Практикум по цитологии растений - Паушева З.П.
ISBN 5-10-000614-5
Скачать (прямая ссылка):
У объективов ахроматов и апохроматов не устранена полностью кривизна изображения, при которой изображение оказывается размытым на краях поля зрения, что особенно неудобно при микрофотосъемке. Для устранения этого недостатка созданы объективы с плоским полем зрения — планахроматы и планапохроматы.
На оправе иммерсионных объективов имеются канавки разного цвета в зависимости от вида иммерсии. На объективе масляной иммерсии канавка окрашена в черный цвет, кроме того, на оправе стоит отметка «МИ». На объективе водной иммерсии канавка белая, а на оправе — отметка «ВИ». Второй объектив удобен для изучения объектов, заключенных в воду, что позволяет работать без покровного стекла, например, в фитопатологии. На объективе глицериновой иммерсии канавка окрашена в желтый цвет.
Объектив дает геометрически подобное объекту увеличенное изображение с обратным расположением частей по отношению к препарату и в то же время выявляет подробности, недоступные глазу человека (или, как говорят, «разрешает» структуру). Обратное изображение заставляет наблюдателя передвигать объект при помощи препаратоводителя в направлении, обратном кажущемуся: если нужно передвинуть изображение влево, то препарат необходимо переместить вправо, и наоборот.
Ограниченные размеры оптической системы микроскопа и то, что свет претерпевает дифракцию в неоднородной среде,—
одна из причин плохого изображения объектов. Вследствие дифракции света изображение точки представляет собой светлый круг, окруженный темными и светлыми полосами. Э. Аббе при разработке дифракционной теории изображения рассматривал структуру биологических объектов как особую дифракционную решетку и считал, что' для четкого разрешения двух несамосветящихся точек, т. е. освещаемых извне прямым светом, можно воспользоваться формулой
где d — разрешающая способность объектива, мкм (1 мкм=10-3 мм); % — длина волны света, мкм; А — числовая апертура.
Этой формулой можно пользоваться как основной для вычисления разрешающей способности. При изучении самосветя-щихся объектов формула имеет следующий вид:
Поскольку разрешающая способность зависит также от способа освещения препарата и контраста последнего, то реальная разрешающая способность ниже той, что получится при вычислении по формуле 2.
Числовая, или нумерическая, апертура (Л) определяет способность оптической системы воспринимать то или иное количество света и определяется по формуле
А — п - sin а, (3)
где п — показатель преломления среды между фронтальной линзой объектива и покровным стеклом; а — половинный угол входного отверстия объектива (угол, одна сторона которого совпадает с оптической осью, другая образована линией, соединяющей точку выхода лучей из объекта с границей действующего отверстия объектива, рис. 3).
Поскольку показатель преломления воздуха равен 1, то Л может изменяться у’ сухих объективов от 0 до 1. Если а = 90°, a sin 90°= 1, следовательно, Л=1, sin40°=0,64, Л = 0,64. Чем больше угол а, тем выше апертура и тем лучше разрешающая способность объектива, т. е. он позволяет рассмотреть более мелкие детали. Качественные сухие объективы имеют Л, равное 0,95. Наименьшая видимая структура при такой апертуре составляет 0,35 мкм. Иммерсионные объективы имеют более высокие значения Л, чем сухие, так как показатель преломления жидкостей больше единицы. Например, вода имеет п= 1,33, кедровое масло—1,515. Наиболее высокая апертура у масляно-иммерсионных объективов (Л =1,4). Числовую апертуру указывают на оправе объектива.
Об — объектив; OF — фокальная плоскость; Р — препарат; Кн — конденсор; d — диафрагма конденсора.
Разрешающая способность объектива, т. е. способность его давать раздельное изображение точек объекта, расположенных близко друг к другу, зависит не только от апертуры, но и от длины волны света. При освещении обычным светом (X = 0,55 мкм) и использовании объектива с апертурой 1,4 наименьший диаметр видимых частиц 0,24 мкм. Уменьшая длину волны света, можно Завидеть более мелкие частицы и тем самым улучшить разрешающую способность объектива. Расчеты показывают, что при освещении синими лучами (Я = 0,47 мкм) можно увидеть частицы величиной 0,2 мкм. Для этого используют синие светофильтры.
Таким образом, разрешающая способность — одна из наиболее важных характеристик объектива. Ее часто определяют как величину наименьшего диаметра видимых частиц или наименьшее расстояние между двумя линиями, которые можно раздельно видеть в микроскоп. Эту характеристику микроскопа можно улучшить путем увеличения числовой апертуры объектива и уменьшения длины волны света.
Конденсор микроскопа также имеет определенную числовую апертуру: 1,2; 1,4. Высокоапертурные объективы сочетают при работе с высокоапертурными конденсорами. Если апертура конденсора меньше апертуры объектива, то возможности объектива реализуются не полностью.
В связи с этим во время работы с микроскопом необходимо добиваться, чтобы апертуры объектива и конденсора соответствовали друг другу (см. с. 22),
