Для чего нужен диафрагма в микроскопе
Что такое полевая диафрагма?
Прежде чем говорить о термине «полевая диафрагма», стоит определиться с тем, что вообще такое диафрагма. Ею называют непрозрачную перегородку, которая используется для полного или частичного перекрытия светового потока в оптических системах. Диафрагма может быть апертурной или полевой. В микроскопах любительского уровня обычно можно встретить только апертурную, а вот на лабораторные микроскопы для профессиональных исследований часто устанавливают оба вида.
Апертурная диафрагма работает непосредственно со световым пучком, уменьшая или увеличивая его ширину. Полевая диафрагма микроскопа тоже влияет на освещенность образца, но делает это иначе – она ограничивает или расширяет поле зрения.
Микроскопы с разными типами диафрагм представлены в этом разделе. Если затрудняетесь с выбором, наши консультанты всегда готовы помочь. Звоните или пишите!
4glaza.ru
Апрель 2019
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Из чего состоит микроскоп?
Поговорим об осветительной системе: зеркало для микроскопа или светодиод?
Для наблюдений микромира хорошее освещение настолько же важно, как и качество оптики микроскопа. Светодиоды, галогенные лампы, зеркало – для микроскопа могут использоваться разные источники освещения. У каждого есть свои плюсы и минусы. Зеркало выбирают для микроскопа, когда не планируют вести наблюдения при слабой освещенности. Или когда важна безопасность. Например, для ребенка лучше выбирать зеркало, так как для работы такой подсветки не требуется подключение к сети, а значит, нет контакта с электричеством. Для лабораторных исследований чаще всего выбирают светодиод – он обеспечивает наиболее равномерное и яркое освещение. Галогенные лампы хороши в случаях, когда важна правильность цветопередачи или требуется бюджетный вариант осветителя. Светодиод и галогенная лампа могут работать от сети, от батареек или от аккумуляторов – это зависит от модели микроскопа.
Подсветка может быть верхней, нижней или комбинированной. Ее расположение влияет на то, какие микропрепараты можно изучать при помощи микроскопа. С нижней подсветкой изучают прозрачные образцы, с верхней – непрозрачные, комбинированная (и верхняя, и нижняя) подсветка дает возможность изучать и прозрачные, и непрозрачные, и полупрозрачные образцы.
Что такое «диафрагма микроскопа»
Под предметным столиком, на который кладется образец для исследований, располагается диафрагма микроскопа. Она может быть дисковой или ирисовой. Диафрагма предназначена для регулировки интенсивности освещения: с ее помощью можно отрегулировать толщину светового пучка, идущего от осветителя. Дисковая диафрагма – это небольшая пластина с отверстиями разного диаметра. Ее обычно устанавливают на любительские микроскопы. Ирисовая диафрагма состоит из множества лепестков, с помощью которых можно плавно изменять диаметр светопропускающего отверстия. Она чаще встречается в микроскопах профессионального уровня.
Оптическая часть: окуляры и объективы
Объективы и окуляры – наиболее популярные запчасти для микроскопа. Хотя далеко не все микроскопы поддерживают смену этих аксессуаров. Оптическая система отвечает за формирование увеличенного изображения. Чем она лучше и совершеннее, тем картинка получается четче и подробнее. Но высочайший уровень качества оптики нужен только в профессиональных микроскопах. Для любительских исследований достаточно стандартной стеклянной оптики, обеспечивающей увеличение до 500–1000 крат. А вот пластиковых линз мы рекомендуем избегать – качество картинки в таких микроскопах обычно расстраивает.
Механические элементы
В любом микроскопе присутствуют элементы, которые позволяют исследователю управлять фокусом, регулировать положение исследуемого образца, настраивать рабочее расстояние оптического прибора. Все это часть механики микроскопа: коаксиальные механизмы фокусировки, препаратоводитель и препаратодержатель, ручки регулировки резкости, предметный столик и многое другое.
В этой статье мы постарались ответить на вопрос, из чего состоит микроскоп, и вкратце рассказали об устройстве классического оптического микроскопа. Раздел с микроскопами представлен по ссылке – приглашаем вас за покупками!
4glaza.ru
Февраль 2018
Статья обновлена в апреле 2020 года.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Для чего нужен диафрагма в микроскопе
фЕНБ: хУФТПКУФЧП НЙЛТПУЛПРБ Й РТБЧЙМБ ТБВПФЩ У ОЙН
нБФЕТЙБМЩ Й ПВПТХДПЧБОЙЕ. нЙЛТПУЛПРЩ: нвт-1, вйпмбн, нйлнед-1, нву-1; ЛПНРМЕЛФ РПУФПСООЩИ НЙЛТПРТЕРБТБФПЧ «бОБФПНЙС ТБУФЕОЙК».
тБЪТЕЫБАЭБС УРПУПВОПУФШ НЙЛТПУЛПРБ ДБЕФ ТБЪДЕМШОПЕ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ДЧХИ ВМЙЪЛЙИ ДТХЗ ДТХЗХ МЙОЙК. оЕЧППТХЦЕООЩК ЮЕМПЧЕЮЕУЛЙК ЗМБЪ ЙНЕЕФ ТБЪТЕЫБАЭХА УРПУПВОПУФШ ПЛПМП 1/10 НН ЙМЙ 100 НЛН. мХЮЫЙК УЧЕФПЧПК НЙЛТПУЛПР РТЙНЕТОП Ч 500 ТБЪ ХМХЮЫБЕФ ЧПЪНПЦОПУФШ ЮЕМПЧЕЮЕУЛПЗП ЗМБЪБ, Ф. Е. ЕЗП ТБЪТЕЫБАЭБС УРПУПВОПУФШ УПУФБЧМСЕФ ПЛПМП 0,2 НЛН ЙМЙ 200 ОН.
тБЪТЕЫБАЭБС УРПУПВОПУФШ Й ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ОЕ ПДОП Й ФПЦЕ. еУМЙ У РПНПЭША УЧЕФПЧПЗП НЙЛТПУЛПРБ РПМХЮЙФШ ЖПФПЗТБЖЙЙ ДЧХИ МЙОЙК, ТБУРПМПЦЕООЩИ ОБ ТБУУФПСОЙЙ НЕОЕЕ 0,2 НЛН, ФП, ЛБЛ ВЩ ОЕ ХЧЕМЙЮЙЧБФШ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ, МЙОЙЙ ВХДХФ УМЙЧБФШУС Ч ПДОХ. нПЦОП РПМХЮЙФШ ВПМШЫПЕ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ, ОП ОЕ ХМХЮЫЙФШ ЕЗП ТБЪТЕЫЕОЙЕ.
