Типы микроскопов
Существует несколько типов микроскопа: начального уровня, учебные, инструментальные стереоскопические, биологические, электронные и цифровые. Микроскопы начального уровня состоят из неподвижного столика, одного объектива, нескольких окуляров и зеркального осветителя. У них нет полноценного конденсора. Микроскопы для новичков дают увеличение около 200х.
Учебные микроскопы чаще всего приобретают для школьников. Они состоят из монокулярной и револьверной насадок с 3 объективами, простого конденсора, а также освещения или встроенного зеркальца. Учебные микроскопы дают увеличение до 650х.
Инструментальный стереоскопический микроскоп или стереомикроскоп предназначен для наблюдения за крупными объектами: бабочками, насекомыми, кристаллами, ювелирными изделиями и мелкими часовыми механизмами. Инструментальный стереоскопический микроскоп дает увеличение до 100х и объемное изображение благодаря отдельным оптическим системам для каждого глаза.
Биологический микроскоп состоит из подвижного предметного столика, сложного конденсора, встроенного освещения, иммерсионного объектива, монокулярной или бинокулярной, а также револьверной насадок с 3 объективами. Биологический микроскоп дает увеличение 1000-1500х. Биологический микроскоп с бинокулярными насадками дает плоское изображение.
Электронные микроскопы используют в лабораториях, так как они во многом превосходят оптические модели. Однако электронные микроскопы не подходят для использования в домашних условиях, так как очень сложно понять их устройство и принцип работы.
Цифровые микроскопы являются самыми функциональными и, соответственно, дорогими. Они позволяют передавать полученное изображение экран компьютера, а также подключать к ним фотоаппарат и видеокамеру. Полученные изображения можно хранить на цифровом носителе и корректировать. Цифровые микроскопы отличаются от электронных моделей своей компактностью и низким энергопотреблением.
Строение микроскопа:
Микроскоп состоит из тубуса, с расположенным в нем окуляром, и объектива. Тубус фиксируется на стойке, к которой крепится предметный столик и конденсор с осветителем. Осветлитель может представлять собой встроенную лампу или зеркальце. Электрический осветитель дает более яркое изображение по сравнению с зеркальным.
Конденсор предназначен для регулировки освещенности. В самых простых моделях микроскопах конденсор не предусмотрен, либо установлена одиночная линза с колесом диафрагм. Для удобства пользования рекомендуется приобрести микроскоп с подвижным предметным столиком.
Объектив:
Объектив крепится в револьверной головке микроскопа. Это позволяет устанавливать сразу 3-4 объектива и быстро менять увеличение. В микроскопах начального уровня предусмотрен только один объектив. Увеличение в таком устройстве можно менять посредством замены окуляров.
Объективы бывают безыммерсионные (сухие), с водной или масляной иммерсией. Иммерсия позволяет существенно увеличить разрешение объектива. Иммерсионные объективы обычно дают увеличение от 40 и более крат. Для масляной иммерсии используется кедровое или специальное синтетическое масло, а для водной – дистиллированная вода.
Для иммерсионных объективов существует своя маркировка. Так, обозначение МИ, Oil и черное кольцо на оправе объектива приняты для масляной иммерсии. Индексы ВИ, W и белое кольцо на объективе означают, что объектив с водной иммерсией. Если на объективе микроскопа отсутствует маркировка иммерсии, значит, объектив сухой.
По типу оптической коррекции объективы делятся на ахроматы, апохроматы, планахроматы, планапохроматы и семипланаты. Хроматическая разность увеличения и кривизна поля у объективов ахроматов не исправлены, поэтому изображение по краям поля зрения получается размытым. В маркировке объектива не указывается код оптической коррекции.
У объективов апохроматов исправлена только хроматическая аберрация, а хроматическая разность увеличения и кривизна поля зрения нет. В маркировке объектива указывается код оптической коррекции АПО, APO.
У объективов планахроматов полностью исправлены кривизна поля, хроматическая аберрация и разность увеличения. Этот объектив используется для малых увеличений, так как дает резкое изображение по всему полю. В маркировке объектива указывается код оптической коррекции ПЛАН, PL, Plan.
У объективов планапохроматов полностью исправлена хроматическая аберрация. Они также характеризуются плоским полем и откорректированной хроматической разностью увеличений. В маркировке объектива указывается код оптической коррекции ПЛАН-АПО, Plan-apo.
