависит от конструкции микроскопа.

Другое приложение запускает свет в одномодовое волокно или коллимирует свет из такого волокна. Опять же, объектив должен иметь соответствующую числовую апертуру порядка, чем у волокна. Для таких применений хроматические аберрации часто не являются проблемой, поэтому не требуется использовать хроматическую коррекцию объектива. Кроме того, широкое поле зрения не требуется.

С другой стороны, объектив микроскопа для видимого света может не обладать идеальными свойствами, например, для пропускания ближнего инфракрасного света в волокно, и его мощность ограничена (но обычно не указывается). Поэтому объектив микроскопа может быть не идеальным решением для такого применения. Однако, возможно, придется использовать его, например, если нет других объективов для достижения требуемого малого размера пятна.

Объектив микроскопа

Объектив микроскопа – линза или система линз, собирающая и фокусирующая световые лучи от наблюдаемого объекта для получения изображения. Для увеличения изображения, необходимо увеличить угол зрения на объекте. Если Вам необходимо рассмотреть какой-то объект более детально, то достаточно приблизить его к глазам, но если Вам необходимо рассмотреть микроскопические объекты, то нужны мощные линзы.

По вопросам консультации и поставки — свяжитесь с нами любым удобным способом:
по телефону +7 (495) 234-23-32 или по адресу электронной почты info@microsystemy.ru

Задать вопрос

«Свет — самое тёмное место в физике»

Объектив микроскопа – линза или система линз, собирающая и фокусирующая световые лучи от наблюдаемого объекта для получения изображения. Для увеличения изображения, необходимо увеличить угол зрения на объекте. Если Вам необходимо рассмотреть какой-то объект более детально, то достаточно приблизить его к глазам, но если Вам необходимо рассмотреть микроскопические объекты, то нужны мощные линзы. Первое, что нужно знать для понимания оптики: оптическое изображение – это световая проекция от видимых точек на плоскость. Чем ярче, контрастнее и многочисленнее точки – тем ярче, контрастнее и чётче изображение.

Объективы классифицируются по степени коррекции аберраций (оптических искажений) и линейному увеличению:

ПЛАН – в таких объективах исправлены сферические аберрации. Всё изображение резкое и четкое.

АХРОМАТ – в этих объективах исправлены хроматические аберрации для двух длин волн (красный и синий, либо красный и зелёный), то есть волны с этими длинами волн, сфокусированы в одной точке.

ФЛЮОРИТ (ФЛУОТАР, ФЛУОРИТ/ПОЛУАПОХРОМАТ) – в таких объективах скорректированы хроматические аберрации для нескольких длин волн. Так же такие объективы пропускают намного больше света, чем Ахроматы. Применяются для исследований в УФ спектре, поскольку используются специальные стекла с пропусканием в УФ области спектра.

АПОХРОМАТ – в таких объективах скорректированы аберрации для четырех и более длин волн. Обеспечивают превосходную цветопередачу и яркость изображения. Пропускают больше света из ИК и видимого спектра, чем Флюорит, но меньше УФ.

СУПЕРАПОХРОМАТ – самые сбалансированные объективы, отличаются наилучшей цветопередачей. Пропускают волны в видимом диапазоне, УФ и ИК.

Объективы

Маркировка объективов Olympus:

Термины:

Парфокальность – расстояние от посадочной резьбы объектива до микроскопируемого объекта. Это изменение рабочего расстояния, обратно пропорциональное изменению увеличения объектива, благодаря чему нам не нужно перефокусироваться после смены объектива, ведь чем больше увеличение объектива, тем он длиннее.

Числовая апертура – это безразмерная величина, которая характеризует диапазон углов, в которых оптическая система может принимать или испускать свет. В микроскопии от числовой апертуры напрямую зависит и разрешение.

Разрешение – это минимальное различимое расстояние между двумя соседними точками.

Поле зрения – диаметр видимого изображения на исследуемом объекте.

