Elena 1491
Перед приобретением микроскопа, первый вопрос, который возникает, какой объектив лучше всего подобрать? Ведь от правильности выбора зависит какое будет увеличение, качество получаемого изображения, дополнительные возможности работы с микроскопом.
Простой микроскоп обычно имеет один-два объектива. В более сложных и функциональных моделях предусматривается наличие уже трех или четырех. Они крепятся в револьверной головке и устроены так, что посредством нехитрых манипуляций можно быстро изменить степень увеличения до необходимой в данный момент.
Объективы для микроскопа бывают двух видов: иммерсионные и безыммерсионные. Первые обладают более высокой кратностью увеличения по сравнению со вторыми и находят более частое практическое применение.
Иммерсия представляет собой нанесение между объективом и наблюдаемым объектом жидкости для создания более четкого и яркого изображения. Самой распространенной является водная иммерсия, при которой используется обычная дистиллированная вода (устройство имеет обозначение индексом ВИ, знак W и белое кольцо на объективе). Также в качестве иммерсионной жидкости может использоваться масляная основа (кедровое или синтетическое масло). Объективы с этим видом иммерсии имеют марку МИ, знак Oil и черное кольцо.
Объективы без маркировки означают, что они являются безыммерсионными, то есть сухими.
 |
SunnyToy | 10 490 Р | |
 |
SunnyToy | 20 990 Р | |
 |
|||
 |
|||
 |
Pleer.ru | 10 853 Р | |
 |
Pleer.ru | 6 098 Р | |
| Еще предложения | |||
Оптическая коррекция объективов также бывает нескольких видов и по ней объективы подразделяются на:
Самые простые – ахроматические объективы - не исправляют хроматическую разность и кривизну поля, что делает изображение слегка размытым по краям (Объективы данного вида не маркируются).
Планахроматические объективы полностью корректируют кривизну поля, хроматическую разность и аберрацию. Однако объективы с планахроматом применяются лишь для малого увеличения, поскольку изображение, ввиду сильной коррекции, становится резким. Лучше всего подобный объектив подходит для рассмотрения небольших объектов под микроскопом. (На объективах данного вида можно найти символы: Plan, PL, ПЛАН).
Апохроматические объективы могут скорректировать только хроматическую аберрацию, то есть отклонения показателей преломления от длины волны излучения (маркируется объектив символами АРО, АПО).
Планапохроматические объективы полностью исправляют хроматическую аберрацию и разность увеличения. Подходят для ведения фотосъемки через микроскоп. (Маркировка: ПЛАН-АПО, Plan-APO).
Семипланатные сочетают в себе свойства ахроматических и планахроматических объективов, то есть исправляют погрешности в определенных пределах. К тому же, у них значительно более меньший радиус кривизны поля, нежели у других видов объективов (Маркируются как SP).
Рассказать друзьям
Вы купили микроскоп и теперь хотите расширить его возможности. Для этого можно купить дополнительные окуляры, объективы, бинокулярные насадки, осветители, специальные камеры-окуляры (приемники изображения) для вывода изображений на компьютер и другие аксессуары к микроскопу.
Давайте подробно рассмотрим аксессуары для микроскопа.
Начнем, пожалуй, с окуляров т.к. их чаще всего покупают к микроскопам. Окуляры нужны для расширения линейки увеличений микроскопа. Увеличение микроскопа рассчитывается очень просто. Достаточно перемножить увеличение объектива и окуляра. Например, если вы используете объектив с увеличением 10 х, и окуляр также имеет увеличение 10 х, то увеличение микроскопа составит 100 х. Соответственно с 15 кратным окуляром увеличение микроскопа составит 150 х. Не стоит, покупая окуляр к микроскопу, гнаться за увеличениями выше 1500 х, т.к. у объективов микроскопа, как и у других оптических инструментов, есть предел разрешения. У микроскопов она выражается в числовой апертуре, которая указана в маркировке объектива. Чтобы узнать максимальное полезное увеличение микроскопа нужно числовую апертуру умножить на 1000. Например, с объективом с числовой апертурой 1,30 максимальное полезное увеличение 1300 крат. Более подробно мы остановимся на маркировке и описании объективов микроскопов в следующей статье.
В продаже можно встретить несколько видов окуляров разных производителей.
К школьным микроскопам прилагаются самые простые окуляры системы Гюйгенса. В их маркировке на оправе окуляра указано только его увеличение, иногда с буквой H (Гюйгенс). Поле зрения таких окуляров небольшое. Нет коррекции хроматизма, и они подходят только для визуальных наблюдений.