ч ХЮЕВОЩИ МБВПТБФПТЙСИ ПВЩЮОП ЙУРПМШЪХАФ УЧЕФПЧЩЕ НЙЛТПУЛПРЩ, ОБ ЛПФПТЩИ НЙЛТПРТЕРБТБФЩ ТБУУНБФТЙЧБАФУС У ЙУРПМШЪПЧБОЙЕН ЕУФЕУФЧЕООПЗП ЙМЙ ЙУЛХУУФЧЕООПЗП УЧЕФБ. оБЙВПМЕЕ ТБУРТПУФТБОЕОЩ УЧЕФПЧЩЕ ВЙПМПЗЙЮЕУЛЙЕ НЙЛТПУЛПРЩ: вйпмбн, нйлнед, нвт (НЙЛТПУЛПР ВЙПМПЗЙЮЕУЛЙК ТБВПЮЙК), нвй (НЙЛТПУЛПР ВЙПМПЗЙЮЕУЛЙК ЙУУМЕДПЧБФЕМШУЛЙК) Й нву (НЙЛТПУЛПР ВЙПМПЗЙЮЕУЛЙК УФЕТЕПУЛПРЙЮЕУЛЙК). пОЙ ДБАФ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ Ч РТЕДЕМБИ ПФ 56 ДП 1350 ТБЪ. уФЕТЕПНЙЛТПУЛПР (нву) ПВЕУРЕЮЙЧБЕФ РПДМЙООП ПВЯЕНОПЕ ЧПУРТЙСФЙЕ НЙЛТППВЯЕЛФБ Й ХЧЕМЙЮЙЧБЕФ ПФ 3,5 ДП 88 ТБЪ.
ч НЙЛТПУЛПРЕ ЧЩДЕМСАФ ДЧЕ УЙУФЕНЩ: ПРФЙЮЕУЛХА Й НЕИБОЙЮЕУЛХА (ТЙУ. 1). л ПРФЙЮЕУЛПК УЙУФЕНЕ ПФОПУСФ ПВЯЕЛФЙЧЩ, ПЛХМСТЩ Й ПУЧЕФЙФЕМШОПЕ ХУФТПКУФЧП (ЛПОДЕОУПТ У ДЙБЖТБЗНПК Й УЧЕФПЖЙМШФТПН, ЪЕТЛБМП ЙМЙ ЬМЕЛФТППУЧЕФЙФЕМШ).
тЙУ. 1. хУФТПКУФЧП УЧЕФПЧЩИ НЙЛТПУЛПРПЧ:
пЛХМСТ ХУФТПЕО ОБНОПЗП РТПЭЕ ПВЯЕЛФЙЧБ. пО УПУФПЙФ ЙЪ 2-3 МЙОЪ, ЧНПОФЙТПЧБООЩИ Ч НЕФБММЙЮЕУЛЙК ГЙМЙОДТ. нЕЦДХ МЙОЪБНЙ ТБУРПМПЦЕОБ РПУФПСООБС ДЙБЖТБЗНБ, ПРТЕДЕМСАЭБС ЗТБОЙГЩ РПМС ЪТЕОЙС. оЙЦОСС МЙОЪБ ЖПЛХУЙТХЕФ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ПВЯЕЛФБ, РПУФТПЕООПЕ ПВЯЕЛФЙЧПН Ч РМПУЛПУФЙ ДЙБЖТБЗНЩ, Б ЧЕТИОСС УМХЦЙФ ОЕРПУТЕДУФЧЕООП ДМС ОБВМАДЕОЙС. хЧЕМЙЮЕОЙЕ ПЛХМСТПЧ ПВПЪОБЮЕОП ОБ ОЙИ ГЙЖТБНЙ: И7, И10, И15. пЛХМСТЩ ОЕ ЧЩСЧМСАФ ОПЧЩИ ДЕФБМЕК УФТПЕОЙС, Й Ч ЬФПН ПФОПЫЕОЙЙ ЙИ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ВЕУРПМЕЪОП. фБЛЙН ПВТБЪПН, ПЛХМСТ, РПДПВОП МХРЕ, ДБЕФ РТСНПЕ, НОЙНПЕ, ХЧЕМЙЮЕООПЕ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ОБВМАДБЕНПЗП ПВЯЕЛФБ, РПУФТПЕООПЕ ПВЯЕЛФЙЧПН.
дМС ПРТЕДЕМЕОЙС ПВЭЕЗП ХЧЕМЙЮЕОЙС НЙЛТПУЛПРБ УМЕДХЕФ ХНОПЦЙФШ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ПВЯЕЛФЙЧБ ОБ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ПЛХМСТБ.
пУЧЕФЙФЕМШОПЕ ХУФТПКУФЧП УПУФПЙФ ЙЪ ЪЕТЛБМБ ЙМЙ ЬМЕЛФТППУЧЕФЙФЕМС, ЛПОДЕОУПТБ У ЙТЙУПЧПК ДЙБЖТБЗНПК Й УЧЕФПЖЙМШФТПН, ТБУРПМПЦЕООЩИ РПД РТЕДНЕФОЩН УФПМЙЛПН. пОЙ РТЕДОБЪОБЮЕОЩ ДМС ПУЧЕЭЕОЙС ПВЯЕЛФБ РХЮЛПН УЧЕФБ.
ъЕТЛБМП УМХЦЙФ ДМС ОБРТБЧМЕОЙС УЧЕФБ ЮЕТЕЪ ЛПОДЕОУПТ Й ПФЧЕТУФЙЕ РТЕДНЕФОПЗП УФПМЙЛБ ОБ ПВЯЕЛФ. пОП ЙНЕЕФ ДЧЕ РПЧЕТИОПУФЙ: РМПУЛХА Й ЧПЗОХФХА. ч МБВПТБФПТЙСИ У ТБУУЕСООЩН УЧЕФПН ЙУРПМШЪХАФ ЧПЗОХФПЕ ЪЕТЛБМП.
ьМЕЛФТППУЧЕФЙФЕМШ ХУФБОБЧМЙЧБЕФУС РПД ЛПОДЕОУПТПН Ч ЗОЕЪДП РПДУФБЧЛЙ.
лПОДЕОУПТ УПУФПЙФ ЙЪ 2-3 МЙОЪ, ЧУФБЧМЕООЩИ Ч НЕФБММЙЮЕУЛЙК ГЙМЙОДТ. рТЙ РПДЯЕНЕ ЙМЙ ПРХУЛБОЙЙ ЕЗП У РПНПЭША УРЕГЙБМШОПЗП ЧЙОФБ УППФЧЕФУФЧЕООП ЛПОДЕОУЙТХЕФУС ЙМЙ ТБУУЕЙЧБЕФУС УЧЕФ, РБДБАЭЙК ПФ ЪЕТЛБМБ ОБ ПВЯЕЛФ.
йТЙУПЧБС ДЙБЖТБЗНБ ТБУРПМПЦЕОБ НЕЦДХ ЪЕТЛБМПН Й ЛПОДЕОУПТПН. пОБ УМХЦЙФ ДМС ЙЪНЕОЕОЙС ДЙБНЕФТБ УЧЕФПЧПЗП РПФПЛБ, ОБРТБЧМСЕНПЗП ЪЕТЛБМПН ЮЕТЕЪ ЛПОДЕОУПТ ОБ ПВЯЕЛФ, Ч УППФЧЕФУФЧЙЙ У ДЙБНЕФТПН ЖТПОФБМШОПК МЙОЪЩ ПВЯЕЛФЙЧБ Й УПУФПЙФ ЙЪ ФПОЛЙИ НЕФБММЙЮЕУЛЙИ РМБУФЙОПЛ. у РПНПЭША ТЩЮБЦЛБ ЙИ НПЦОП ФП УПЕДЙОЙФШ, РПМОПУФША ЪБЛТЩЧБС ОЙЦОАА МЙОЪХ ЛПОДЕОУПТБ, ФП ТБЪЧЕУФЙ, ХЧЕМЙЮЙЧБС РПФПЛ УЧЕФБ.