Иммерсия – специальная жидкость с определённым коэффициентом преломления, служащая средой для прохождения света между исследуемым объектом и объективом для увеличения апертуры.

Рабочее расстояние – расстояние от линзы до исследуемого объекта, в пределах которого его изображение будет резким.

Оптическая система с коррекцией на бесконечность – свет, собранный от образца, проходит через линзы объектива параллельными лучами. Параллельные лучи преломляются в линзах тубуса и фокусируется в промежуточное изображение.

Такая корректировка даёт неоспоримые преимущества: можно изменять расстояние между тубусом и объективом, добавлять модули для ортоскопии, коноскопии, дополнительные светоделители и прочие.

Поляризационный объектив (P) – объектив, изготовленный из специального стекла без внутренних напряжений.

Объектив для фазового контраста (PH) – объектив со встроенным фазовым кольцом.

Объективы Olympus подразделяются на сферы использования: для естественных наук и материаловедения. Виды объективов:

UPLSAPO – Универсальные План Суперапохромат, объективы с максимально возможной коррекцией в видимой части спектра, ближнем УФ и ИК. Имеется регулировка рабочего расстояния и апертуры. Такие объективы используются в конфокальных микроскопах и оптических системах сверхвысокого разрешения. Забудьте «мыльное» изображение в школьных микроскопах, в эти объективы вы сможете рассмотреть даже органеллы клеток, но для этого класса оборудования, такая задача не ставится. Такие объективы предназначены для конфокальных микроскопов, слайд-сканнеров и инспекционных систем. Обратите внимание на график светопропускания. Многие ошибочно думают, что пропускание такого широкого спектра лучей – невозможно, но факты говорят сами за себя.

PLAPON – План Апохромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне, ближнем УФ и частично ИК. Хорошее решение для спектрометрии и исследований в ИК диапазоне.

UPLFLN – Универсальные План Флюорит, объективы с коррекцией в видимом диапазоне и УФ. Предпочтителен при недостатке освещения, т.к. пропускает больше всего света. Лучшие друзья биологов, медиков и криминалистов. Слабая флуоресценция – серьёзная проблема для естественных наук, а учитывая, что каждая линза, даже просветлённая, рассеивает 2-5% света. В системе из 8 линз недостаток чувствуется очень остро. В этих объективах используется специальное низкодисперсное (UD) стекло и минерал флюорит, которое пропускает максимально возможное количество света. Изображение в этих объективах выглядит максимально сочным, ярким и резким, потому что в нём скорректированы практически все хроматические аберрации. У флюоритов низкий уровень дисперсии, поэтому расхождение света минимально и пользователь не видит цветного гало, даже на максимальном приближении.

PLN – План Ахромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне (голубой, зелёный, жёлтый). Эти объективы – стандарт для любой клинико-диагностической лаборатории. Хорошо пропускают свет во всём видимом спектре, а План коррекция позволяет работать со всем полем зрения без дополнительной перефокусировки.

ACHN – Ахромат, объективы без коррекции сферических аберраций, но с частичной коррекцией хроматизмов. Эти недорогие объективы подойдут для образовательных учреждений и любителей.

LCACHN – Ахромат с большим рабочим расстоянием, недорогие объективы предназначенные для исследования объектов с выраженным неровным профилем.

CPLFLN – План Флюорит для прецентрированного фазового контраста. Прецентрированный фазовый контраст, это одно из чудес современной оптики, ведь его нельзя сбить и не нужно каждый раз тратить время на точную настройку. У этих объективов большое рабочее расстояние, поэтому их используют в инвертированных микроскопов для микроскопии культур в специальной посуде.

APO – Апохромат, скорректированы многие хроматические аберрации в видимом, ближнем УФ и ИК диапазоне. Передаёт истинные цвета изображения и может использоваться для цитологии и гистологии.

