Для чего нужен конденсор в микроскопе кратко

Что такое конденсор? Классификация конденсоров, и зачем они нужны?

Как Вы уже, наверное, догадались, речь пойдет об осветительной части биологического светового микроскопа, а именно – о конденсоре. К сожалению, принимая решение, какой купить микроскоп, многие просто не обращают внимания на данную характеристику микроскопа, а все лишь из-за того, что не понимают, что это такое и смысл его использования.

Прежде всего, скажем несколько слов о расположении конденсора, где его искать, и как он выглядит. Конденсор светового микроскопа находится между предметным столиком и источником света. Конденсор представляет собой собирающую линзу или систему линз, собирающую лучи от источника света и направляющую сформированный световой пучок на образец. Что касается оптической конструкции конденсора, то она тем сложнее, чем выше его числовая апертура.

Зачем нужен конденсор, за что он отвечает? Наиболее простой ответ – конденсор используется для регулировки интенсивности освещения исследуемого объекта. Однако, отметим, что это слишком простоя формулировка, не отображающая суть использования конденсора полностью. Важно понимать, что конденсор микроскопа обеспечивает не только улучшенное освещение препарата, но и более высокое разрешение изображения. Таким образом, используя конденсор, Вы получаете возможность регулировать не только яркость изображения, но и его контрастность, глубину резкости и равномерность освещения при проведении наблюдений объектов под микроскопом в проходящем свете.

Именно поэтому, при выборе микроскопа мы рекомендуем Вам обращать внимание на наличие конденсора, его тип и параметры. Безусловно, детские микроскопы-игрушки часто вообще не имеют конденсора в своей конструкции; в конструкции обучающих микроскопов для школьников обычно имеется несъемный и неподвижный конденсор. При этом в качественных профессиональных микроскопах конденсор должен быть съемным и подвижным. Учтите, что ни один качественный лабораторный микроскоп не может быть не оборудован качественным конденсором большой числовой апертуры.

Помимо этого, обратите внимание на наличие апертурной диафрагмы при конденсоре. В профессиональных лабораторных микроскопах используется ирисовая диафрагма, позволяющая плавно регулировать интенсивность освещения препарата. В то время как в недорогих детских и обучающих микроскопах диафрагма может быть дисковой (диск с несколькими отверстиями разной апертуры, т.е. диаметра) либо же вообще отсутствовать.

Заметка. Если Вам необходимо отрегулировать положение конденсора и центрировать его, перемещайте конденсор перпендикулярно оптической оси. А для фокусировки следует перемещать конденсор по вертикали, выше/ниже (таким образом, изменяя угол схождения световых лучей), а также регулировать апертурную диафрагму конденсора, изменяя диаметр пучка света, освещающего препарат.

Помните, что конденсор – это один из основных элементов микроскопа, влияющих на качество изображения объекта, исследуемого под микроскопом. Не забывайте, что без сфокусированного должным образом конденсора просто невозможно получить правильное освещения. Также при выборе лабораторного микроскопа учтите, что иммерсионные объективы с большой числовой апертурой требуют наличие специального конденсора, имеющего иммерсионный контакт с нижней поверхностью предметного стекла исследуемого препарата.

Что обозначает маркировка конденсора? На фронтальную часть конденсора микроскопа наносится маркировка, состоящая из букв N.A. и некоторого числа, указывающего на числовую апертуру конденсора. Для получения наилучших результатов числовая апертура конденсора должна быть больше либо приблизительно равна числовой апертуре объектива. Учтите, что числовая апертура конденсора уменьшается при перемещении его вниз по оптической оси, а также при сужении и перекрытии отверстия апертурной диафрагмы конденсора. Помимо этого, в маркировке может указываться тип конденсора: Dark Field, Phase Contrast и т.п.

В зависимости от типа используемого конденсора лаборанты могут проводить исследования различными методами освещения и контрастирования: исследования по методу светлого поля, косого освещения, темного поля, фазового контраста и пр. Однако сейчас мы не будем подробно рассматривать методы микроскопии, этой теме мы посвятим отдельную статью.

