36. Оптический микроскоп. Ход лучей в микроскопе. Полезное увеличение микроскопа.

Микроскоп – оптическое устройство, состоящее из короткофокусных линз – объектива и окуляра. Оптическая система состоит из двух частей: осветительной и наблюдательной. Пучок лучей от источника света падает на зеркало, которое отражает его к диафрагме, проходит через конденсор и исследуемый препарат и затем попадает в объектив.

Изображение предмета, созданное линзой объектива, находим согласно правилу построения изображения в тонкой линзе; луч , параллельный главной оптической оси, проходит после преломления в линзе через фокус, другой луч через центр линзы идет без преломления; изображение расположено в передней фокальной плоскости окуляра (плоскость, проходящая через фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси, называется фокальной плоскостью).

Лучи доходят до линзы окуляра и в ней преломляются. Все лучи, идущие из некоторой точки фокальной плоскости после преломления в линзе должны распространятся параллельно друг другу. Полезные увеличения – такие увеличения, при которых глаз различает все элементы структуры объекта, которые разрешимы микроскопом.

Если предмет имеет размер равный переделу разрешения z, а размер его изображения z’, и если это изображение расположено на расстоянии наилучшего зрения от глаза, то увеличение микроскопа: Г=z’/z или Г=А z’/(0,5λ₀), где А – числовая апертура. Считают, что удобная различимость должна соответствовать значениям z’ от 140 до 280 мкм. Подставляя их, а также λ₀=0,555 мкм в формулу, находим интервал значений увеличения микроскопа: 500А < Г < 1000A

37. Разрешающая способность и предел разрешения микроскопа. Пути повышения разрешающей способности.

Разрешающая способность – способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей рассматриваемого предмета. Эта величина обратна пределу разрешения.

Предел разрешения – это такое наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки различимы, т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки.

z=0,5λ₀/A,

где z – предел разрешения, λ₀ – длина волны света в вакууме, А – числовая апертура, равная A=n sin(u/2), где n – показатель преломления среды, находящейся между предметом и линзой объектива, u – угловая апертура.

Угловая апертура – угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему.

Пути повышения разрешающей способности.

1. Использование света с меньшей длиной волны. Для этого применяют ультрафиолетовый микроскоп, в котором микрообъекты исследуются в ультрафиолетовых лучах. Так как глаз непосредственно не воспринимает УФ-излучение, то употребляются фотопластинки, люминесцентные экраны и электронно-оптические преобразователи.

2. Увеличение числовой апертуры, что достигается увеличением показателя преломления среды между предметом и объективом и увеличением апертурного угла. Это возможно с помощью специальной жидкой среды – иммерсии – в пространстве между объективом и покровным стеклом микроскопа. В иммерсионных системах по сравнению с тождественными «сухими» системами получают больший апертурный угол. В качестве иммерсии используют воду, кедровое масло и др.

3. На разрешающую способность микроскопа влияют условия освещения объекта.