У объективов семипланатов (Semi-Plan) параметры оптической коррекции аберрации находятся между ахроматами и планахроматами. Также у них уменьшена кривизна поля. В маркировке объектива указывается код оптической коррекции SP.
Если вы хотите наблюдать через микроскоп крупные объекты, то тогда вам следует приобрести объектив с небольшим увеличением и кодом коррекции ПЛАН, PL или Plan. Такой объектив дает резкое изображение по всему полю зрения. Если вы собираетесь делать снимки через микроскоп, то необходимо выбирать объектив с полной коррекцией хроматической аберрацией, коррекцией поля и хроматической разностью увеличений.
Маркировка объективов:
На оправе объектива указывается увеличение объектива, а через дробь – числовая апертура NA, которая обозначает максимально полезное увеличение, а также показывает, какое разрешение имеет объектив. На объективе иногда также указывается длина тубуса микроскопа и толщина покровного стекла, с которыми объектив будет работать со штатным увеличением.
Увеличение:
Увеличение микроскопа зависит от параметров объектива и окуляра измеряется в кратах (х). Увеличение рассчитывается по формуле: увеличение окуляра умножить на увеличение объектива. Увеличение микроскопа непосредственно зависит от увеличения объектива. Увеличение объектива, в свою очередь, бывает малым (до 10х), средним (до 50х), большим (более 50х) и сверхбольшим (более 100х). Увеличение микроскопа может достигать 2000х.
У исследовательских микроскопов увеличение окуляра равно 10х, а увеличение объективов составляет 4-100х. На увеличение микроскопа также влияет его конструкция. Для ребенка подойдет микроскоп с увеличением до 200х, для школьника или новичка – с увеличением 400х, а для знатока – с увеличением 1500-2000х.
Разрешающая способность:
Кроме увеличения микроскопа есть еще одна важная характеристика, которая отвечает за четкость и качество изображения, разрешающая способность. Разрешающая способность зависит от конденсора и объектива и вычисляется по формуле: длину световой волны делить на 2 числовые апертуры. Чем больше апертура объектива, тем выше разрешающая способность микроскопа.
Пределом разрешения является минимальное расстояние, при котором все точки четко видны. Максимальная разрешающая способность оптического микроскопа составляет 0,2мкм. Существует также полезное увеличение микроскопа, при котором объект наблюдают под предельным углом зрения. Максимальное полезное увеличение непосредственно зависит от числовой апертуры объектива, увеличенной в 500-1000 раз.
Числовая апертура сухих объективов равна 1,0, соответственно, максимальное полезное увеличение микроскопа составляет 1000х. Числовая апертура иммерсионных объективов равна 1.25, поэтому максимальное полезное увеличение микроскопа составляет 1250х. Как меньшее, так и большее увеличение микроскопа считается бесполезным, так как не даст четкости изображения, а, наоборот, сделает его неясным и расплывчатым.
Окуляры:
Окуляры бывают 3 типов: монокулярные, бинокулярные и тринокулярные. Монокулярные насадки оснащены только одним окуляром для одного глаза. Бинокулярные насадки имеют по одному окуляру на каждый глаз. Тринокулярные насадки состоят из бинокулярной и монокулярной окуляров.
Для школьных микроскопов предназначены простые окуляры системы Гюйгенса, с указанием на оправе только их увеличение. У этих окуляров небольшое поле зрения и отсутствует коррекция хроматизма. Компенсационные окуляры имеют на оправе соответствующую маркировку К. Такие окуляры подходят для микросъемки цифровыми фотоаппаратами. Производят несколько видов компенсационных окуляров, в том числе и широкоугольные с маркировкой WF.
Измерительные окуляры со шкалой предназначены для точного измерения размеров наблюдаемого объекта. Такие окуляры комплектуются сеткой, при помощи которой измеряется площадь объекта наблюдения.
Учебные микроскопы идут в комплекте с окуляром с указателем, который представляет собой специальную съемную иглу. Посредством этой иглы можно указать на конкретную часть наблюдаемого объекта.