лПМШГП У НБФПЧЩН УФЕЛМПН ЙМЙ УЧЕФПЖЙМШФТПН ХНЕОШЫБЕФ ПУЧЕЭЕООПУФШ ПВЯЕЛФБ. пОП ТБУРПМПЦЕОП РПД ДЙБЖТБЗНПК Й РЕТЕДЧЙЗБЕФУС Ч ЗПТЙЪПОФБМШОПК РМПУЛПУФЙ.
нЕИБОЙЮЕУЛБС УЙУФЕНБ НЙЛТПУЛПРБ УПУФПЙФ ЙЪ РПДУФБЧЛЙ, ЛПТПВЛЙ У НЙЛТПНЕФТЕООЩН НЕИБОЙЪНПН Й НЙЛТПНЕФТЕООЩН ЧЙОФПН, ФХВХУБ, ФХВХУПДЕТЦБФЕМС, ЧЙОФБ ЗТХВПК ОБЧПДЛЙ, ЛТПОЫФЕКОБ ЛПОДЕОУПТБ, ЧЙОФБ РЕТЕНЕЭЕОЙС ЛПОДЕОУПТБ, ТЕЧПМШЧЕТБ, РТЕДНЕФОПЗП УФПМЙЛБ.
лПТПВЛБ У НЙЛТПНЕФТЕООЩН НЕИБОЙЪНПН, РПУФТПЕООПН ОБ РТЙОГЙРЕ ЧЪБЙНПДЕКУФЧХАЭЙИ ЫЕУФЕТЕО, РТЙЛТЕРМЕОБ Л РПДУФБЧЛЕ ОЕРПДЧЙЦОП. нЙЛТПНЕФТЕООЩК ЧЙОФ УМХЦЙФ ДМС ОЕЪОБЮЙФЕМШОПЗП РЕТЕНЕЭЕОЙС ФХВХУПДЕТЦБФЕМС, Б, УМЕДПЧБФЕМШОП, Й ПВЯЕЛФЙЧБ ОБ ТБУУФПСОЙС, ЙЪНЕТСЕНЩЕ НЙЛТПНЕФТБНЙ. рПМОЩК ПВПТПФ НЙЛТПНЕФТЕООПЗП ЧЙОФБ РЕТЕДЧЙЗБЕФ ФХВХУПДЕТЦБФЕМШ ОБ 100 НЛН, Б РПЧПТПФ ОБ ПДОП ДЕМЕОЙЕ ПРХУЛБЕФ ЙМЙ РПДОЙНБЕФ ФХВХУПДЕТЦБФЕМШ ОБ 2 НЛН. чП ЙЪВЕЦБОЙЕ РПТЮЙ НЙЛТПНЕФТЕООПЗП НЕИБОЙЪНБ ТБЪТЕЫБЕФУС ЛТХФЙФШ НЙЛТПНЕФТЕООЩК ЧЙОФ Ч ПДОХ УФПТПОХ ОЕ ВПМЕЕ ЮЕН ОБ РПМПЧЙОХ ПВПТПФБ.
тЕЧПМШЧЕТ РТЕДОБЪОБЮЕО ДМС ВЩУФТПК УНЕОЩ ПВЯЕЛФЙЧПЧ, ЛПФПТЩЕ ЧЧЙОЮЙЧБАФУС Ч ЕЗП ЗОЕЪДБ. гЕОФТЙТПЧБООПЕ РПМПЦЕОЙЕ ПВЯЕЛФЙЧБ ПВЕУРЕЮЙЧБЕФ ЪБЭЕМЛБ, ТБУРПМПЦЕООБС ЧОХФТЙ ТЕЧПМШЧЕТБ.
фХВХУПДЕТЦБФЕМШ ОЕУЕФ ФХВХУ Й ТЕЧПМШЧЕТ.
чЙОФ ЗТХВПК ОБЧПДЛЙ ЙУРПМШЪХАФ ДМС ЪОБЮЙФЕМШОПЗП РЕТЕНЕЭЕОЙС ФХВХУПДЕТЦБФЕМС, Б, УМЕДПЧБФЕМШОП, Й ПВЯЕЛФЙЧБ У ГЕМША ЖПЛХУЙТПЧЛЙ ПВЯЕЛФБ РТЙ НБМПН ХЧЕМЙЮЕОЙЙ.
лТПОЫФЕКО ЛПОДЕОУПТБ РПДЧЙЦОП РТЙУПЕДЙОЕО Л ЛПТПВЛЕ НЙЛТПНЕФТЕООПЗП НЕИБОЙЪНБ. еЗП НПЦОП РПДОСФШ ЙМЙ ПРХУФЙФШ РТЙ РПНПЭЙ ЧЙОФБ, ЧТБЭБАЭЕЗП ЪХВЮБФПЕ ЛПМЕУП, ЧИПДСЭЕЕ Ч РБЪЩ ТЕКЛЙ У ЗТЕВЕОЮБФПК ОБТЕЪЛПК.
рТБЧЙМБ ТБВПФЩ У НЙЛТПУЛПРПН
рТЙ ТБВПФЕ У НЙЛТПУЛПРПН ОЕПВИПДЙНП УПВМАДБФШ ПРЕТБГЙЙ Ч УМЕДХАЭЕН РПТСДЛЕ:
1. тБВПФБФШ У НЙЛТПУЛПРПН УМЕДХЕФ УЙДС;
2. нЙЛТПУЛПР ПУНПФТЕФШ, ЧЩФЕТЕФШ ПФ РЩМЙ НСЗЛПК УБМЖЕФЛПК ПВЯЕЛФЙЧЩ, ПЛХМСТ, ЪЕТЛБМП ЙМЙ ЬМЕЛФТППУЧЕФЙФЕМШ;
3. нЙЛТПУЛПР ХУФБОПЧЙФШ РЕТЕД УПВПК, ОЕНОПЗП УМЕЧБ ОБ 2-3 УН ПФ ЛТБС УФПМБ. чП ЧТЕНС ТБВПФЩ ЕЗП ОЕ УДЧЙЗБФШ;
4. пФЛТЩФШ РПМОПУФША ДЙБЖТБЗНХ, РПДОСФШ ЛПОДЕОУПТ Ч ЛТБКОЕЕ ЧЕТИОЕЕ РПМПЦЕОЙЕ;
5. тБВПФХ У НЙЛТПУЛПРПН ЧУЕЗДБ ОБЮЙОБФШ У НБМПЗП ХЧЕМЙЮЕОЙС;
7. хУФБОПЧЙФШ ПУЧЕЭЕОЙЕ Ч РПМЕ ЪТЕОЙС НЙЛТПУЛПРБ, ЙУРПМШЪХС ЬМЕЛФТППУЧЕФЙФЕМШ ЙМЙ ЪЕТЛБМП. зМСДС ПДОЙН ЗМБЪПН Ч ПЛХМСТ Й РПМШЪХСУШ ЪЕТЛБМПН У ЧПЗОХФПК УФПТПОПК, ОБРТБЧЙФШ УЧЕФ ПФ ПЛОБ Ч ПВЯЕЛФЙЧ, Б ЪБФЕН НБЛУЙНБМШОП Й ТБЧОПНЕТОП ПУЧЕФЙФШ РПМЕ ЪТЕОЙС. еУМЙ НЙЛТПУЛПР УОБВЦЕО ПУЧЕФЙФЕМЕН, ФП РПДУПЕДЙОЙФШ НЙЛТПУЛПР Л ЙУФПЮОЙЛХ РЙФБОЙС, ЧЛМАЮЙФШ МБНРХ Й ХУФБОПЧЙФШ ОЕПВИПДЙНХА СТЛПУФШ ЗПТЕОЙС;