Если на оправе окуляра указана буква К, то это т.н. компенсационный окуляр. Он компенсирует остаточных хроматизм ахроматических объективов. Маркировка окуляра К10 х /18 расшифровывается так, окуляр компенсационный дающий увеличение 10 крат, поле зрения окуляра 18мм. Компенсационные окуляры хорошо подходят для микросъемки цифровыми фотоаппаратами без съемной оптики напрямую через окуляр. Выпускается несколько видов компенсационных окуляров, см. таблицу. На рынке можно купить компенсационные окуляры к микроскопам производства ОАО «ЛОМО».
|
Код окуляра |
Увеличение |
Диаметр поля зрения, мм |
|
К5 х |
||
|
К7 х |
||
|
К10х |
||
|
К10 х /18 |
||
|
К15 х |
||
|
К20 х |
Широкоугольные окуляры маркируются буквами WF . Например, окуляр WF 15/15 имеет увеличение 15 крат и поле зрение 15 мм. В продаже можно встретить широкоугольные окуляры производства OptiTech.
|
Код окуляра |
Увеличение |
Диаметр поля зрения, мм |
|
WF10X/18 |
||
|
WF15X/13 |
||
|
WF15X/15 |
||
|
WF20X/11 |
Встречаются в продаже и специализированные измерительные окуляры (микрометрический окуляр) со шкалой. С помощью них можно точно измерить размеры наблюдаемого объекта. Компания «ЛОМО» выпускает измерительный окуляр К7 х. Также к таким окулярам может прилагаться сетка, например сетка Автандилова. С помощью сетки можно измерить площадь объекта наблюдения.
К учебным микроскопам часто прилагается окуляр с указателем, например, окуляр WF 10 х /18 с указателем. Это специальная игла в окуляре, с помощью которой преподаватель может указать на часть наблюдаемого через микроскоп объекта, чтобы акцентировать внимание студентов и учащихся на нем. Игла в окуляре с указателем съемная, как и шкала.
Виталий Шведун
Страницы по теме:
Окуляры. Окуляр в световом микроскопе увеличивает первичное (промежуточное) изображение, сформированное объективом. Окуляр может также рассматриваться как элемент внешней стороны макро (оборачивающей) системы линз, создаваемой окуляром плюс преломляющие элементы глаза наблюдателя, видео- или фотографической камеры.
Промежуточная плоскость изображения (которая лежит между линзами в окулярах многих типов или предшествует линзовым элементам в окулярах типа Рамсдена), или его сопряженная плоскость используется для размещения полевых ограничителей, ирисовых диафрагм, сеток, микрометрических шкал, компаратора светоделителя и т.п., которые нужны для появления этих элементов в той же фокальной плоскости, что и препарат.
Диск Рамсдена, выходной зрачок объектива, изображаемый окуляром, обычно располагается на коротком расстоянии над окуляром. Так как диск Рамсдена должен лежать в плоскости зрачка наблюдателя, предусматриваются специальные окуляры с большим выносом зрачка для удобства наблюдателя, носящего очки (особенно при астигматизме). Окуляры с большим выносом зрачка также используются для включения устройств для отклонения луча (такие как сканирующие зеркала в лазерных сканирующих конфокальных микроскопах) или устройств с преобразованием апертуры (например, апертура окклюдеров для стерео наблюдений через один объектив бинокулярного микроскопа).
Увеличение окуляров определяется как 25 см, деленное на фокусное расстояние окуляра. На окуляре указываются увеличение и размер поля (например, 1 Ох/20, означает 10 -увеличение или 25 см - фокусное расстояние с полем зрения 20 мм), вместе с именем изготовителя и специальными атрибутами, как например, без хроматической аберрации (СР), широкое поле (\У, \УР, Е\УР), план (Р, РЬ), компенсационный (СОМР, С, К), с большим выносом зрачка (Н, изображены очки), с перекрестием и заглушкой ориентации для кристаллографии (pol), проекция (pro), фотографирование (photo), видео (TV) и т.п. Также, специальные окуляры обеспечивают большую плоскость поля зрения (обозначены как "широкопольный", "экстра широкопольный", "план", "периплан", "гиперплан" и т.п., некоторые с размерами поля, колеблющимися до 28 мм).
По аналогии с объективами микроскопа, некоторые конструкции приняты стандартными и некоторые стандартные обозначения используются для указания исполнения или функции окуляров. Два физических параметра окуляров, тем не менее, стали более или менее стандартизованными. Внешний диаметр окуляра стал равен или 23.2мм или 30.0 мм, и справочное расстояние, или высота окуляра (то есть, расположение промежуточной плоскости изображения от опорной плоскости окуляра) сейчас в основном это расстояние 10 мм.