Полезные советы:
При выборе микроскопа обратите внимание на его эргономичность, чтобы глаза не уставали даже после долгих исследований. Обратите внимание на четкость, контрастность и насыщенность изображения. Если вы выбираете бинокулярный микроскоп, то проверьте регулировку расстояния между зрачками.
Лучше отдавать предпочтение подвижному предметному столику, так как он регулируется микрометрическими винтами и позволяет передвигать объект без помощи рук. В случае же со статичным столиком, объект придется двигать вручную.
Если вы приобретаете микроскоп с опцией подключения к камере, то к нему должен прилагаться специальный фото адаптер, а также набор окуляров и предметные стекла. Обратите внимание на качество всех деталей микроскопа, особенно объективов и окуляров.
Микроскоп должен быть удобным в эксплуатации и ремонте, а также подлежать детальной настройке. При выборе микроскопа проверьте прочность крепления тубуса к стойке. При покупке микроскопа лучше отдать предпочтению устройству с электрическим освещением, чем с зеркальными осветителями.
При выборе микроскопа отдавайте предпочтение бинокулярному устройству для удобства при наблюдении за объектами, так как он позволяет увидеть изображение обоими глазами. Оптимальным вариантом будет микроскоп с револьверной головкой, так как в ней находится сразу несколько объективов, позволяющих менять увеличение предмета.
Советы по уходу за микроскопом:
Существует техника безопасности при работе с микроскопами любой марки и конструкции, а также общие правила эксплуатации, настройки и ухода за ними. Для того чтобы микроскоп служил долго и исправно, за ним необходим тщательный уход.
- Для защиты микроскопа от попадания на него пыли, храните его в полиэтиленовом чехле или под стеклянным колпаком. Если вы не пользуетесь микроскопом, то желательно убрать его в ящик или шкаф. Берегите микроскоп от механических повреждений, а при переносе, одной рукой придерживайте штатив устройства, а другой – его основание.
- Проверяйте прочность крепления объективов в гнезде револьверного устройства. Следите, чтобы линзы объективов, окуляров и конденсора не соприкасались с различными реактивами. Нельзя снимать бинокулярную насадку, а также прикасаться к любой стеклянной поверхности пальцами рук, особенно, тубусной линзы, чтобы не оставить жирные следы.
- Нельзя снимать металлический корпус объектива и разбирать его. Держите объективы опущенными, когда вы не пользуетесь микроскопом. Следите, чтобы они не касались предметного столика. Перед началом или после работы при необходимости следует протирать объективы, окуляры и конденсоры микроскопа.
- Дважды в год необходимо чистить и смазывать металлические части микроскопа силиконовой смазкой. Микроскоп нужно ставить только на прочную ровную поверхность, чтобы он не упал. Держите микроскоп подальше от воды в сухом прохладном месте при температуре +10 градусов, чтобы защитить его от образования плесени и коррозии.
- Время от времени осматривайте линзы на предмет пыли. Если на них скопилась пыль, то ее удаляют мягкой кисточкой, смоченной в эфире. Нельзя надавливать на линзы во время их чистки, так как можно их поцарапать, даже если вы пользуетесь специальными салфетками. При сильном загрязнении линз их следует протереть чистой полотняной или батистовой тряпочкой, слегка смоченной в чистом бензине или эфире.
- Для удаления масла с объектива микроскопа используют специальную жидкость и салфетки. После окончания работы иммерсионный объектив необходимо почистить специальным набором. Объективы чистят ватной палочкой или тампоном, смоченным в спирте. Во время чистки объектива нельзя надавливать не него, иначе линзы могут выпасть из оправы.
- Особенно бережно выполняйте чистку конденсора, иначе из строя может выйти осветительная система микроскопа. Нельзя надавливать на линзу или сильно смачивать ее спиртовой смесью. Корпус конденсора со стороны осветителя продувается при помощи резиновой груши.
- Металлический штатив микроскопа очищают ватой, смоченной в спирте. Нельзя надавливать на корпус микроскопа. Для комплексной чистки микроскопа необходимо запастись специальным набором, который состоит из ваты, фланелевой салфетки, тряпочки для чистки линз, эфира, чистого спирта и заостренной на конце палочки.
Если правильно использовать микроскоп и следовать всем вышеперечисленным советам, то Ваш микроскоп прослужит Вам от 10 лет и дольше.
Желаем удачного выбора!