UPLFL-P – План Флюорит для поляризации, сочетает в себе все достоинства флюорита и свободного от внутренних напряжений стекла. Универсальный светосильный объектив, в сочетании с линзой Бертрана отлично подходит для поляризации и ДИК. Эти объективы используют кристаллографы и минерологи, криминалисты, исследователи различных волокон. Поляризация один из основных методов контрастирования, ведь она не требует предварительной подготовки образцов, поэтому данные объективы широко распространены.

XLFLUOR – Флюорит для флуоресцентных исследований на малых увеличениях. Объектив уникален как по позиционированию, так и по исполнению. Обнаружить флуоресценцию в крупных объектах гораздо сложнее, чем рассмотреть её на большом увеличении. Всё дело в засветке и крайне малой светимости для малого увеличения, но у этого объектива малое поле зрения, максимально возможная (для малого увеличения) апертура, а значит высокая чувствительность.

MPLAPO – План Ахромат для материаловедения. Рассчитан на работу в отражённом свете, то есть свет падает через объектив на образец и отразившись от образца проходит через объектив и попадает на окуляры. Блики от осветителя отражённого света отсутствуют. Эти объективы устанавливаются в металлографических микроскопах, микроскопах для исследований нано материалов и мельчайших структур. В первую очередь – это исследовательские объективы.

MPLFLN – План Флюорит для материаловедения. Хорошая просветлённая оптика отлично подойдёт для изучения материалов, а ультрафиолете, а также ДИК контрасте.

MPLFLN-BD – План Флюорит для материаловедения, для светлого и тёмного поля. Свет в этом объективе попадает от осветителя на образец, через специальные каналы в стенках объектива, благодаря чему, реализуется метод тёмного поля.

MPLFLN-DBP — План Флюорит для материаловедения, для светлого, тёмного поля и поляризации. Отличается от предыдущего оптикой без напряжений. Лучшее, из доступного на данный момент, в среднем ценовом сегменте профессиональных микроскопов.

LMPLFLN – План Флюорит для материаловедения с большим рабочим расстоянием. Сделать объектив с большим рабочим расстоянием – весьма нетривиальная задача, потому что длиннофокусные линзы дают менее чёткое изображение.

MPLN – План Ахромат для материаловедения. Рядовые объективы, которые отлично подойдут для несложных исследований в металлографии, химии и электронике.

MPlanIR – Объективы для ИК микроскопии. Переключение между ИК и видимым освещением требует от обычного объектива фокусировку и подстройку освещения. С ИК коррекцией этого делать не нужно. Это не только экономия времени, но и повышенная точность.

Статьи

Объектив микроскопа — микрообъектив представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной частью микроскопа. Микрообъектив создает действительное перевернутое изображение, которое рассматривается через окуляр.

Объективы различаются по оптическим характеристикам и конструкции:

По степени исправления хроматической аберрации: — ахроматы, апохроматы и др.
С исправленной кривизной изображения: — планахроматы, планапохроматы.
По длине тубуса микроскопа — 160 мм для проходящего света, 190 мм для отраженного света, бесконечность — для проходящего и отраженного света;
По свойствам иммерсии: сухие системы (без иммерсии) и иммерсионные системы.
Объективы апохроматы отличаются от ахроматов степенью исправления хроматической аберрации. Благодаря более совершенному устранению дефектов изображения, связанных с хроматической аберрацией, качество изображения, получаемого при наблюдении цветных объектов (окрашенные срезы, микроорганизмы и т.п.), особенно при больших увеличениях, значительно выше при использовании апохроматов. Апохроматы, а также ахроматы большого увеличения применяются совместно с компенсационными окулярами. На оправе апохроматов обычно выгравировано АПО (APO). У ахроматов и апохроматов, особенно большого увеличения, остается неисправленной кривизна поля изображения.