8. рПМПЦЙФШ НЙЛТПРТЕРБТБФ ОБ РТЕДНЕФОЩК УФПМЙЛ ФБЛ, ЮФПВЩ ЙЪХЮБЕНЩК ПВЯЕЛФ ОБИПДЙМУС РПД ПВЯЕЛФЙЧПН. зМСДС УВПЛХ, ПРХУЛБФШ ПВЯЕЛФЙЧ РТЙ РПНПЭЙ НБЛТПЧЙОФБ ДП ФЕИ РПТ, РПЛБ ТБУУФПСОЙЕ НЕЦДХ ОЙЦОЕК МЙОЪПК ПВЯЕЛФЙЧБ Й НЙЛТПРТЕРБТБФПН ОЕ УФБОЕФ 4-5 НН;
9. уНПФТЕФШ ПДОЙН ЗМБЪПН Ч ПЛХМСТ Й ЧТБЭБФШ ЧЙОФ ЗТХВПК ОБЧПДЛЙ ОБ УЕВС, РМБЧОП РПДОЙНБС ПВЯЕЛФЙЧ ДП РПМПЦЕОЙС, РТЙ ЛПФПТПН ИПТПЫП ВХДЕФ ЧЙДОП ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ПВЯЕЛФБ. оЕМШЪС УНПФТЕФШ Ч ПЛХМСТ Й ПРХУЛБФШ ПВЯЕЛФЙЧ. жТПОФБМШОБС МЙОЪБ НПЦЕФ ТБЪДБЧЙФШ РПЛТПЧОПЕ УФЕЛМП, Й ОБ ОЕК РПСЧСФУС ГБТБРЙОЩ;
10. рЕТЕДЧЙЗБС РТЕРБТБФ ТХЛПК, ОБКФЙ ОХЦОПЕ НЕУФП, ТБУРПМПЦЙФШ ЕЗП Ч ГЕОФТЕ РПМС ЪТЕОЙС НЙЛТПУЛПРБ;
11. еУМЙ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ОЕ РПСЧЙМПУШ, ФП ОБДП РПЧФПТЙФШ ЧУЕ ПРЕТБГЙЙ РХОЛФПЧ 6, 7, 8, 9;
13. рП ПЛПОЮБОЙЙ ТБВПФЩ У ВПМШЫЙН ХЧЕМЙЮЕОЙЕН, ХУФБОПЧЙФШ НБМПЕ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ, РПДОСФШ ПВЯЕЛФЙЧ, УОСФШ У ТБВПЮЕЗП УФПМЙЛБ РТЕРБТБФ, РТПФЕТЕФШ ЮЙУФПК УБМЖЕФЛПК ЧУЕ ЮБУФЙ НЙЛТПУЛПРБ, ОБЛТЩФШ ЕЗП РПМЙЬФЙМЕОПЧЩН РБЛЕФПН Й РПУФБЧЙФШ Ч ЫЛБЖ.
нЙЛТПУЛПР ВЙПМПЗЙЮЕУЛЙК УФЕТЕПУЛПРЙЮЕУЛЙК нву-1 (ТЙУ. 2) ДБЕФ РТСНПЕ Й ПВЯЕНОПЕ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ ПВЯЕЛФБ Ч РТПИПДСЭЕН ЙМЙ ПФТБЦЕООПН УЧЕФЕ. пО РТЕДОБЪОБЮЕО ДМС ЙЪХЮЕОЙС НЕМЛЙИ ПВЯЕЛФПЧ Й РТЕРБТЙТПЧБОЙС ЙИ, ФБЛ ЛБЛ ЙНЕЕФ ВПМШЫПЕ ТБВПЮЕЕ ТБУУФПСОЙЕ (ТБУУФПСОЙЕ ПФ РПЛТПЧОПЗП УФЕЛМБ ДП ЖТПОФБМШОПК МЙОЪЩ).
тЙУ. 2. хУФТПКУФЧП НЙЛТПУЛПРБ нву-1:
оБ ЧЕТИОАА ЮБУФШ ЗПМПЧЛЙ ХУФБОПЧМЕОБ ВЙОПЛХМСТОБС ОБУБДЛБ. пЛХМСТЩ ЙНЕАФ ХЧЕМЙЮЕОЙС И6, И8, И12,5. дМС ХУФБОПЧЛЙ ХДПВОПЗП ДМС ЗМБЪ ТБУУФПСОЙС НЕЦДХ ПЛХМСТБНЙ ОБДП ТБЪДЧЙОХФШ ЙМЙ УДЧЙОХФШ ФХВХУЩ.
л ЪБДОЕК УФЕОЛЕ ЛПТРХУБ ЗПМПЧЛЙ РТЙЛТЕРМЕО ЛТПОЫФЕКО У ТЕЕЮОЩН НЕИБОЙЪНПН РЕТЕДЧЙЦЕОЙС. рПДЯЕН Й ПРХУЛБОЙЕ ЛПТРХУБ ЗПМПЧЛЙ ПУХЭЕУФЧМСЕФУС ЧТБЭЕОЙЕН ЧЙОФБ. лТПОЫФЕКО ОБДЕФ ОБ УФПКЛХ, РТЙЛТЕРМЕООХА Л РПДУФБЧЛЕ.
дМС ТБВПФЩ Ч РТПИПДСЭЕН УЧЕФЕ, Ч ЛПТРХУ РПДУФБЧЛЙ ЧНПОФЙТПЧБО ПФТБЦБФЕМШ УЧЕФБ, У ЪЕТЛБМШОПК Й НБФПЧПК РПЧЕТИОПУФСНЙ. у РЕТЕДОЕК УФПТПОЩ ЛПТРХУБ ЙНЕЕФУС ПЛОП ДМС ДПУФХРБ ДОЕЧОПЗП УЧЕФБ. дМС ЙУЛХУУФЧЕООПЗП ПУЧЕЭЕОЙС РТЕДОБЪОБЮЕОБ МБНРБ, ЛПФПТХА ЧУФБЧМСАФ ЙМЙ Ч ПФЧЕТУФЙЕ У ЪБДОЕК УФПТПОЩ ЛПТРХУБ (ДМС РТПИПДСЭЕЗП УЧЕФБ), ЙМЙ Ч ЛТПОЫФЕКО, ХЛТЕРМЕООЩК ОБ ПВЯЕЛФЙЧЕ (ДМС ПФТБЦЕООПЗП УЧЕФБ).
уФПМЙЛ ХУФБОПЧМЕО Ч ЛТХЗМПН ПЛОЕ ОБ ЧЕТИОЕК РПЧЕТИОПУФЙ ЛПТРХУБ РПДУФБЧЛЙ. пО НПЦЕФ ВЩФШ МЙВП УФЕЛМСООЩН (РТЙ РТПИПДСЭЕН УЧЕФЕ), МЙВП НЕФБММЙЮЕУЛЙН, У ВЕМПК Й ЮЕТОПК РПЧЕТИОПУФСНЙ (РТЙ ПФТБЦЕООПН УЧЕФЕ).