Принята следующая классификация конденсоров:

Признак

Типы конденсоров

Качество изображения и тип оптической коррекции

Источник

Конденсор

Конде́нсор (лат. condenso — уплотняю) — линзовая, зеркальная или зеркально-линзовая оптическая система, собирающая лучи от источника света и направляющая их на рассматриваемый или проецируемый предмет.

Содержание

Принцип действия

Конструкция

Конструкция конденсора тем сложнее, чем больше его апертура. При числовой апертуре до 0,1 применяют одиночные линзы, при 0,2-0,3 — двухлинзовые системы, свыше 0,3 — трёхлинзовые.

Наиболее распространены конденсоры из двух плоско-выпуклых линз, обращённых сферическими поверхностями друг к другу. Эта схема позволяет уменьшить сферические аберрации.

В кинопроекционных аппаратах в основном применяются зеркальные конденсоры с углом охвата собираемого пучка до 240°. Поверхности зеркал в таких конденсорах часто имеют параболическую или эллипсоидную форму.

Особый тип конденсоров, направляющих пучок света мимо фронтальной линзы объектива, используется в темнопольной микроскопии.

Применение

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Конденсор» в других словарях:

КОНДЕНСОР — короткофокусная линза. или система линз, используемая в оптическом приборе для освещения рассматриваемого или проецируемого предмета. К. собирает и направляет на предмет лучи от источника света, в т. ч. и такие, к рые в его отсутствие проходят… … Физическая энциклопедия

конденсор — линза, стекло Словарь русских синонимов. конденсор сущ., кол во синонимов: 2 • линза (12) • стекло … Словарь синонимов

КОНДЕНСОР — (от латинского condenso сгущаю, уплотняю), линза, линзовая или зеркально линзовая система, используемая в проекторах, микроскопах, фотоувеличителях и других устройствах для концентрации светового потока и равномерного освещения поля изображения … Современная энциклопедия

КОНДЕНСОР — (от лат. condenso сгущаю уплотняю), короткофокусная линза (или система линз либо линз и зеркал), используемая в оптических приборах для концентрации светового потока и равномерного освещения всего поля изображения. Применяется в проекционных… … Большой Энциклопедический словарь

КОНДЕНСОР — (от лат. condenso сгущаю, уплотняю), короткофокусная линза (или система линз либо линз и зеркал), используемая в оптических приборах для концентрации светового потока и равномерного освещения всего поля изображения. Применяется в проекционных… … Энциклопедический словарь

конденсор — Оптическая система или часть оптической системы, предназначенная для освещения какого либо предмета. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики… … Справочник технического переводчика

конденсор — condenser Kondensor короткофокусна лінза або система лінз, що їх використовують в оптичному приладі для освітлення предмета, який розглядають або проекціюють … Гірничий енциклопедичний словник

КОНДЕНСОР — в оптике короткофокусная линза (или система линз), используемая для концентрации светового потока и равномерного освещения препаратов в микроскопах, фото и киноплёнок в проекционном аппарате, щелей в спектральных и др. оптических приборах … Большая политехническая энциклопедия

конденсор — 3.1.3 конденсор: Оптический компонент, возможно более полно передающий излучение источника света и формирующий его изображение. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

КОНДЕНСОР — (от лат. condenso уплотняю, сгущаю) оптич. система, собирающая лучи от источника света на предметы, рассматриваемые или проецируемые посредством оптич. приборов (см. рис.). К. применяются для освещения препаратов в микроскопах, фотоплёнок с… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Источник

Конденсоры и их типы

Конденсор является одним из основных элементов, обеспечивающих работу микроскопа по различным методам освещения и контрастирования:

Классификация конденсоров близка по группам признаков к объективам:

Конденсоры по качеству изображения и типу оптической коррекции делятся на неахроматические, ахроматические, апланатические и ахроматические-апланатические;
По апертуре конденсоры делятся на конденсоры малой числовой апертуры (до 0,30), средней числовой апертуры (до 0,75), большой числовой апертуры (свыше 0,75);
конденсоры с обычным, большим и сверхбольшим рабочим расстоянием;
обычные и специальные конденсоры для различных методов исследования и контрастирования;
конструкция конденсора — единая, с откидным элементом (фронтальным компонентом или линзой большого поля), со свинчивающимся фронтальным элементом.

