Ознайомлення з деякими знаннями про оптичний мікроскоп
Інструмент або пристрій, який збільшує крихітний об’єкт або крихітну частину об’єкта при великому збільшенні для спостереження. Він широко використовується в промисловому та сільськогосподарському виробництві та наукових дослідженнях. Біологи та медичні працівники також часто використовують мікроскопи у своїй справі. Поділяються на оптичні мікроскопи та електронні мікроскопи.
Оптичний мікроскоп — це мікроскоп, який використовує видиме світло як джерело світла. Звичайні оптичні мікроскопи можна розділити на дві частини: оптичну систему та механічний пристрій. Оптична система в основному включає окуляри, лінзи об'єктивів, конденсори, діафрагми та джерела світла. Механічний пристрій в основному включає оправу об’єктива, колону дзеркала, сцену, основу дзеркала, гвинт регулювання товщини та інші частини (рис. 1). Її основний оптичний принцип показаний на малюнку 2. Мала опукла лінза зліва на малюнку представляє групу лінз із короткою фокусною відстанню, яка називається лінзою об’єктива. Велика опукла лінза праворуч представляє групу лінз з великою фокусною відстанню, яка називається окуляром. Об’єкт спостереження (AB) розміщується трохи поза фокусною точкою (f1) лінзи об’єктива. Світло від об’єкта утворює перевернуте збільшене реальне зображення (B'A') трохи всередині фокуса окуляра (f2) після проходження крізь лінзу об’єктива. Очі спостерігача додатково збільшують реальне зображення (B'A') до перевернутого віртуального зображення (B"A") через окуляр.
Окуляр розташований над корпусом мікроскопа і зазвичай складається з двох опуклих лінз. Окрім подальшого розширення реального зображення, сформованого лінзою об’єктива, воно також обмежує поле зору, яке спостерігають очі. За ступенем збільшення розрізняють три типи окулярів: 5-кратний, 10-кратний і 15-кратний.
Лінза об'єктива, як правило, розташована під оправою мікроскопа, близько до об'єкта, який спостерігають. Він складається з 8-10 лінз. Його функція — збільшення (створення збільшеного реального зображення об’єкта), друга — забезпечення якості зображення, третя — збільшення роздільної здатності. Об’єктиви, які зазвичай використовуються, можна розділити на лінзи малого збільшення (4×), середнього збільшення (10× або 20×), високого збільшення (40×) і масляні імерсійні об’єктиви (100×) відповідно до збільшення. Кілька лінз об’єктива встановлено на коліщатку зміни дзеркал, і об’єктив із різними кратними параметрами можна вибрати, обертаючи поворотний столик за потреби.
Збільшення мікроскопа - це множення окуляра на об'єктив. Наприклад, якщо окуляр 10-кратний, а об’єктив 40-кратний, збільшення 40×10 разів (збільшення 400 разів). Хороший мікроскоп може збільшити у 2000 разів і розрізнити дві точки на відстані 1 × 10-5 см одна від одної.
Коли біле світло проходить через опуклу лінзу, світло з коротшою довжиною хвилі (синьо-фіолетовий) має більше заломлення, ніж світло з довгою довжиною хвилі (червоно-оранжевий). Тому під час зображення навколо зображення є різні спектри, а також є коло синього чи червоного світла. Цей колірний дефект називається хроматичною аберацією. Через різні кути, під якими світло входить (і виходить) з різних частин поверхні лінзи, світло, що проходить через периферію лінзи, заломлюється під більшим кутом, ніж світло, що проходить через центр лінзи. Тому під час візуалізації по всьому колу зображення з’являються розмиті та спотворені зображення. Цей дефект кривизни поверхні зображення називається сферичною аберацією. Ряд опуклих і увігнутих груп лінз із різною формою, структурою та відстанями взаємодіють одна з одною, щоб найбільшою мірою виправити хроматичну та сферичну аберації, утворюючи яскраве, чітке та точне зображення. Ось чому окуляр або лінза об’єктива складаються з набору лінз відповідно. Такі лінзи називають плановими ахроматами.
Коли світло проектується з одного середовища (наприклад, повітря) в інше більш щільне середовище (наприклад, скло), воно буде згинатися до «нормальної лінії» (лінії, перпендикулярної до межі середовища), такої як лінія BOA на малюнку. 3. Коли світло потрапляє з щільного середовища (скла) у нещільне середовище (повітря), воно відхилятиметься від «нормальної лінії», наприклад лінії AOB (рис. 3a). Коли світло проходить крізь скло конденсора (показник заломлення 1,51) і потрапляє в повітря, воно також відхиляється і заломлюється назовні, тому кількість світла, що потрапляє в лінзу об’єктива, значно зменшується, а роздільна здатність зображення також зменшується. Під час використання об’єктива зі 100-кратним збільшенням, якщо між лінзою об’єктива та покривним склом (коефіцієнт заломлення також дорівнює 1,51) налити масло для ізоляції повітря, світло може проникати в об’єктив майже без заломлення, що збільшує яскравість і роздільну здатність. зображення . Такі об’єктиви називаються масляними імерсійними об’єктивами (рис. 3b).
Конденсатор розташований під столиком мікроскопа, який може збирати світло від джерела світла, концентрувати світло на зразку та робити зразок рівномірним опроміненням помірної інтенсивності світла. Нижній кінець конденсора оснащений упором (діафрагмою) для контролю товщини пучка.
Джерело освітлення звичайного оптичного мікроскопа розташоване під конденсором, який являє собою спеціальну потужну лампочку з рівномірним освітленням і оснащений змінним резистором для зміни інтенсивності світла.
Оскільки світло джерела світла звичайного оптичного мікроскопа проходить від нижньої частини корпусу об’єктива, проходить через збиральну лінзу, лінзу об’єктива та досягає окуляра, зразок для спостереження необхідно нарізати на тонкі шматочки товщиною приблизно 6 мкм, який може пропускати світло в медичних і біологічних дослідженнях. І фарбувати, щоб показати різні тканини, клітини та інші тонкі структури. Весь процес обробки називається традиційною технікою зрізу тканини, включаючи вибір відповідних тканинних матеріалів, їх фіксацію розчином формальдегіду (формаліну), поетапне зневоднення спиртом, занурення в парафін, нарізання тканини на тонкі скибочки за допомогою мікротома та встановлення їх на предметних склі, а потім після фарбування гематоксилін-еозиновим барвником предметні скла тканини нарешті монтували в клей з оптичної смоли. Підготовлені предметні скла можна зберігати тривалий час.
Окуляр і об'єктив мікроскопа встановлені на обох кінцях оправи об'єктива, їх відстань фіксована. Помістіть предметне скло на предметний столик і поверніть гвинт грубого регулювання, щоб наблизити предметний столик до лінзи об’єктива. Зріз тканини входить у фокальну площину лінзи об’єктива, і зображення тканини в зразку можна побачити в окулярі. Потім використовуйте гвинт точного регулювання, щоб зробити зображення в окулярі чітким для спостереження. При зміні збільшення необхідно замінити окуляр або об'єктив.