1. Линзовые микрообъективы
2. Ахроматы
3. Ахростигматы и планахроматы
4. Ахрофлюары и планахрофлюары
5. Планапохроматы
6. Специального применения При визуальном наблюдении окуляр служит для рассматривания увеличенного изображения предмета, даваемого объективом. В этом случае он выполняет роль лупы. Для нормального человеческого глаза изображение, образованное объективом , совмещается с передне фокальной плоскостью окуляра и тогда лучи выходят из окуляра параллельным пучком, давая изображение предмета на бесконечности. Соответствующей перефокусировкой всего микроскопа можно получить изображение за окуляром на расстоянии наилучшего зрения. Окуляры широко применяются в качестве прокционных систем при микрофотографии, передаче действительного изображения на экран или какой-либо другой приемник изучения.

Линзовые микрообъективы

Линзовые микрообъективы очень широко применяются для комплектации световых микроскопов различных областей назначения. Микрообъектив формирует конгруэнтное изображение исследуемого объекта . Оптические конструкции современных линзовых микрообъективов претерпели значительные изменения по отношению к классическим, предложенным еще Аббе в прошлом веке. В основном эти изменения обусловлены стремлением к повышению информативности объективов, улучшению их разрешающей способности и полезного увеличения.

Проектирование микрообъективов. Инженерами постоянно ведутся работы по оптимизации схемных решений микрообъективов на основе комплексного подхода с использованием модульного принципа построения оптических схем и механических конструкций из базовых элементов с заранее известными свойствами. Ведутся проекты различных по сложности оптических схем микрообъективов с унифицированными для оптики любого класса характеристиками.

Ахроматы

Простейшие объетивы к микроскопам — это ахроматы. Низкая стоимость этих объективов делает их привлекательными как для производителей, так и для большинства потребителей.Оптические системы обеспечивают высокий контраст и чёткость в пределах примерно 1/3 линейного поля, что в большинстве случаев микроскопических исследований бывает достаточно. При расчёте оптических схем таких объективов основное внимание уделяется простоте и высокой технологичности изготовления оптических деталей.

Ахростигматы и планахроматы

Оптические схемы таких объективов являются логическим продолжением схем, использованных при расчёте простейших микрообъективов, дополненных компонентами с заранее известными свойствами. В этом случае, как правило, после основной схемы добавляется длиннофокусный отрицательный мениск, обращённый вогнутостью к пространству изображений.Оптические системы обеспечивают высокий контраст и чёткость в пределах 2/3 линейного поля (для ахростигматов) и полного для план объективов. деталей.

Ахрофлюары и планахрофлюары

В частных микроскопических приложениях требуются более светосильные, чем обычные, микрообъективы. При таких исследованиях на микроскопе иногда отступают от рекомендуемого для визуальной микроскопии критерия полезного увеличения; особую ценность представляют объективы малого увеличения, имеющие максимально возможную расчётную числовую апертуру. Иногда для удобства в работе требуется наличие в объективе материальной ирисовой апертурной диафрагмы.

Планапохроматы

В традиционном понимании коррекция аберраций проводится, исходя из условия визуального наблюдения, однако в планапохроматах исправление выполняется одинаково тщательно для всего рабочего спектрального диапазона. С точки зрения построения оптических схем и механических конструкций планапохроматы являются наиболее сложными, имеют большое количество компонентов. Следуя цели достижения наивысшего качества изображения инженеры — оптотехники пытаются исправить все известные аберрации, используя максимальное число коррекционных параметров.

Микрообъективы специального назначения

Для некоторых видов микроскопических исследований требуются объективы, у которых расстояние между исследуемым объектом и фронтальной линзой объектива в 1.5-2 раза больше его фокусного расстояния. Такие объективы называют объективами с увеличенными рабочими расстояниями . Для микроскопических задач, связанных с фокусировкой лазерного излучения в спектральной области вне видимого диапазона, требуются микрообъективы , которые не только хорошо корригированы в отношении сферической аберрации, но и не имеют склеенных компонентов. Для некоторых видов петрографических исследований методом поляризации требуется полный комплект иммерсионных микрообъективов, в том числе, малых увеличений. Для исследования специфических объектов методом тёмного поля в отражённом свете требуются микрообъективы, позволяющие производить фокусировку осветительных пучков на объекте, минуя основную оптическую схему. Для этого используют так называемые темнопольные микрообъективы .