Аббе конденсор

Конденсор Аббе — не исправленный по качеству изображения конденсор, состоящий из 2-х неахроматических линз: одной — двояковыпуклой, другой — плосковыпуклой, обращенной к объекту наблюдения (плоская сторона этой линзы направлена вверх). Апертура конденсора, А= 1,20. Имеет ирисовую диафрагму.

Ахроматический конденсор

Следующий уровень коррекции конденсоров разделяется на апланатические и ахроматические конденсоры, которые исправляют исключительно сферическую (апланатный) или хроматическую (ахроматический) оптические аберрации. Типичные примеры этих конденсоров показаны на рисунках ниже (ахроматические, Achromatic) и рис 4 (апланатические, Achromatic). Ахроматические конденсоры обычно содержат от трех до четырех оптических элементов (линз) и корректируются в двух длинах волн (красная и синяя) для хроматических аберраций.

Схема апланатического конденсора

Апланатический конденсор

Апланатический конденсор — конденсор, состоящий из трех линз, расположенных следующим образом: верхняя линза — плосковыпуклая (плоская сторона направлена к объективу), далее следуют вогнуто-выпуклая и двояковыпуклая линзы. Исправлен в отношении сферической аберрации и комы. Апертура конденсора, А = 1.40. Имеет ирисовую диафрагму.

Схема апланатического конденсора

Апланат-ахроматический конденсор

Апланат-ахроматический конденсор — конденсор, полностью исправленный в отношении хроматической и сферической аберрации.

Самый высокий уровень коррекции для оптической аберрации применен в апланат-ахроматических конденсорах. Эти конденсоры имеют коррекцию обеих (хроматической и сферической) аберраций и конденсатор являются наилучшим выбором для микрофотографий с естественной цветопередачей. Типичный апланатический-ахроматический конденсор на рисунке ниже (числовая апертура = 1,35). Этот конденсор имеет восемь внутренних линз в составе двух дублетов и четырех отдельных линз.

Olympus выпускает конденсоры с апланатической и ахроматической коррекцией (конденсор апланат-ахромат) U-AAC.

Схема апланат-ахроматического конденсора

Переходя на объектив с большим увеличением, например, от 10x до 20x, апертурная диафрагма конденсра также должна быть отрегулирована, чтобы обеспечить новый световой конус, который соответствует с числовой апертуре используемого объектива. Это делается путем поворота рифленой на шкале апертур конденсора. Для простоты работы на конденсоре есть небольшая стрелка или индексная метка, которая указывает размер апертуры по сравнению с линейной градацией на корпусе конденсатора. В моторизованных микроскопах, например, BX63 есть синхронизация, автоматически выставляющая апертуру конденсора апертуре используемого объектива. Например, если микроскопист выбрал объектив 10X из числовой апертурой 0,25, то апертура конденсора будет изменена на 0.18-0.20 (около 80 процентов от объективной числовой апертуры) для обеспечения наилучшего качества получаемого изображения.

Зачастую непрактично использовать один конденор с целым диапазоном увеличений (от 2X до 100х) из-за широкого спектра световых конусов, которые должны быть сформированы, чтобы соответствовать числовым апертурам каждого объектива. Для объектива с низким увеличением (от 2X до 5X), конус освещения будет иметь диаметр от 6-10 мм, в то время как объектива с увеличением от 60X до 100X необходим высоко сфокусированный световой конус около 0,2-0,4 мм в диаметре. С фиксированным фокусным расстоянием конденсора, весьма трудно достичь этого широкого спектра конусов освещения с одним конденсором.

Конденсор с откидной верхней линзой.