В прошлом, окуляры с широкими диапазонами возрастающего увеличения были предназначены регулировать общее увеличение изображения микроскопа, но эта практика теперь заменена использованием нескольких, более откорректированных окуляров в соединении с устройством, изменяющим увеличение в тубусе корпуса микроскопа, или окуляром плавного изменения увеличения проекции масштаба.
Факторы, влияющие на выбор фокусного расстояния окуляра и его увеличения, включающие оптимизацию общего увеличения микроскопа и способности разрешения изображения, подбирают характеристиками МПФ (модуляционной передаточной функции) детектора и регулировкой доступного охвата поля. В флуоресцентной микроскопии по видео, Б1С (дифференциально-интерференционный контраст), поляризации, темному полю и т.п., общее увеличение часто должно расти за предельным классическим "пустым увеличением", чтобы наблюдать моментальные объекты, диаметры которых расположены ниже предела разрешающей способности микроскопа. Тем не менее, в зависимости от характеристик МПФ, чувствительности и всех доступных пикселей в датчике, могут возникнуть конфликты между потребностью в большом увеличении, яркости изображения, и охвате поля. Чтобы оптимизировать общее увеличение изображения, может быть нужно убрать подгонку увеличения окуляра, и дополнительно выбрать объектив с соответствующим увеличением и соотношением числовой апертуры к увеличению. Окуляры изменения масштаба изображения особенно пригодны для тонкой регулировки увеличения, чтобы оптимизировать отношение сигнал/шум и время интеграции изображения в видео микроскопии. Для изображений с очень низким уровнем света, например, в фотонном изображении, увеличение окуляра менее, чем 1, возможно нужно для того, чтобы достаточно высоко поднять коэффициент сигнал/шум, при этом пожертвовав пространственным разрешением.
Дополнительно к урегулированию увеличения изображения и размещению выходного зрачка микроскопа в удобной позиции, окуляр компенсирует аберрации, которые не скорректированы должным образом в объективе и тубусной линзе. Окуляры Гюйгенса в комбинации с маломощными ахроматическими объективами и компенсационные окуляры в сочетании с высокоапертурными ахроматическими и апохроматическими объективами, корректируют поперечную хроматическую аберрацию. Некоторые высокоапертурные ахроматические объективы умышленно проектируются так, чтобы обеспечить остаточные аберрации (включая кривизну поля), которые подобны тем аберрациям в апохроматам, потому что некоторые компенсационные окуляры применяются, чтобы компенсировать аберрации в объективах обоих типов.
Определенные классы современных объективов достаточно хорошо корректируются, чтобы требовать минимальной компенсационной коррекции окуляров. Например, объективы Nikon CF и современные объективы Zeiss Jena разработаны таким образом, чтобы обеспечивать соответствующее хорошо корригированное промежуточное изображение, потому что окуляры сами по себе также свободны от поперечного и продольного хроматизма и некоторых сферических аберраций. Пренебрегая степенью коррекции в окулярах, современные микроскопы обеспечивают изображение с цветовой коррекцией, полем зрения и плоскостностью поля значительно лучше более ранних моделей.
Следует признать, что описание современных принципов построения микроскопов является Ноу-хау и не является предметом широкого обсуждения. Только специалисты могут судить о тех или иных конструктивных особенностях микроскопов конкурирующих между собой фирм-производителей данного виде техники. Основная задача инженеров при поиске новых подходов в реализации основного концептуального принципа- это прогнозируемость результата и удобство прибора при использовании его потребителем.
В этой связи необходимо отметить наличие в данной статье устаревших технических данных по микроскопам различных фирм, а также очевидную неконкретность в описании некоторых конструктивных решений. Авторы статьи пошли по пути простого описания схемных решений современных микроскопов различных производителей, без попытки анализа и комментариев их оптимальности.
Поверхностный подход к изложению материала, связанного с теоретическими и практическими изысканиями в построении схемных решений, например, микрообъективов, обусловливает наличие неправильного трактования и просто ошибок.
Некоторые материалы иллюстрируют подход 10 летней давности.
Вместе с тем, нами не обнаружено других источников, где в популярной и доступной форме изложено главное: как строится оптическая система современного микроскопа широкого назначения
→Объектив является самым важным элементом оптической системы микроскопа. С помощью объектива строится микроскопическое изображение с помощью входящих в конструкцию нескольких линз. Количество линз будет зависеть от задач, решаемых объективом, и может доходить до 14 штук (для получения наивысшего качества изображения).
