Микроскоп. Устройство микроскопа. Объективы и окуляры

1. Устройство микроскопа. Современный микроскоп советского» производства ВОМПа (Всесоюзного объединения оптико-механической промышленности) изображен на рисунке 435. Схема хода лучей в нем изображена на рисунке 436.

Рис. 435. Микроскоп

Рис. 436. Ход лучей в микроскопе

На обоих рисунках одни и те же части помечены одинаковыми цифрами. Как видно из схемы хода лучей, назначение зеркала (16)— направить лучи от источника света вверх на рассматриваемый препарат. Обычно одна оправа содержит два зеркала: одно — плоское, другое — вогнутое. Плоское зеркало только поворачивает лучи, вогнутое поворачивает и собирает. Следовательно вогнутое зеркало даст более сильное освещение.

Когда рассматриваемый препарат очень мал, а, значит, увеличение нужно очень большое то для большей концентрации света употребляют еще конденсор (14) — плосковыпуклую линзу (систему линз), сильно собирающую лучи идущие от зеркала. Главный фокус конденсора лежит на 1—2 мм выше плоской части, поэтому конденсор обычно поднимают вверх до соприкосновения с предметным стеклом.

Микроскопы, предназначенные для малых увеличений, обычно конденсора не имеют.

За препаратом помещается объектив. Таким образом, препарат рассматривается в проходящем свете. Объектив — самая сложная и. самая важная часть микроскопа.

Обычно к одному штативу (так называют весь микроскоп без оптических частей) прилагают несколько объективов, различающихся по даваемому ими увеличению. На каждом объективе ВОМПа поставлена число, указывающее собственное увеличение объектива и апертуру. Заграничные фирмы обозначают объектив условными знаками: цифрами или буквами, восходящими в порядке оптической силы объективов. Цейсе на апохроматах ставит фокусное расстояние объектива.

На другом конце раздвижного тубуса (9) помещают окуляр. На окулярах ВОМПа стоят числа со знаком умножения, показывающие их увеличение. Заграничные фирмы нумеруют окуляры в порядке восходящего увеличения. По внешности чем короче окуляр, тем он сильнее. Весь тубус может быть поднимаем или опускаем грубо при помощи кремальеры и винта (7) и очень тонко при помощи микрометрического винта (5).

2. Объективы и окуляры. Нижняя линза объектива, обращенная к препарату, носит название фронтальной. Грубо говоря, это — основная линза. Увеличение, главным образом, зависит от нее. Все остальные линзы преимущественно исправляют оптические недостатки фронтальной линзы.

Объективы, в которых в значительной мере исправлены все недостатки, а в особенности хроматическая аберрация, носят название ахроматических. Объективы, в которых в погоне за еще большим уничтожением всех недостатков оставлена некоторая аберрация в синих лучах, носят название апохроматов, — это высший сорт объективов.

Оставшаяся в них небольшая аберрация исправляется специально сконструированными окулярами — компенсационными. Кроме своей оптической силы, объективы классифицируются по той среде, которую приходится проходить лучам между покровным стеклом и объективом.

На рисунке (437) изображен ход лучей от средней точки препарата через покровное стекло и далее в объектив в трех случаях: а) промежуточная среда — воздух (n =1 ); б) промежуточная среда — вода (n = 1,33) и в) промежуточная среда — кедровое масло (n = 1,515).

Рис. 437. Значение промежуточной среды

Из рисунка явствует, что чем меньше показатель преломления промежуточной среды, тем благодаря полному внутреннему отражению меньше лучей попадает в объектив).

Объектив, рассчитанный на промежуточную среду — воздух, называется сухим; объективы, рассчитанные на жидкую промежуточную среду, называются иммерсионными (погруженными). В случае воды иммерсия называется водной; в случае масла — масляной, или гомогенной. На иммерсионных объективах это всегда отмечено (рис. 438). Все слабые объективы сухие, самые сильные – иммерсионные.

Рис. 438. Иммерсионный объектив

По внешности чем сильнее объектив, тем меньше диаметр фронтальной линзы.

Так как при помощи окуляра можно рассмотреть лишь то, что дал объектив, то очень сильные окуляры бесполезны, совершенно так же, как бесполезно в лупу рассматривать рисунки, помещаемые в газетах. Поэтому следует всегда стремиться получать нужное увеличение при помощи объектива, а не окуляра. Это общее правило требует приспособления для удобной и быстрой замены одного объектива другим.

Таким приспособлением является револьвер (12, рис. 435 и рис. 439), поворот которого сразу устанавливает другой объектив в нужном месте. Обычно микроскопы снабжаются окулярами Гюйгенса, состоящими из двух линз (рис. 440). Нижняя линза L₁ (рис. 441), помещаемая ниже того места, где без нее получилось бы изображение предмета, даваемое объективом, перехватывает пучки лучей и наклоняет их к главной оптической оси.

Рис. 439. Револьвер

Рис. 440. Окуляр Гюйгенса

Рис. 441. Ход лучей в окуляре

Благодаря этому изображение несколько уменьшается, но зато пучки, ранее сильно расходившиеся, получают возможность попасть в верхнюю глазную линзу L₂ малых размеров, служащую лупой. Это позволяет наблюдателю, не перемещая глаза, сразу осматривать все поле зрения.

Рис. 442. Окулярный микрометр

Так как в плоскости MN получается действительное изображение объекта, то, поместив здесь шкалу, можно одновременно видеть м объектив и шкалу. Такие шкалы называются окулярными. Обычно в окулярах в этом месте помещается диафрагма, на которую можно поместить окулярный микрометр (рис. 442).