На практике эта проблема может быть решена несколькими способами. Для малых увеличений (ниже 10х), можно отвинтить верхнюю линзу конденсатора для заполнения поля зрения, однако есть и более совершенные решения.

Olympus производит конденсоры с откидной верхней линзой, что позволяет работать и на малых увеличениях и на больших, где требуется иммерсия.
Если конденсор используется с откинутой линзой, апертурная ирисовая диафрагма открыта полностью, а полевая диафрагма видна на задней фокальной плоскости объектива, служит как апертурная диафрагма,регулируя контрастность. Конденсоры с откидной линзой изготовлены в различных конфигурациях с числовыми апертурами в пределах от 0,65 до 1,35. Эти конденсоры, которые имеют числовое значение диафрагмы 0,95 или менее предназначены для использования с «сухими» объективами.
Конденсоры, которые имеют числовую апертуру более 0,95 предназначены для использования с целями масла погружения, и они должны иметь капли масла, помещенный между нижней части предметного стекла микроскопа и конденсатора верхней линзы при рассмотрении сложных образцов.

Поворотно-откидной конденсор

Olympus для микроскопов BX43, BX53, BX63 выпускает конденсоры с откидной верхней линзой (поворотно-откидной конденсор) U-SC3.

Белая контрастная крышка необходима для более удобной установки образца для дальнейшего его изучения.

В дополнение к светлопольным конденсорам, которые используются для работы в светлом поле, для методов контрастирования разработаны специализированные модели конденсоров, показанные в таблице ниже:

Применение конденсоров для различных методов наблюдения

Тип Конденсора

Светлое поле

Тёмное поле

Фазовый Контраст

ДИК/DIC

Поляризация

Ахромат-апланат
N.A. 1.3

⋅
[10x

Ахромат с откидной верхней линзой
N.A. 0.90

⋅
[4x

Конденсор для малых увеличений
N.A. 0.20

⋅
[1x

Фазово-контрастный конденсор Аббе
N.A. 1.25

[с апертурой до N.A. 0.65]

Фазово-контрастный конденсор Ахромат
N.A. 0.85

⋅
[с апертурой до N.A. 0.70]

⋅
[4x

Универсальный ахромат-апланат конденсор DIC

(ручной или моторизованный)

⋅
[с апертурой до N.A. 0.70]

⋅
[10x, 100x]

⋅
[20x, 40x, 100x]

Тёмное поле, Сухой
N.A. 0.80

⋅
[4x

Тёмное поле, Иммерсионный
N.A. 1.20

⋅
[4x

Поляризационный конденсор без внутренних натяжений оптики N.A. 0.90

⋅
[4x

Из таблицы выше очевидно, что для методов контрастирования необходимы специальные конденсоры. О них мы расскажем далее.

Конденсор тёмного поля

Темнопольный конденсор — конденсор, предназначенный для получения эффекта тёмного поля. Может быть специальным (сухим или иммерсионным) или переделан из обычного светлопольного конденсора (в Olympus CX41 естьэта возможность) путем установки в плоскости ирисовой диафрагмы конденсора темнопольной вставки.

На иллюстрации изображён темнопольный конденсор CX-DCD, используемый в микроскопе Olympus CX41 для работы в тёмном поле для исследования на лептоспироз.

При работе по методу темного поля, препарат освещается полым световым конусом, апертура которого больше, чем апертура объектива, таким образом, входной зрачок микрообъектива оказывается в области геометрической тени и прошедший без преломления свет не попадает в объектив. В оптической микроскопии тёмного поля неоднородности образца рассеивают свет, и этот рассеянный свет формирует изображение исследуемого образца.

Одним из вариантов исполнения темнопольного конденсора является модификация конденсора Аббе темнопольной вставкой. Она блокирует прямой свет, пропуская лишь боковое освещение. При этом работать в тёмном поле можно с объективами, имеющими апертуру не более 0.65 а также объективам со встроенной ирисовой диафрагмой, которая изменяет его апертуру.