В объективе выделяется фронтальная система линз, которая определяет рабочее расстояние и числовую апертуру, и последующие линзы, которые уже отвечают за увеличение и фокусное расстояние.
Существует несколько классификаций объективов на основе различных параметров. Ниже представлены наиболее распространенные наименования.
Классификация объективов по степени исправления искажений :
- Ахроматические объективы - устраняют хроматические аберрации благодаря наличию в конструкции объектива стеклянных элементов с разной дисперсией (в результате чего крайние лучи видимого спектра сходятся в одном фокусе).
- Флюоритовые объективы - устраняют окрашенность изображения с помощью цветокорректирующих добавок
- Апохроматические объективы - устраняет как хроматические, так и сферические аберрации.
- Полуапохроматические объективы - по конструкции те же апохроматы, однако более дешевый их вариант со средним качеством изображения.
- Планарные объективы - устраняют кривизну изображения по всему полю наблюдения.
Классификация объективов по увеличению :
- Объективы малых увеличений (до 10х).
- Объективы средних увеличений (до 50х).
- Объективы больших увеличений (50-100х)
- Объективы сверхбольших увеличений (более 100х).
Классификация объективов по числовой апертуре :
- Объективы малых числовых апертур (до 0,25).
- Объективы средних числовых апертур (до 0,65).
- Объективы больших числовых апертур (более 0,65).
В объективах с ирисовой диафрагмой есть возможность изменять числовую апертуру.
Классификация объективов по полю наблюдения :
- Объективы для наблюдения в пределах нормального поля (до 18 мм).
- Широкопольные объективы (до 22,5 мм).
- Сверхширокопольные объективы (более 22,5).
Теперь давайте разберемся в маркировке объектива для микроскопа. На объективе обязательно указывается увеличение, числовая апертура, а также может быть указана дополнительно буквенная маркировка. Например, что означает маркировка 40х/0,65 Ф? Первое числовое значение указывает на увеличение в 40х, второе на значение числовой апертуры - 0,65. Буквенная маркировка указывает на метод исследования объектива - Ф или Ph (фазовый, то есть с фазовым элементом внутри, которое представляет собой полупрозрачное кольцо). Также в буквенной маркировке могут быть обнаружены следующие обозначения: П или Pol (поляризационный объектив), Л или L (люминесцентный объектив), ФЛ или PhL (фазово-люминесцентный объектив) и так далее.
Также в буквенной маркировке может указываться тип оптической коррекции: АПО или APO (апохроматический), ПЛАН или PL (планарный), ПЛАН-АПО (планапохромат), СФ или М-ФЛЮАР (полуапохромат). Также могут встречаться такие маркировки как S (фирма OptiTech, ахромат с пружинным механизмом), или SemiPlan или SP (объективы - что-то среднее межу ахроматами и планахроматами).
И напоследок, следует отметить, что объективы могут быть сухие (безыммерсионные), с водной иммерсией или масляной иммерсией. Иммерсионная жидкость - это жидкость, которая находится между покровным стеклом и объективом и благодаря которой повышается разрешение объектива (используются в объективах с большими увеличениями). На иммерсию также указывает маркировка объектива: МИ или Oil (масляная иммерсия), ВИ или W (водная иммерсия).
Одна из самых главных частей микроскопа, как и телескопа, это объектив. К подбору и покупке объективов к микроскопу нужно подходить очень тщательно. От этого зависит качество изображения, даваемое микроскопом, и насколько мелкие детали вы сможете увидеть в него. На рынке можно встретить большое количество объективов для микроскопов разных производителей. По характеру оптической коррекции аберраций объективы делятся на ахроматы, апохроматы, планахроматы, планапохроматы. Встречаются специализированные объективы, но мы их рассматривать не будем, т.к. они нужны для специальных исследований и для домашнего пользования очень дорогие.
По виду иммерсии они делятся на безыммерсионные (сухие), с водной иммерсией и с масляной иммерсией. Иммерсия это когда между покровным стеклом и объективом находится иммерсионная жидкость и объектив в нее погружен. Это изменяет коэффициент преломления среды между объектом наблюдения и объективом, и все лучи попадают в объектив, т.е. значительно повышается разрешение объектива. Иммерсионные объективы обычно бывают с большими увеличениями от 40 и более крат. При масляной иммерсии используется кедровое или специальное синтетическое масло, использование других масел не допускается. В водной иммерсии используется дистиллированная вода.
Маркируются по иммерсии объективы микроскопом следующим образом.
МИ, Oil и черное кольцо на оправе объектива – масляная иммерсия.
ВИ, W и белое кольцо на объективе – водная иммерсия.
Цветовая идентификация принята в России, на зарубежных объективах может какое угодно быть кольцо по цвету.