Микроскоп для микробиологии и биологических исследований

Микробиологический микроскоп – это универсальное устройство, которое может быть использовано не только в биологических исследованиях и медицине, но и во многих других сферах. Они имеют несколько принципиально отличных как структурных, так и функциональных особенностей.

Принцип и особенности работы биологического микроскопа

Устройство биологического микроскопа. Стандартный микроскоп лабораторный биологический состоит из:

• Окуляр – часть, куда непосредственно смотрит исследователь.
• Объектив – система линз, обеспечивающих увеличение исследуемого объекта.
• Конденсор – система, которая собирает пучки света.
• Предметный столик – поверхность, на которой и расположено предметное стекло с изучаемым предметом.
• Зеркало.

Объектив в микроскопе является одной из основных и важных деталей, ведь именно с его помощью можно рассмотреть и изучить любой объект в увеличенном размере. Количество линз в каждой модели отличается, что изменяет степень увеличения в каждом микроскопе, ведь если в микроскопе имеется объектив с большим увеличением, то в нем будет не менее 10 линз. Узнать и понять, сколько и какие объективы находятся в микроскопе, можно смело по названию (Х 40, Х 90 или Х 8).

Если говорить о качестве объектива, то в таком случае стоит судить о его разрешающей способности. Человеческий глаз способен увидеть ту картинку, на которой две точки находятся на расстоянии не более 0.15 мм, иначе увидеть их будет невооруженным глазом невозможно. В микроскопе есть объективы, на которых указана разрешающая способность, то есть, то расстояние, которое можно увидеть между двумя точками: чем фронтальная линза тоньше, тем выше разрешающая способность микроскопа. С помощью окуляра и линзами с диафрагмой, которые в нем расположены, удается увидеть изображение объекта в увеличенном размере в десятки или сотни раз. Чтобы узнать, какое в общем увеличение дает тот или иной микроскоп, достаточно всего-навсего умножить показатель увеличения объектива на увеличение окуляра.

Для того, что объектив освещался пучком света, в микроскопе есть зеркало и конденсор с ирисовой диафрагмой, которая находится выше предметного столика. С помощью зеркала (прикреплено на штативе), которое с одной стороны плоское, а с другой вогнутое, удается направить пучок света через конденсор на объектив. Конденсор в микроскопе состоит из нескольких линз (2 — 3), заключенных в металлический тубус, движение которого с помощью винта способствует фокусировке или рассеиванию света, попадающего на объект от зеркала.

В медицинских микроскопах можно также изменять диаметр светового потока с помощью ирисовой диафрагмы, представленной тонкими металлическими пластинками, которая находится между зеркалом и конденсором. Под диафрагмой имеется кольцо со светофильтром, позволяющее путем передвижения его в горизонтальном положении уменьшать освещенность.

Микроскоп биологический для лабораторных исследований: особенности

Такое оборудование обладает некоторыми особенностями:

• Относительно широкий угол поля зрения;
• Возможность скорректировать объектив на толщину покровного стекла;
• Комфортный для работы предметный столик с удобной фиксацией предметного стекла для обеспечения нормальной работы исследователя;
• Грамотно работающая и довольно мощная подсветка для микроскопии в светлом поле. Это совершенно не означает, что на нем можно работать только лишь в светлом поле. Техника может применяться для исследований в темном поле.

Микроскопы для микробиологии могут быть использованы для проведения контрастных методов микроскопирования. Например, люминесцентная или фазово-контрастная микроскопия.