Конденсоры CX-DCD и Аббе со вставкой, в отличие от советских предшественников, не требуют иммерсии, что повышает надежность и удобство в эксплуатации.

Конденсор Аббе с темнопольной вставкой, используемый в Olympus CX41

Водноиммерсионный темнопольный конденсор

Не всегда «сухого» конденсора достаточно для работы, потому в исследовательских микроскопах, например Olympus BX43 применяются специализированные водно- и масляноиммерсионные. Водноиммерсионные конденсоры применяются, например, в электрофизиологии.

Фазово-контрастные вставки для Аббе-конденсора

Комплект PH1 (PH2, PH3) состоит из фазовой вставки в светлопольный конденсор Аббе CX-PH1 и фазовоконтрастного объектива Plan Achromat C 10x (или другого, соответствующего вставке).

Комплект может использоваться в микроскопах Olympus CX41 и Olympus CX31 (с заменой конденсора).

Согласно требованиям ВОЗ для анализа спермы, обязательно проводится анализ подвижности сперматозоидов. Нативный препарат изучается в камере Маклера в фазовом контрасте при увеличении 10х или 20х. Именно эта реализация используется в системе для анализа спермы (спермоанализатор) на базе Olympus CX41.

Так как работа со вставками для конденсора менее удобна, были разработаны специальные конденсоры со встроенными вставками. Например, конденсор Зернике.

Конденсор Зернике

Конденсор Zernike комбинирует в себе работу в светлом поле, тёмном поле а также фазовом контрасте. Удобный револьвер позволяет выбрать необходимую вставку для реализации нужного метода микроскопии.

Конденсор легкий в эксплуатации, так как все настройки делаются при его первоначальном монтаже сервис-инженером.

Конденсор широко применяется в медицине и научных исследованиях. Одно из применений- спермоанализ.

Маркировка конденсоров

Маркировка на корпусе конденсора включает его тип (ахроматический, апланатический и т.д.), числовую апертуру, градуированную шкалу апертур, которая показывает приблизительную корректировку (размер) апертурной диафрагмы. Конденсоры с числовыми апертурами выше 0,95 работают наилучшим образом с каплей масла, которая наносится на их верхнюю линзу и контактирует с нижней поверхностью препарата. Это гарантирует, что косые лучи света, выходящие из конденсора, не отражаются от препарата, а направлены на него. На практике это бывает утомительным и обычно не делается в обычной (рутинной) микроскопии, но очень важно при работе на высоких разрешениях и для точной микрофотографии с использованием объективов высокого разрешения (и числовой апертуры).

Еще одним важным фактором является толщина предметного стекла препарата, которая имеет решающее значение для корректной работы конденсора (сравнимое с толщиной покровного стекла для объектива). Большинство производителей предлагают стёкла с толщинами от 0,95 до 1,20 мм с наиболее распространенные из которых являются очень близки к 1,0 мм. Предметное стекло толщиной от 1,20 мм является слишком толстым для использования с конденсорами высокихя апертур, которые, как правило, имеют очень короткое рабочее расстояние. Хотя это и не очень важно для рутинного исследования препаратов, микрофотографии с толстых стёкол получаются нечеткие и точности измерений у них не будет. Школа микроскопии рекомендует использовать предметные стекла для микроскопии с толщиной 1,0 ± 0,05 мм. Желательно,чтобы стёкла были также очищены перед использованием для устранения артефактов изображений.

Источник

Для чего нужен конденсор в микроскопе кратко

Зарабатывайте вместе с нами!

Вы будете получать привлекательную комиссию с каждого заказа!

Микроскопия: метод темного поля

Метод темного поля в основном используется для изучения в проходящем свете прозрачных неабсорбирующих объектов, которые невозможно наблюдать методом светлого поля. Чаще всего – биологических, например бактерий и простейших. В отраженном свете можно также изучать и непрозрачные образцы, например шлифы металлов.