ьМЕЛФТПООЩК НЙЛТПУЛПР (ТЙУ. 3) РПЪЧПМСЕФ ТБУУНПФТЕФШ УФТПЕОЙЕ ПЮЕОШ НЕМЛЙИ УФТХЛФХТ, ОЕЧЙДЙНЩИ Ч УЧЕФПЧПН НЙЛТПУЛПРЕ, ОБРТЙНЕТ, ФЙМБЛПЙД Ч ИМПТПРМБУФБИ. еЗП ТБЪТЕЫБАЭБС УРПУПВОПУФШ Ч 400 ТБЪ ВПМШЫЕ, ЮЕН Х УЧЕФПЧПЗП НЙЛТПУЛПРБ. ьФП ДПУФЙЗБЕФУС ЪБ УЮЕФ РПФПЛБ ЬМЕЛФТПОПЧ, ЧНЕУФП ЧЙДЙНПЗП УЧЕФБ. тБЪМЙЮБАФ ДЧБ ФЙРБ ЬМЕЛФТПООЩИ НЙЛТПУЛПРПЧ: ФТБОУНЙУУЙПООЩК (РТПУЧЕЮЙЧБАЭЙК) Й УЛБОЙТХАЭЙК (ДБАЭЙК ПВЯЕНОПЕ ЙЪПВТБЦЕОЙЕ НЙЛТПРТЕРБТБФПЧ) (ТЙУ. 4).
тЙУ. 3. ьМЕЛФТПООЩК НЙЛТПУЛПР.
тЙУ. 4. уОЙНЛЙ, УДЕМБООЩЕ ОБ ЬМЕЛФТПООЩИ НЙЛТПУЛПРБИ:
ъБДБОЙЕ 1. йУРПМШЪХС НЙЛТПУЛПРЩ, ФБВМЙГЩ Й РТБЛФЙЛХНЩ, ЙЪХЮЙФШ ХУФТПКУФЧП УЧЕФПЧЩИ НЙЛТПУЛПРПЧ (нйлнед-1, вйпмбн Й нву-1) (ТЙУ. 1, 2). ъБРПНОЙФШ ОБЪЧБОЙС Й ОБЪОБЮЕОЙЕ ЙИ ЮБУФЕК.
ъБДБОЙЕ 2. рТЙ НБМПН Й ВПМШЫПН ХЧЕМЙЮЕОЙСИ НЙЛТПУЛПРБ ОБХЮЙФШУС ВЩУФТП ОБИПДЙФШ ПВЯЕЛФЩ ОБ РПУФПСООЩИ НЙЛТПРТЕРБТБФБИ.
1. юФП ФБЛПЕ ТБЪТЕЫБАЭБС УРПУПВОПУФШ НЙЛТПУЛПРБ?
2. лБЛ НПЦОП ПРТЕДЕМЙФШ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ТБУУНБФТЙЧБЕНПЗП РПД НЙЛТПУЛПРПН ПВЯЕЛФБ?
3. ч ЮЕН ПФМЙЮЙЕ НЙЛТПУЛПРПЧ вйпмбн Й нву-1?
4. рЕТЕЮЙУМЙФШ ЗМБЧОЩЕ ЮБУФЙ НЙЛТПУЛПРБ вйпмбн Й нйлнед-1. ч ЮЕН ЙИ ОБЪОБЮЕОЙЕ?
Поговорим о микроскопах
Помнится, в далеком детстве мне подарили микроскоп «Натуралист» – игрушечный, но таки дающий фиксированное увеличение аж в шестьдесят раз. Состоял он из одной трубки, закрепляемой на пластмассовом футляре, одновременно играющим роль основания. Сколько интересных вещей тогда было пересмотрено через окуляр, подсвеченный тусклым зеркальцем – от листьев водорослей до целого таракана…
Рис. 1. Детский микроскоп «Натуралист» (за неимением лучшего — фото с торговой площадки)
С тех пор прошло более тридцати лет, но о детском увлечении я не забыл. И вот однажды под влиянием приступа ностальгии я решил купить себе такую же игрушку, только чуть посовременнее. Но первый же взгляд на соответствующий раздел Интернет-площадки показал: чего-то я в этой жизни не понимаю. От обилия самый разных устройств, описываемых одним и тем же словом «микроскоп», просто рябило в глазах. И вот вместо пары быстрых щелчков мышкой пришлось плотно сесть и разобраться хотя бы в самых азах современной микроскопии. Результаты ниже.
Предупреждение: обзор не претендует на исчерпывающее описание и рассчитан на энтузиастов-любителей, интересующихся предметом для себя или для детей. Статья не содержит никакой теории, связанной с оптикой, ее в избытке хватает в других материалах.
Типы микроскопов
Существует довольно много самых разных задач, в которых необходимо детально рассмотреть мельчайшие детали объектов – от драгоценных камней и монет до внутренностей живой клетки. От того, что и как нам нужно увидеть, сильно зависят и применяемые методы. Оставим сейчас за кадром самые мелкие объекты типа вирусов или молекулярной структуры вещества и сосредоточимся на более крупных предметах размерами от бактерии и выше. Оптические устройства, применяемые для таких задач, делятся на два больших класса: биологические (компаундные) и стереомикроскопы.
Подробно останавливаться на стереомикроскопах не станем. Замечу только, что, вопреки подсознательным ожиданиям от названия, данный класс устройств предназначен не для создания стереокартинок. Стереомикроскопы используются для обследования сравнительно крупных непрозрачных предметов в отраженном свете: микросхем, камней, насекомых и т.п. Они отличаются сравнительно небольшим оптическим увеличением (40-60-80х, хотя наиболее продвинутые могут иметь даже 200х) и часто снабжены встроенными мониторами либо цифровыми интерфейсами. Источник света находится над образцом. Размеры – от карманных устройств до солидных стационарных установок.
Некоторые стереомикроскопы для промышленных целей даже лишены оптического окуляра и предназначены исключительно для подключения к компьютеру/смартфону через USB/WiFi («цифровые микроскопы»). Такие микроскопы сравнительно дешевы. Если надо как следует рассмотреть таракана, бриллиант или распайку элементов на плате, этот тип устройств для вас. Только помните, что супер-увеличения типа 1600х, которые часто можно встретить в описаниях даже самых дешевых устройств, относятся к цифровому увеличению и даже близко не отражают реальное оптическое. Каково оно? А кто его знает, производители до таких деталей не снисходят.
Рис. 2. Aomekie stereo microscope с увеличением 20х/40х (фото производителя)
Биологические микроскопы
Основной класс устройств, на котором мы сконцентрируемся – то, что называется биологическим микроскопом, в английской терминологии «компаундным» (составным, от compound). Он предназначен для рассматривания тонких прозрачных образцов (срезы тканей, бактерии, микроорганизмы и т.п.) в проходящем свете. Образец подготавливается на предметном стекле, умещаемом на рабочей платформе, источник света – внизу, под образцом.
Следует понимать, что под биологический микроскоп того же таракана засунуть сложно: для мощной оптики, где расстояние между линзой и препаратом составляет буквально десятую долю миллиметра, препарат должен быть очень тонким, плоским и прозрачным, специально подготовленным и, возможно, окрашенным. Обычно это капля или тонкая пленка, размещенная между предметным и покровным стеклом. Под маломощный объектив таракан влезет (фокусное расстояние у них от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров). Однако следует озаботиться хорошим внешним источником света и не стоит рассчитывать на высокую глубину резкости: в каждый момент времени вы сможете отчетливо видеть только определенный слой изображения.
Типовой биологический микроскоп состоит из трех частей: механическая платформа (база, предметный столик, устройства наведения и фокусировки), подсветка и оптическая система.
