Теория оптических приборов - Тудоровский А.И.
Скачать (прямая ссылка):
§ 191. Изображение микроскопом прозрачных и полупрозрачных предметов 641
в предыдущем параграфе, полной эквивалентности в математическом смысле достигнуть нельзя, но во многих случаях можно приблизиться к ней и оценить степень приближения.
Опыты Мандельштама, как и опыты Аббе, Д. С. Рождественский объясняет одинаковым образом: в обоих случаях изменение распределения освещенностей в плоскости изображений есть результат дифракции лучей у щелей вносимых диафрагм. Если эта диафрагма имеет вид решотки, то каждой светящейся нити решотки в опытах Мандельштама в плоскости изображения соответствуют дифракционные спектры, вид которых и расположение определяются периодом решотки-диафрагмы. Так как предмет состоит из ряда светящихся линий, то в плоскости изображения получается ряд спектров, налагающихся одни на другой; очевидно, что распределение освещенностей в этой плоскости зависит как от периода светящейся решотки, так и от периода решотки-диафрагмы. Можно подобрать решотку-диафрагму с таким периодом, что в плоскости изображений получится бесцветная картина с периодической структурой, имеющей вдвое больше светлых полос, чем светящаяся решотка: „изображение" в этом случае не есть изображение, а есть распределение освещенностей, напоминающее решотку. Та же решотка-диафрагма в случае несветящейся решотки закроет спектры четных порядков и даст „изображение" с удвоенным числом штрихов. Узкая щель в диафрагме, пропускающая только центральную полосу дифракционной картины, дает размытые дифракционные полосы от каждой светящейся нити, налагающиеся друг на друга; в результате получается светлая полоса без структуры, совершенно непохожая на светящуюся решотку.
Теория Аббе имеет большое историческое значение, так как она определила в значительной степени направление развития техники микроскопии и ее успех в прошлом столетии; создание объективов с большими апертурными числами, введение в практику иммерсионных систем, устройство осветителей для микроскопов также с большой апертурой и подвижными диафрагмами для получения бокового освещения — все вти важные усовершенствования явились естественным и неизбежным результатом теории Аббе.
§ 191. Замечания об изображении микроскопом прозрачных и полупрозрачных^^предметов
При рассмотрении вопроса об изображениях несветящихся предметов всегда предполагалось, что рассматриваемый предмет (препарат) имеет структуру, образованную совершенно непрозрачными деталями с совершенно прозрачными промежутками; таковы решотки в опытах Аббе, получаемые посредством нанесения тонким резцом штрихов на непрозрачном серебряном слое. В действительности, особенно у биологических препаратов, наблюдаемый предмет — срез—почти всегда состоит из полупрозрачных и прозрачных элементов с различными показателями преломления и коэффициентами поглощения. Это обстоятельство значительно усложняет явления, происходящие у границы двух .соприкасающихся деталей.
Положим, что посредством микроскопа рассматривается очень тонкая пластинка или осколок в виде призмы с малым углом в жидкости, показатель преломления которой отличается от показателя преломления пластинки. Два близкие когерентные луча, выходящие из одной точки
41 А. И. Тудоровсквб
Глава XIV. Дифракционная теория изображения
источника света! проходя вдоль грани пластинки по обеим сторонам ее, приобретают разность хода и, если по выходе из препарата оба попадают в объектив при достаточно большой апертуре его, интерферируют между собою; поэтому на дифракционную картину от границы пластинки налагается интерференционная' картина. Обычно не делают различия между обеими картинами; повидимому, единственная работа, в которой произведен анализ явлений, наблюдаемых при рассматривании полупрозрачных предметов микроскопом, это работа Д. С. Рождественского [2]. В этой работе рассмотрены теоретически несколько простейших случаев интерференции света при наблюдении микроскопом прозрачных предметов, а именно: прззма, пластинка с закругленным краем, сфера, цилиндр. Для каждого случая выведены формулы, определяющие разность фаз в различных точках интерференционных картии, и построены кривые, определяющие вид интерференционных полос. Результаты теоретических расчетов проверены опытным путем, для чего были изготовлены соответственные объекты из стекла и использованы некоторые естественные объекты (зерна крахмала); в работе приведено несколько фотографических снимков наблюдавшихся интерференционных картин и сообщено много тонких наблюдений и соображений, относящихся к микроскопической практике.
ЛИТЕРАТУРА
Подробнее указатели литературы по геометрической оптике имеются в основных сочинениях, в частности в следующих книгах,
1) Czapski S. and О. fcippen stein. Grundziig'e der Theorie der optischen Instru-rnente n ich Abbe, 3-te Auflage, 1924.
2) Handbueh der Physik. Herausg'. v. H. G e i g e r and K. S с h e e 1, В. XVIII, Geome-trische Optik, 1927.
3) Handbnch der Experimentalphysik. Herausg-. v. W. Wien und F. Harms. B. 20, Geometrische Optik, 1929.
Более поздних общих указателей литературы по прикладной оптике не имеется; в отдельных монографиях и статьях можно найти полр бные списки работ по частным вопросам. Библиографические журналы дают краткие рефераты по вс?м наиболее крупным работам, всходящим в течение года в различных странах. В Германии выходил такой журнал под названием „Physikalische Berichte". Объединение физических обществ и обществ инженеров-электриков Англии и Соединенных Штатов Америки издает .„Science Abstracts. Section A, Physics'; с 1941 г. жу| нал называется „Physics Abstracts".
