Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
больших апертурах. Кроме того, иа основании развитой им дифракционной
теории микроскопа он внес ясность в вопрос о разрешающей способности
микроскопа. Под его руководством в 1872 г. была рассчитана и изготовлена
фирмой "К. Цейсс" в Иене серия первоклассных микрообъективов-ахроматов с
различной апертурой до 1,50: В 1886 г. фирма "К. Цейсс", руководимая
Аббе, выпустила серию из восьми апохроматов (с компенсационными
окулярами), а в 1888 г. она создала апохромат с моиобромнафталииовой
иммерсией при апертуре 1,60.
Французский конструктор А. Шевалье в 1845 г. применил впервые дуговую
электрическую лампу для освещения в микро-
231
скопе. Современный карднод-конденсор для освещения на темном поле был
создан Г. Зидентопфом в 1910 г.
В 1938 г. Г. Бегехольд закончил работы по расчету серии объективов-
планахроматов, отличающихся плоским полем, что очень важно для
микрофотографии.
Последним крупным событием в истории развития оптического микроскопа
следует признать введение устройств для фазового контраста Ф. Цериике в
1941 г.
О новых идеях в микроскопии мы скажем в конце этой главы.
Зачатки производства микроскопов в России, возникшие в XVIII в.,
постепенно заглохли в начале XIX столетия. Впрочем, есть свидетельства,
что около 1820 г. оптическая мастерская при Казанском университете
изготовляла микроскопы высокого качества. Но оптическая промышленность в
России ие развилась. Царское правительство предпочитало импортировать
оптические приборы из-за рубежа.
После Великой Октябрьской революции началось создание советской
оптической промышленности, прошедшей за два десятилетия (1920-1940 гг.)
путь, на который Западной Европе пришлось затратить два столетия. В
настоящее время советская оптическая промышленность изготовляет все
современные типы микроскопов и принадлежностей к ним.
§ 68. Общие основания конструкции микроскопа
В гл. Ill "Общая теория оптических приборов" достаточно подробно
рассмотрены свойства лупы: ее видимое увеличение, условия передачи
перспективы, глубина резкости, разрешающая способность. Поэтому здесь нет
необходимости рассматривать эти вопросы и можно перейти к описанию
устройства и действия микроскопа (прежде его называли сложным микроскопом
в отличие от лупы - простого микроскопа).
Микроскоп является типичным прибором ближнего действия. Он
предназначается для рассматривания, изучения и измерения микроструктуры
всевозможных предметов, неразличимой невооруженным глазом. Фотография и
киносъемка широко применяются в современной микроскопии, но играют все же
подсобную роль, так что микроскоп нужно считать визуальным прибором.
Оптическое устройство современного микроскопа отчетливо разделяется на
две части. Первая часть - осветительная система, расположена по ходу
лучей между источником света и исследуемым предметом. Вторая - визуальная
часть, помещается между предметом и глазом наблюдателя. Ее назначение -
создать на сетчатой оболочке глаза резкое и увеличенное изображение
рассматриваемого предмета.
Поскольку визуальная часть микроскопа передает изображение, она должна
обладать достаточно малыми аберрациями. 232
К осветительной системе микроскопа такие требования не предъявляются.
Несмотря на это, роль осветительной системы в современном микроскопе
очень важна. В этом легко можно убедиться, представив себе, что в
микроскопе, например тысячекратного увеличения площадь изображения в
миллион раз больше площади предмета. Поэтому световой поток, прошедший
через предмет (или отраженный от предмета), на изображении должен
распределиться иа площадь, в миллион раз увеличенную. Отсюда следует, что
если только осветительная система не обеспечит весьма интенсивного
освещения 1 ? з
предмета, то, как бы совершенна ни была оптика визуальной части
микроскопа, изображение будет темным и потому плохо видимым.
На чертеже (рис. III. 5) схематически показано устройство современного
биологического микроскопа. В основании ' 17 его штатива размещается часть
осветительного устройства, состоящего из электролампы 23 в регулируемом
патроне 24, линзы 22, называемой коллектором, и расположенной возле
коллектора ирисовой диафрагмы 21, служащей полевой диафрагмой
осветительной системы.
Далее в том же основании 17 расположены призма 16 и защитное стекло 15.
Вторая часть осветительной системы - конденсор 13 - вмонтирована в
отверстии, находящемся в центре круглого вращающегося предметного столика
12 (на чертеже показан очень распространенный двухлинзовый конденсор). В
передней фекальной плоскости конденсора имеется вторая ирисовая диафрагма
14, которая служит апертурной диафрагмой осветительной системы.
На предметном столике 12 помещается плоскопараллельная стеклянная
пластинка, называемая предметным стеклом; иа предметном стекле находится
рассматриваемый предмет, покрытый тонким покровным стеклом для защиты от
пыли и высыхания. На чертеже (рис. III. 6) показаны в сильно увеличенном
виде: последняя плосковыпуклая линза 1 конденсора, предметное стекло 3,