Рис. 3. Микроскоп Celestron (фото производителя)
Механическая платформа
Механическая часть состоит из основания, на которой монтируются все прочие компоненты, и предметного столика, на котором умещается образец. Очень важной частью механики является система, отвечающая за перемещение предметного столика в трех измерениях – именно так образец подводится в точку фокуса неподвижного объектива. Существуют модели, в которых перемещается объектив, но это редкая экзотика. В устройствах начального уровня механика самая примитивная. Подстройка по высоте (фокусировка) есть только грубая (coarse), перемещение образца в плоскости – пальцами.
В более сложных моделях в дополнение к грубой фокусировке появляется тонкая (fine), а также зажим, перемещающий предметное стекло в горизонтальной плоскости (его подвижная сторона имеет характерный вид полумесяца, ее хорошо видно на изображениях устройств). В наиболее простых микроскопах вертикальное перемещение регулируется разными винтами/рукоятками, в более продвинутых они совмещены на одной оси. В микроскопах без тонкой фокусировки есть реальная опасность раздавить как предметное стекло, так и линзу объектива из-за неловкого движения руки.
Материал корпуса – пластик либо металл. Пластик легче, но и хрупче. Обычно он применяется в мобильных моделях, предназначенных для детей либо полевых лабораторий – там, где важно минимизировать вес. Для стационарных микроскопов используется металл: он не только прочнее, но и менее подвержен вибрациям, которые на высоких увеличениях становятся критичными. Вес металлического микроскопа – 3-4 килограмма.
Исторически база микроскопа состояла из неподвижного основания и подвижного кронштейна, позволяющего менять ориентацию микроскопа относительно вертикали. Это было необходимо не только для комфорта работы, но и для получения качественной подсветки. Однако современные микроскопы имеют монолитное основание с фиксированным углом наклона глазных тубусов, что не всегда удобно. Учтите, что от этого угла прямо зависит комфорт вашей шеи во время работы, так что подбирайте устройство с углом, подходящим именно вам.
Рис. 4. AmScope M500 с простейшим предметным столиком без перемещения в плоскости (фото производителя)
Электрические компоненты
Мало подвести образец в точку фокуса, его надо еще и правильно подсветить. Плохая подсветка приведет к слишком темному или, наоборот, пересвеченному неразборчивому изображению, а также к неоднородному освещению поля.
Исторически для подсветки использовалось вогнутое зеркало, расположенное под отверстием в столике. Однако с его помощью сложно добиться качественного равномерного освещения поля зрения, что критично на высоких увеличениях. Также оно накладывает очень серьезные ограничения по размещению микроскопа относительно источника света, а также на сам источник. Такое зеркало сегодня осталось только в самых примитивных устройствах, обычно в полевых либо детских микроскопах, как в показанном в начале статьи «Натуралисте». Иногда, впрочем, оно может поставляться как дополнительная опция, замещающая основной источник света.
Сегодня для подсветки используются разные виды встроенных в основание ламп. До относительно недавнего времени применялись лампы галогенные или накаливания, но они имели свои проблемы. В первую очередь – из-за того, что свет генерировался тонкой нитью, а проецировать его приходилось на круглое поле, что, опять же, создает проблемы с равномерностью. Однако в современных условиях индустрия широко использует LED-источники света, что проблему сняло.
Запитывается подсветка либо от батареек (такие микроскопы особенно хороши для детей, поскольку их можно повсюду таскать с собой), либо проводом от розетки. Если заказываете проводное устройство за рубежом, помните о переходниках для вилки.
Регулировка подсветки выполняется как интенсивностью лампы, так и световым конденсором под рабочим столиком, имеющим диафрагму и линзу для фокусировки света на образце. В недорогих моделях наиболее распространен конденсор Аббе (Abbe condenser) или его модификации, это название можно часто увидеть в описании микроскопа. Для любительских занятий обычно применяется подсветка вида «светлое поле» (в смысле, прозрачные объекты рассматриваются на ярком белом фоне), хотя есть и другие типы: «темное поле», дающее инвертированное изображение, флуоресцентная подсветка и т.п. Конденсор может быть сменным, позволяя получать в одном и том же микроскопе разные типы подсветки.
Попадаются также модели с дополнительной верхней подсветкой, как на картинке ниже (этакий гибрид биологического и стереомикроскопа), но обычно это удел любительских устройств и малых увеличений: мощные объективы, практически втыкающиеся в покровное стекло, попросту заслоняют верхний свет. На практике уже сорокакратный объектив даже при хорошей внешней подсветке почти ничего не видит, а стократный показывает полный мрак.
Обратите, кстати, внимание: микроскоп на картинке не обладает полноценным конденсором, вместо него – только источник света и диафрагма. На столике присутствуют только самые примитивные зажимы-клипсы для предметного стекла, перемещение препарата в плоскости – пальцами.
Рис. 5. Любительский микроскоп Swift SW150 входного уровня с дополнительной верхней подсветкой (фото производителя)
Оптическая система – объективы
Оптическая система состоит из объективов (смотрят непосредственно на образец) и окуляров (eyepiece, прилегают к глазу).
Объективы, непосредственно рассматривающие образец, монтируются на револьверном диске для быстрой их смены. По нынешним временам они имеют четыре типовых диапазона увеличения: 4-5х (сканирующий объектив, обычно служит для грубой наводки на цель), 10-15х (маломощные линзы), 40-60х (высокомощные) и 90-100х и выше (сверхмощные). Объективы с увеличением выше 100х встречается редко и уж точно не в любительских микроскопах.
Первые три типа («сухие») обычно стандартны для всех моделей, даже для детских. Последний тип объективов встречается в более продвинутых моделях и для получения качественного изображения требует специальной техники использования – иммерсионной. Суть в том, что коэффициенты преломления воздуха и стекла разные для разных длин волн (именно на этом основано разложение белого цвета в спектр). Если между образцом и объективом есть воздух, на стократном увеличении проявляется сильная хроматическая аберрация, снижающая резкость вплоть до полной неразборчивости.
Поэтому для сильных (девяностократных и выше) объективов обычно используется техника погружения (иммерсии) передней линзы объектива в специальное масло, имеющее тот же коэффициент преломления, что и стекло. На покровное стекло наносят каплю масла, в которое непосредственно опускается объектив. После исследования масло с линзы смывается. Такие объективы обычно помечаются словом oil. Могут они использоваться и насухо, но добиться высокой резкости в этом случае невозможно. Масло входит в начальный комплект микроскопа с такими объективами, а также может быть куплено отдельно (из натуральных масел идеально подходит кедровое). Масляную иммерсию нельзя использовать с менее мощными объективами, для которых она не упомянута явно.
Что интересно, еще в середине прошлого века иммерсионными были даже объективы 50х, но с тех пор техника заметно продвинулась вперед. Исторически первой иммерсионной жидкостью являлась обычная вода (техника изобретена еще в начале 19 в.), подходящее масло впервые подобрали ближе к концу того же столетия.
Также стократные объективы могут напрямую упираться в покровное стекло препарата. Защита фронтальной линзы обычно выполняется с помощью специальной пружинящей оправы (слово spring в описании объектива). Несколько раз в описаниях также попадалось слово feather вместо spring, хотя найти определение мне так и не удалось. Для любительских исследований такие объективы избыточны как с точки зрения дополнительной немалой цены, так и с точки зрения затрачиваемых усилий. Особой дополнительной ценности в домашних условиях они не представляют.