Существуют также инвертированные микроскопы биологические лабораторные. Их конструкция устроена несколько иначе: предметный столик располагается выше, чем объектив самого оборудования. Микроскоп инвертированный биологический сегодня активно используется в биологии и применяется для изучения объекта с нижней стороны. В отличие от других микроскопов, в нем нет покровного стекла, так как его роль отводится дну лабораторной посуды, с помощью которой проводится исследование. В данной модели микроскопа есть свои нюансы: объектив расположен под объектом исследования или наблюдения, а осветительная часть расположена выше него.

В зависимости от того, как инвертированный микроскоп работает, их делят на:

• микроскоп с ручным управлением
• микроскоп с моторизованным управлением
• смешанный микроскоп, в котором есть и ручное, и моторизированное управление.

Учитывая то, что исследовать зачастую приходится предметы разных размеров и формы, предметный столик имеет большие размеры, в отличие от стандартных классических биологических микроскопов. Для того, чтоб провести какое – либо действие с предметом, размещенном на нем, создается большое рабочее расстояние. В таких микроскопах очень большое значение имеет наличие микроманипулятора, который открывает широкие возможности для исследователя с образцом наблюдения.

Если сравнивать увеличение в инвертированном и обычном микроскопе, то инвертированные отличаются меньшим увеличением за счет того, что лабораторная посуда, в которой осуществляются исследования, имеет более толстые стенки, чем покровные стекла для микроскопа.

Типы лабораторных биологических микроскопов

Биомед 1 – это профессиональная модель, которая часто используется в биологии или медицинской практике. Качественная оптическая система стоит сразу на трех объективах, которые способны получить изображение в увеличении от 40 до 640 крат. Имеет зеркальную подсветку, обеспечивающую прекрасную освещенность для выполнения поставленных задач. Несомненным плюсом данной модели является сравнительно низкая цена, а также универсальность в использовании оборудования в сочетании с качеством.

Биомед 4 – профессиональный тринокулярный микроскоп. Четыре высококачественных объектива могут дать увеличение до 1600 крат. Возможность использования не только лишь нижней, но и верхней подсветки дает возможность получать четкие изображения благодаря применению контрастных методик микроскопирования. Это бинокулярный экземпляр, который позволяет с комфортом проводить исследования двумя глазами, а также делать фото получаемых изображений при выполнении исследовательских работ. Эти фотографии легко перемещаются на цифровой носитель, что также делает этот вариант оборудования комфортным для работы.

Сфера применения

Зачастую такая техника применяется в медицине для проведения лабораторных исследований, например, исследования крови, мочи. Ни одна микробиологическая лаборатория не сможет осуществлять практику без применения этого оборудования. К тому же школьные кабинеты биологии, аудитории медицинских институтов оснащены именно такими приборами, позволяющими работать с ними даже ученикам и начинающим специалистам.

Преимущества и недостатки

Как и любое оборудование, биологические микроскопы также имеют свои положительные стороны, а также некоторые недостатки. Опираясь на эти особенности, вам будет просто сделать выбор.

1. Универсальность. Широкий спектр применения. Так как они позволяет проводить микроскопирование несколькими методами.
2. Высокое качество элементов оборудования. В большинстве своем это касается прекрасной оптики, которая позволяет получать качественное изображение изучаемого объекта.
3. Конструктивные особенности таких микроскопов позволяют использовать различные окуляры.
4. Высокие характеристики освещения (подсветки), устанавливающийся на оборудование такого типа.

1. Из-за использования покровного стекла не всегда удобно корректировать объектив для исследований.
2. Особенности объективов, расстояние от них до предметного стекла все же несколько ограничивает применение данной техники медициной и биологическими исследованиями. Однако, если для биологической лаборатории купили оптический микроскоп, то он предоставит возможность комфортно работать и получать качественное изображение во время исследований.
3. Цена. Микроскоп для микробиологии купить можно далеко не за минимальную стоимость.

Теперь Вы знаете, на что нужно обращать внимание при работе с микробиологическим микроскопом, в чем его отличия от других и какие особенности. Надеемся, что наша статья была для Вас полезной и информативной.