Принцип работы следующий. Свет от осветителя проходит через специальный конденсор темного поля, который формирует пучок лучей в виде полого конуса и направляет его на исследуемый препарат. Основная часть лучей проходит мимо объектива, а изображение формируется только светом, рассеянным неоднородной структурой образца. В поле зрения микроскопа на темном фоне отображаются светлые участки структуры препарата и крупные частицы со светлыми краями, имеющие отличный от окружающей среды показатель преломления.

Для проведения исследований в темном поле необходимо использовать микроскопы особой конструкции или специальные темнопольные конденсоры, которые устанавливаются на место штатного конденсора.

Недостатки и преимущества исследований по методу темного поля

Как и любой метод исследований, темнопольная микроскопия имеет свои преимущества и недостатки.

Основной плюс этого метода – возможность работать с прозрачными объектами, которые нельзя наблюдать в светлом поле. А недостатки определяются физическими ограничениями.

Во-первых, это необходимость использовать очень мощные источники света, которые зачастую могут повредить образец. Это связано с тем, что для формирования изображения используется малая часть исходного света, а большая его часть не попадает в объектив. Но, например, при работе с мощным лазерным освещением препарат можно просто-напросто случайно сжечь.

Во-вторых, апертура конденсора должна быть существенно выше апертуры объектива микроскопа, что сильно сказывается на разрешающей способности последнего. Максимальное значение апертуры объектива для работы по методу темного поля может составлять 1,2, а зачастую и того меньше – 0,8. Для сравнения, этот же показатель у светопольного объектива может достигать 1,45.

В-третьих, для работы по методу темного поля нельзя использовать толстые предметные стекла. При большой толщине предметного стекла невозможно получить правильное освещение образца, так как фокус конденсора смещается с препарата внутрь стекла. Например, с конденсором темного поля ОИ-13 можно использовать только стекла толщиной не более 1,2 мм.

В-четвертых, по получаемому изображению нельзя ничего сказать о прозрачности частиц образца и о том, какой показатель преломления они имеют.

На первый взгляд может показаться, что метод темного поля проигрывает исследованиям в светлом поле, однако это не совсем так. Не стоит забывать, что прозрачные образцы невозможно исследовать в светлом поле. Кроме того, каждый из этих методов выделяет разные особенности образца. Светлопольная микроскопия делает видимыми резкие переходы и крупные элементы, которые отбрасывают тени, а плавные изменения лучше отражает метод темнопольной микроскопии.

Конденсор темного поля: особенности и порядок работы

Конденсор темного поля – это элемент осветительной системы микроскопа, представляющий собой систему линз. Он устанавливается в том случае, когда планируются исследования по методу темного поля. Задача конденсора – собрать максимальное количество света от источника освещения и направить его на исследуемый образец. Конденсор способен значительно усиливать освещенность препарата, за счет фокусировки на нем в том числе и тех лучей, которые при отсутствии конденсора прошли бы мимо препарата.

Типовая схема устройства представлена на изображениях выше (конденсор темного поля ОИ-13). Сферическое зеркало (1) склеено с линзой-кардиоидой (2) и вставлено в оправу (3). Вся конструкция помещена в цилиндр (4) и закреплена в корпусе конденсора (5). При помощи винтов настройки (6) можно корректировать местоположение конденсора относительно поля зрения микроскопа. Конденсор считается идеально отцентрированным в том случае, если при отсутствии образца в выходном зрачке объектива не видно света.

Размещается конденсор между источником освещения и предметным столиком таким образом, что последний соприкасается с верхней линзой конденсора.

Для проведения наблюдений по методу темного поля необходимо:

Особенности эксплуатации

Обратите внимание, что темнопольный конденсор не рассчитан на эксплуатацию при отрицательных температурах, оптимальный температурный диапазон составляет от +10 до +35 °C, поскольку преломляющие свойства иммерсионной жидкости меняются за пределами указанного температурного диапазона.

В интернет-магазине «Четыре глаза» вы можете выбрать и купить темнопольный микроскоп, а также конденсор темного поля.

4glaza.ru
Ноябрь 2015

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.

Источник