Если на объективе микроскопа нет обозначений иммерсии, то это сухой объектив.
Давайте подробно рассмотрим каждый вид объектива.
Ахроматы. Объективы ахроматы имеют цветовую коррекцию по основной и двух дополнительных длин волн видимого диапазона спектра. Хроматическая разность увеличения не исправлена, но ее можно компенсировать т.н. компенсационным окуляром. Кривизна поля не исправлена и в объективы особенно с маленьким увеличением по краям поля зрения изображение размыто. В маркировке на оправе объектива обычно не указан код оптической коррекции.
На объективах фирмы OptiTech встречается маркировка (S ) - это объектив ахромат с пружинным механизмом, который защищает препаратотраздавливания объективоммикроскопа.
Апохроматы - это объективы, у которых полностью исправлена хроматическая аберрация, но хроматическая разность увеличения и кривизна поля зрения не исправлены. На оправе объектива указана маркировка АПО, APO .
Планахроматы – это объективы у которых исправлена кривизна поля, хроматическая аберрация и хроматическая разность увеличения. Очень полезный объектив, для малых увеличений, дающий резкое изображение по всему полю. Маркируется кодом ПЛАН, PL , Plan.
Планапохромат – это объектив с полной хроматической коррекцией, плоским полем и исправленной хроматической разностью увеличений. Это наиболее совершенный и дорогой объектив для микроскопа. Объектив маркируется кодом ПЛАН-АПО, Plan-apo.
На западе выпускают т.н. семипланаты (Semi-Plan). У этих объективы находятся между ахроматами и планахроматами, и у них уменьшена (не полностью исправлена) кривизна поля. Эти объективы маркируются кодом SP.
Рассмотрим подробно маркировку объективов к микроскопам.
На оправе объектива указывается увеличение объектива, например 4х, 40х, 100х. Чтобы рассчитать увеличение микроскопа нужно увеличение объектива умножить на увеличение окуляра.
После значения увеличения объектива микроскопа через дробь указывается т.н. числовая апертура (обозначается символом NA при расчетах). Числовая апертура показывает, какое максимально полезное увеличение можно добиться с этим объективом и какое разрешение имеет объектив. Максимально полезное увеличение микроскопа с данным объективом рассчитывается так числовая апертура умножается на 1000. Например, объектив микроскопа с числовой апертурой 0.65 имеет полезное увеличение 650х. Значительно большее увеличение смысла ставить нет, т.к. это не прибавит деталей, а только ухудшит контрастность и яркость изображения. Также можно рассчитать разрешение объектива. Для этого нужно поделить длинно волны в мкм при которой наблюдаем на удвоенную числовую апертуру. Качественные иммерсионные объективы с числовой апертурой 1,40 дают разрешение порядка 0,12мкм.
Под увеличением и числовой апертурой на объективе микроскопа иногда указываются и другие параметры. Например, длина тубуса микроскопа, с которым объектив может работать со штатным увеличением. Например, обычная длина тубуса 160мм. Также указывается толщина покровного стекла, с которым штатно будет работать объектив, обычно это 0,17 мм.
Рассмотрим на примерах маркировку объективов микроскопов.
|
|
|
|
|
Объектив производства Биомед Планахромат, увеличение 4х, числовая апертура 0,10, длинна тубуса микроскопа с которым объектив будет работать штатно 160 мм, толщина покровного стекла 0,17мм |
Объектив производства OptiTech Ахромат, увеличение 60х, числовая апертура 0,85, длинна тубуса микроскопа с которым объектив будет работать штатно 160 мм, толщина покровного стекла 0,17мм |
Объектив производства OptiTech Планахромат, увеличение 100х, числовая апертура 1,25, длинна тубуса микроскопа с которым объектив будет работать штатно 160 мм, толщина покровного стекла 0,17мм, объектив с масляной иммерсией |
Как же все-таки выбрать объектив для микроскопа. Если вы хотите наблюдать насекомых или другие более-менее крупные объекты, то нужно стремиться купить объектив с небольшим увеличением, например 4х. Но самое главное чтобы объектив был с кодом коррекции ПЛАН, PL или Plan . Эти объективы дадут резкое изображение по всему полю зрения. Если вы хотите делать снимки через микроскоп, то желательно купить объектив не только с коррекцией поля, но и с полной коррекцией хроматической аберрацией и хроматической разностью увеличений. Но эти объективы очень дороги. Для наблюдения бактерий нужно стремится купить иммерсионный объектив с максимально возможной числовой апертурой. Это позволит применять большие увеличения.
Виталий Шведун
Страницы по теме: