Осветительные устройства микроскопов

К осветительным устройствам микроскопов предъявляются высокие требования, т.к. качество подсветки препарата сильно влияет на характеристики микроскопа. Ведь освещенность изображения изменяется в Г² paз.

Осветители микроскопов можно разделить на следующие группы:

I) для прозрачных объектов, структура которых имеет различную величину светопоглощения по полю;

2) для непрозрачных объектов (в отраженном свете), структура которых имеет различный коэффициент отражения;

3) для прозрачных объектов, структура которых имеет одинаковую величину светопоглощения. но различную оптическую плотность,

4) для люминесцентных микроскопов.

Кроме того осветители подразделяются в зависимости от метода освещения объекта.

Освещение может производится по методам светлого или темного поля.

В первом случае весь свет, прошедший от источника через объект (отраженный от объекта) попадает в объектив микроскопа. Получаем светлый фон и темные частицы.

Во втором случае в объектив попадает только свет, который диффузно рассеивается частицами объекта. Остальной свет проходит мимо отверстия объектива. Получаем темный фон и светлые частицы.

При освещении объектов, имеющих одинаковое светопоглощение, но не одинаковую оптическую плотность, применяют метод фазового контраста. Метод заключается в преобразовании фазовых изменении в амплитудные.

Осветители в проходящем свете для микроскопов с малым увеличением состоят из зеркала, укрепленного на оси, которое имеет две отражающие поверхности, с одной стороны плоскую поверхность, с другой - вогнутую сферической формы.

Рис. 3.2.2.3-1

Используется для подсветки поля микроскопов с А = 0,1. При большой апертуре применяются более сложные оптические системы. Наиболее распространенной является система Келлера.

Рис. 3.2.2.3-2

Источник света проектируется коллектором в плоскость апертурной диафрагмы конденсора, установленном в его переднем фокусе. Конденсор проектирует источник в плоскость входного зрачка объектива. При этом изображение источника света должно полностью заполнять входном зрачок объектива микроскопа.

При наблюдении непрозрачных объектов в светлом поле освещение производится через объектив, т.е. объектив играет роль конденсора. Применяются две схемы.

В первой схеме между линзами объектива в параллельном ходе лучей устанавливается полупрозрачное зеркало, которое отражает часть света и направляет его в нижнюю часть объектива. Свет, отразившись от объекта, опять направляется в объектив (схема Бека).

Рис. 3.2.2.3-3

Bо второй схеме вместо зеркала установлена призма, которая экранирует часть отверстия объектива, а стадо быть и уменьшает апертуру объектива (схема Наше).

Каждая схема имеет свои достоинства и недостатки. В первой снижается контраст изображения, но полностью используется источник света, и полностью используется разрешающая способность объектива. Во второй - не полностью используется разрешающая способность объектива, но отсутствуют другие недостатки. Поэтому схема используется в микрофотографии, где необходим большой контраст в изображении.

При наблюдении в микроскоп неровностей или частиц, имеющих малый контраст, применяется освещение объекта по методу темного поля. Для этого метода применяются конденсоры, апертура которых больше апертуры объектива. Апертурную диафрагму конденсора заменяют кольцевой диафрагмой, которая перекрывает апертурную диафрагму объектива микроскопа и пучки света не попадают в объектив микроскопа. При отсутствии объекта в поле зрения будет наблюдаться темное поле. При помещении объекта перед микроскопом, его мелкие частицы отражают свет, который попадает в объектив, поэтому они будут наблюдаться светлыми на темном фоне.

Рис. 3.2.2.3-4

Линзовый конденсор при освещении по методу темного поля благодаря многократному отражению от поверхностей линз не обеспечивает темного поля. Этот недостаток устраняется при применении зеркальных конденсоров. К таковым относятся парабалоидконденсор и более совершенный кардиоидконденсор.

Рис. 3.2.2.3-5

Парабалоидконденсор представляет собой стеклянное тело, ограниченное с боков поверхностью, имеющую форму параболоида вращения сточкой в осевой точке предмета. Верхняя и нижняя грани плоские и расположены перпендикулярно оси параболоида. В таком конденсоре исключена сферическая аберрация.

У кардиоидконденсора не только устранена сферическая аберрация, но он еще удовлетворяет закону синусов, т.е. является апланатическим. Благодаря этому все зоны его оптической системы обладает одним увеличением, что важно для масимального использования световой энергии.

Конденсор состоит из двух оптических деталей, одна из которых имеет две сферические поверхности (вначале первая поверхность имела образующей кардиоиду). Верхняя и нижняя поверхности плоские. На нижней поверхности устанавливается кольцевая диафрагма.

При непрозрачном предмете вместо полупрозрачного зеркала (схема Бека) устанавливается кольцевое зеркало, а вокруг объектива - параболический отражатель.