Рис. 6. Набор ахроматических объективов фирмы OMAX с типичными мощностями 4х, 10х, 40х и 100х (фото производителя). На стократном объективе хорошо видна пружинящая оправа
Оптическая система – окуляры
Сменные окуляры вставляются в тубусы в верхней части микроскопа и имеют свое собственное фиксированное увеличение, например 10х, 16х, 25х. Чем выше увеличение, тем короче окуляр. Очкарикам типа меня надо держать в уме, что, в отличие от фотоаппарата, работа с окуляром микроскопа в очках крайне затруднена: окуляр должен практически прижиматься к глазу. Вынос зрачка (eye relief) у обычных окуляров составляет 7-13 мм, с очками нужны специальные окуляры с высоким выносом (15-20 мм). Однако это особой проблемы не составляет. В любом случае резкость в микроскопе подстраивается под глаз индивидуально. Даже с самой высокой близорукостью в микроскопе можно видеть резкое изображение. Неудобство только в том, что очки все время приходится снимать и надевать.
Окуляры могут быть широкофокусными (помечаются буквами WF, wide focus). Такой окуляр имеет большую ширину поля зрения, что заметно облегчает работу с широкими препаратами.
Также следует упомянуть линзу Барлоу (Barlow lens). Это дополнительная трехслойная линза, помещаемая в тубус оптического прибора перед окуляром и дающая небольшое дополнительное увеличение. Как правило, в комплекте поставки микроскопа можно встретить линзы Барлоу 2х. Это банальный маркетинговый трюк. Дешевые ахроматические стеклянные (или даже, упаси боже, пластиковые) линзы заметно ухудшают качество изображения, а потому при мощном увеличении бессмысленны. При низких же и средних сочетания объектива и окуляра вполне достаточно.
По количеству окуляров микроскопы делятся на классические монокулярные (один окуляр), бинокулярные (два окуляра, чтобы смотреть обеими глазами) и тринокулярные (третий тубус/порт обычно монтируется вертикально и служит для подсоединения фото- или видеокамеры).
Наиболее прост в использовании монокуляр. К нему очень легко привыкнуть, а проблему он создает единственную – сильную нагрузку на один глаз при расслабленном другом. При долгом использовании это может кончиться неприятными последствиями для зрения.
Бинокулярные микроскопы используются для обоих глаз сразу и создают стереоизображение. Они позволяют регулировать расстояние между окулярами для подгонки под свои зрачки. Также один из тубусов бинокуляра содержит регулировку, позволяющую компенсировать разницу в диоптриях между глазами. Следует держать в уме, однако, что создание цельного изображения при использовании бинокуляра гораздо сложнее, чем с монокуляром, к нему следует привыкать. Кроме того, регулировка имеет свои ограничения по расстоянию между зрачками, так что подстройка под ребенка может оказаться невозможна. Детский микроскоп следует брать монокулярный, да и для эпизодических любительских упражнений бинокуляр особо не пригодится.
Тринокулярные устройства выглядят эффектно и удобно, если речь идет о трансляции изображения наружу одновременно с работой. Однако следует учитывать, что не всегда все три порта могут использоваться одновременно. Встречаются решения, в которых, например, приходится выбирать между одним из глазных тубусов и третьим портом.
Рис. 7. Тринокуляр Omax M837ZL с вертикальным портом для камеры (фото производителя)
Оптическая система – заключение
Суммарная мощность биологического микроскопа вычисляется как произведение увеличений окуляра и объектива. Например, с объективом 40х и окуляром 10х общее увеличение составит 400х. Однако следует учитывать, что для стандартных ахроматических линз добиться четкого изображения на сверхмощном увеличении из-за законов оптики практически невозможно. Начиная с определенного момента, линзы будут только увеличивать уже видимые детали, но не добавлять новые. Максимальное эффективное оптическое увеличение составляет примерно 1500х, а то и меньше, в домашних условиях 1000х – практический потолок. Для более высоких разрешений применяются дорогие апохроматические линзы либо электронные микроскопы, что уже совсем другая песня.
Вообще 1000х – много это или мало? Размер золотистого стафилококка – около 1 мкм (1/1000 мм), амебы – 200-600 мкм, одноклеточной водоросли – около 40 мкм. Тысячекратного увеличения вполне хватит, чтобы разглядеть все это с подробностями. Так что не обращайте особого внимания на маркетинговые цифры максимального увеличения 2500-3000х, получаемого тупым перемножением максимальных мощностей объективов и окуляров. Установить вы его установите, только в результате получится как в песне «Сиреневый туман под линзой проплывает…»
При работе с препаратами также важна правильная установка диафрагмы конденсора. Узкая диафрагма повышает контрастность и резкость, но затемняет изображение. Широкая диафрагма пропускает больше света, но может сделать изображение пересвеченным и малоконтрастным, скрывая детали и даже целые объекты. Подбор диафрагмы для каждого препарата выполняется индивидуально.
На картинке ниже обратите внимание на вращающуюся головку микроскопа, позволяющую ориентировать окуляры в нужном направлении. Такая конструкция удобна при работе нескольких человек. Однако подстраивать резкость под свои глаза каждому все равно придется индивидуально.
Рис 8. Бинокулярный микроскоп Motic BA80 (фото производителя). Под столиком в центре хорошо виден конденсор, на столике – месяцевидный зажим для предметного стекла
Оптическая система – сопряжение микроскопа с компьютером
Подключение микроскопа к внешним устройствам, таким как монитор или компьютер, выполняется за счет установки специальной видеокамеры *вместо* окуляра или в выделенный порт тринокуляра. Следует держать в уме, что в этом случае теряется увеличение, даваемое окуляром, остается только увеличение объектива и нерегулируемых линз камеры. В параметрах камер обычно указывается только емкость ее матрицы (3, 5, 10 и более мегапикселей), оптическое увеличение остается тайной за семью печатями. Кроме того, поле зрения камеры существенно уже, чем у человеческого глаза.
Сама по себе камера может не распознаваться стандартными средствами Windows и приложений (и не надо – без микроскопа она полностью слепа), так что производители прилагают к ней специализированный софт. Он позволяет как делать фотографии, так и записывать видео. На рынке есть разные виды камер – от стареньких с разрешением 640х480 до современных с разрешением аж до 20 мегапикселей. Отличаются они также интерфейсами, что влияет на возможности записи видео в первую очередь (получение видеопотока с высоким FPS и разрешением через USB 2.0 будет затруднительно). Также камеры могут подключаться напрямую к монитору или иному устройству через HDMI, иметь WiFi-интерфейс и т.п.
Многие производители предлагают для своих микроскопов также и камеры, но никто не мешает купить камеру от другого вендора. Следует только учитывать, что диаметр тубуса у разных микроскопов может отличаться, так что следует удостовериться, что данная камера подходит для данного тубуса. Ну, или использовать переходники, которые тоже продаются. Стандартный диаметр для окуляра биологического микроскопа – 23,2 мм, стереомикроскопа – 30 и 30,5 мм.
Существуют также относительно дешевые насадки, позволяющие перенаправлять оптический поток из окуляра в объектив камеры смартфона. Плюс такого устройства – сохранение оригинального увеличения, поскольку монтируются они поверх окуляра. Минус – возможности получения и сохранения изображения ограничиваются невеликими возможностями смартфона. Ну, и поле зрения у такой камеры все равно уже, чем у глаза.
Рис. 9. Цифровая камера для микроскопа Puls Life Science DCM-310 (фото производителя)
Цены и производители
Цены на биомикроскопы можно найти самые разные. Те, что позиционируются для детей, попадаются и за 30-40 евро, однако следует помнить о возможных ограничениях типа фиксированного окуляра 10х, не поддерживающего установку камеры, отсутствия конденсора, а то и вообще подсветки, примитивном предметном столике и т.п. В Европе можно купить монокулярные микроскопы с тремя объективами, рассчитанные на энтузиастов и студентов, их ценовая категория – от 100 евро. Камера для микроскопа – от 50 евро (и далее в космос: двадцатимегапиксельная может стоит и семь сотен). Более профессиональные микроскопы – би- и тринокуляры со стократными объективами – стоят от 250 евро. Наконец, многие вендоры предлагают комплекты, специально рассчитанные на детей, студентов и энтузиастов. В них могут входить монокуляр входного уровня, простенькая видеокамера, базовый набор инструментов и предметных стекол и т.п. Цены на такие комплекты начинаются от полутора сотен евро.
К покупке следует обязательно добавить минимум один набор из предметных и покровных стекол (от 8-10 евро – учтите, это расходный материал), а также, по желанию, набор заранее подготовленных препаратов (крылья, ноги, хвосты, листики и подобные нехитрые препараты для вхождения в тему). Ну, а дальше – скальпели, пинцеты, микротомы, чашки Петри, пробирки, препараторские иглы и так далее, и тому подобное в зависимости от ваших увлечений. Также обязательно купите изопропиловый спирт (чем выше концентрация, тем лучше), кисточки, продувки, салфетки из микрофибры и т.п. – оптика имеет свойство пачкаться и пылиться, а даже отдельные пылинки на линзах микроскопа отобьются пятнами на изображении.
Учитывайте также, что цены на одни и те же товары на американском, английском и немецком Амазонах, не говоря уже про eBay, могут очень существенно различаться, так что после выбора модели стоит порыться на разных площадках в поисках цены пониже. Также можно искать микроскопы на Алиэкспрессе. Однако хотя там цены заметно ниже, чем в Европе, цена на доставку оказывается сопоставима с ценой самого микроскопа, что полностью лишает затею смысла.
Какой бренд выбрать? Поскольку оптика для микроскопов критично важна, на этом рынке отметились крупные мировые производители, связанные с оптикой – Олимпус, Цейс, Лейка, Никон и так далее. Однако цены на их устройства даже входного уровня, мягко говоря, не радуют, да и в розницу они могут просто не работать. Так что любителю стоит приглядеться к более демократичным вендорам, таким как Swift, Bresser, Omax или AmScope. Также можно приобрести отдельные объективы и окуляры, в том числе китайского производства (есть неплохие, судя по отзывам), но в этом случае нужно удостовериться что они совместимы с микроскопом. Европейский стандарт, определяющий резьбу и прочие механические и оптические параметры, называется DIN.
Немного практики. Игрушка в реальности
После месяца мучительных раздумий, в которых детское «хочу!» отчаянно боролось с взрослой скупостью и рационализмом, я остановился на бинокуляре Swift 350B. Почему? Ничего особенного: микроскопы Swift при умеренных ценах имеют качество, подходящее даже для лабораторных условий. Плюс на осенней распродаже на английском Амазоне эта модель продавалась всего за 160 фунтов. Чтобы два раза не вставать, вторым компонентом покупки стала трехмегапиксельная камера Swift стоимостью 80 фунтов.
Выглядит комплект поставки микроскопа примерно так:
Четыре объектива (4х, 10х, 40х и 100х) уже установлены в револьверное кольцо, наборы окуляров (10х и 25х) вложены отдельно. Обратите внимание на пустую вертикальную выемку над головкой и два пустых гнезда – упаковка универсальна и рассчитана в том числе на тринокуляры. Шнур/гнездо питания – C13/C14, блок питания встроен в основание. В комплект входит простенький пластиковый чехол а-ля «мешок мусорный обыкновенный».
В сборе и с подключением к ПК выглядит так (на мониторе – транслируемое с микроскопа изображение пчелиной ноги):
Теперь посмотрим, как выглядят образцы с разным увеличением при трансляции с камеры. Начнем с препарата листа флокса (поперечный срез) из продаваемого набора образцов. Использованы объективы 4х, 10х, 40х и 100х (без масла).
(4х)
(10х)
(40х)
(100х)
Как видно, без иммерсии стократный объектив ничего внятного не показывает. Сорокакратный показывает, но из-за малой глубины резкости приходится выбирать, какой слой препарата рассматривать. Поскольку вместо окуляра использована оптика камеры, финальное оптическое увеличение я определить затрудняюсь. Для сравнения: на снимке ниже то, что видит камера сотового телефона через окуляр 25х и объектив 4х (итоговое увеличение 100х). Снималось с рук, поскольку держатель для телефона я не купил, отсюда обрезанность по бокам.
Можно предположить, что камера дает увеличение 20-25х, но какова его часть оптическая, а какова цифровая, определить сложно.
Второй препарат – сделанный самостоятельно. Просто капля воды из кухонной раковины под покровным стеклом без какой-либо подготовки. Объективы те же: 4х, 10х, 40х.
(4х)
(10х)
(40х)
Обратите внимание на радужную кайму по границе капли (дугообразная черная линия на втором и третьем снимках). Если на 4х аберраций не видно никаких, то на 10х уже появляется слабое искажение цветов на границах объектов. На 40х радуга становится настолько заметной, что отчетливо видна даже на снимке камеры и заметно ухудшает резкость. Именно для ликвидации такого эффекта стократные объективы погружают в масло.
Для сравнения: что видит камера смартфона через окуляр при с комбинацией 4х * 25х:
Напоследок пара слов о стеклах. Препарат, помимо наблюдаемого объекта, состоит из толстого предметного стекла и тонкого покровного. Предметное стекло кладется на столик, покровное обращено к окуляру. Следует быть чрезвычайно осторожным при работе с покровными стеклами: при толщине 0,13-0,17 мм они имеют весьма острые грани, несмотря даже на специальную их обработку. При неаккуратном обращении они могут запросто распластать вам палец, а то и сломаться в ране. Ни в коем случае не позволяйте работать с ними малым детям, да и подростков тоже следует проконтролировать на начальном этапе.
По окончании работы с препаратом следует либо как следует очистить и обезжирить стекла. Остатки жира и масла приведут к тому, что капля будет не растекаться по стеклу, а разбиваться на еще более мелкие капли, затрудняя рассмотрение. В лабораториях применяются разные методы обезжиривания, но они небезопасны и требуют специальных химикатов, зачастую ядовитых, и оборудования типа вытяжек. В домашних условиях наиболее простой способ – изопропиловый спирт либо получасовое кипячение на медленном огне в растворе 2-5% растворе пищевой соды (примерно чайная ложна на 100 мл). Грязное покровное стекло, скорее, проще выбросить – оно слишком хрупкое и легко ломается. Да и за предметные стекла тоже особо держаться не стоит – это дешевый расходный материал. Иммерсионные объективы от масла чистятся так же, как и любая другая оптика: изопропиловым спиртом на микрофибре.
На этом введение в основы оптической микроскопии закончены. Успехов в самостоятельном плавании.