Optik mikroskopning tuzilishi va asosiy qismlari. Mikroskop optik tizim sifatida Optik mikroskopning maqsadi

Ma'lumki, inson atrofdagi dunyo haqidagi ma'lumotlarning asosiy qismini ko'rish orqali oladi. Inson ko'zi murakkab va mukammal qurilma. Tabiat tomonidan yaratilgan ushbu qurilma to'lqin uzunligi diapazoni 400 dan 760 nanometrgacha bo'lgan yorug'lik - elektromagnit nurlanish bilan ishlaydi. Inson idrok qiladigan rang binafsha rangdan qizil ranggacha o'zgaradi.

Ko'rinadigan yorug'likka mos keladigan elektromagnit to'lqinlar ko'zdagi atomlar va molekulalarning elektron qobiqlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu o'zaro ta'sirning natijasi bu qobiqlardagi elektronlarning holatiga bog'liq. Yorug'lik so'rilishi, aks etishi yoki tarqalishi mumkin. Yorug'lik bilan nima sodir bo'lganligi uning o'zaro ta'sir qilgan atomlari va molekulalari haqida ko'p narsalarni ochib berishi mumkin. Atomlar va molekulalarning o'lchamlari diapazoni 0,1 dan o'nlab nanometrgacha. Bu yorug'lik to'lqin uzunligidan ko'p marta qisqaroq. Biroq, aynan shunday o'lchamdagi ob'ektlar - keling, ularni nanoob'ektlar deb ataymiz - ko'rish juda muhimdir. Buning uchun nima qilish kerak? Keling, avvalo, inson ko'zi nimani ko'rishi mumkinligini muhokama qilaylik.

Odatda, ma'lum bir optik qurilmaning o'lchamlari haqida gapirganda, ular ikkita tushuncha bilan ishlaydi. Ulardan biri burchak oʻlchamlari, ikkinchisi esa chiziqli oʻlchamlari. Bu tushunchalar o'zaro bog'liqdir. Masalan, inson ko'zi uchun burchak o'lchamlari taxminan 1 yoy daqiqasini tashkil qiladi. Bunday holda, ko'z o'zidan 25-30 sm masofada joylashgan ikkita nuqta ob'ektini faqat ushbu ob'ektlar orasidagi masofa 0,075 mm dan ortiq bo'lganda ajrata oladi. Bu an'anaviy kompyuter skanerining o'lchamlari bilan solishtirish mumkin. Aslida, 600 dpi o'lchamlari skaner nuqtalarni bir-biridan 0,042 mm gacha ajrata olishini anglatadi.

Bir-biridan ham kichikroq masofada joylashgan jismlarni ajrata olish uchun optik mikroskop ixtiro qilindi - ko'zning aniqligini oshiradigan qurilma. Ushbu qurilmalar turli xil ko'rinishga ega (1-rasmdan ko'rinib turibdiki), lekin ularning ishlash printsipi bir xil. Optik mikroskop piksellar sonini mikron fraktsiyalarigacha oshirishga imkon berdi. Bundan 100 yil oldin optik mikroskopiya mikron o'lchamli ob'ektlarni o'rganish imkonini berdi. Biroq, shu bilan birga, linzalar sonini ko'paytirish va ularning sifatini yaxshilash orqali piksellar sonini yanada oshirishga erishish mumkin emasligi aniq bo'ldi. Optik mikroskopning o'lchamlari yorug'likning o'zi, ya'ni to'lqin tabiati bilan cheklangan edi.

O'tgan asrning oxirida optik mikroskopning ruxsati . Bu formulada l yorug'likning to'lqin uzunligi va n gunoh u- mikroskop linzasining raqamli teshigi, bu ham mikroskopni, ham o'rganilayotgan ob'ekt va unga eng yaqin mikroskop linzalari o'rtasida joylashgan moddani tavsiflaydi. Darhaqiqat, raqamli diafragmaning ifodasi sinishi indeksini o'z ichiga oladi n ob'ekt va linzalar orasidagi muhit va burchak u linzaning optik o'qi va ob'ektdan chiqadigan va ushbu linzaga kirishi mumkin bo'lgan eng tashqi nurlar o'rtasida. Vakuumning sindirish ko'rsatkichi birlikka teng. Havo uchun bu ko'rsatkich birlikka juda yaqin, suv uchun - 1,33303 va maksimal aniqlikni olish uchun mikroskopda ishlatiladigan maxsus suyuqliklar uchun, n 1,78 ga etadi. Qanday burchak bo'lishidan qat'iy nazar u, qiymat gunoh u birdan ortiq bo'lishi mumkin emas. Shunday qilib, optik mikroskopning ruxsati yorug'lik to'lqin uzunligining bir qismidan oshmaydi.

Ruxsat odatda to'lqin uzunligining yarmi deb hisoblanadi.

Ob'ektning intensivligi, o'lchamlari va kattalashishi turli xil narsalardir. Siz buni shunday qilishingiz mumkinki, bir-biridan 10 nm masofada joylashgan ob'ektlar tasvirlarining markazlari orasidagi masofa 1 mm bo'ladi. Bu 100 000 marta o'sishga to'g'ri keladi. Biroq, bu bitta yoki ikkita ob'ekt ekanligini farqlash mumkin bo'lmaydi. Haqiqat shundaki, o'lchamlari yorug'lik to'lqin uzunligiga nisbatan juda kichik bo'lgan jismlarning tasvirlari ob'ektlarning o'z shaklidan qat'i nazar, bir xil shakl va hajmga ega bo'ladi. Bunday ob'ektlar nuqta ob'ektlari deb ataladi - ularning o'lchamlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Agar bunday nuqta ob'ekti porlasa, u holda optik mikroskop uni yorug'lik va qorong'i halqalar bilan o'ralgan yorug'lik doirasi sifatida tasvirlaydi. Keyinchalik soddalik uchun yorug'lik manbalarini ko'rib chiqamiz. Optik mikroskop yordamida olingan nuqtali yorug'lik manbasining tipik tasviri 2-rasmda ko'rsatilgan.Yorug'lik halqalarining intensivligi aylananikidan ancha kichik va tasvir markazidan masofa bilan kamayadi. Ko'pincha, faqat birinchi yorug'lik halqasi ko'rinadi. Birinchi qorong'u halqaning diametri . Ushbu intensivlik taqsimotini tavsiflovchi funktsiya nuqta tarqalishi funktsiyasi deb ataladi. Bu funktsiya kattalashtirish nima ekanligiga bog'liq emas. 3-rasmdan ko'rinib turibdiki, bir nechta nuqtali ob'ektlarning tasviri aniq doiralar va halqalar bo'ladi.Olingan tasvirni kattalashtirish mumkin, ammo ikkita qo'shni nuqta ob'ektlarining tasvirlari birlashsa, ular birlashishda davom etadi. Bunday kattalashtirish ko'pincha foydasiz deb aytiladi - kattaroq tasvirlar shunchaki xiralashadi. Foydasiz kattalashtirishning misoli 4-rasmda ko'rsatilgan. Formula ko'pincha diffraktsiya chegarasi deb ataladi va u shunchalik mashhurki, u ushbu formulaning muallifi, nemis optik fizigi Ernst Abbe yodgorligida o'yilgan.

Albatta, vaqt o'tishi bilan optik mikroskoplar tasvirlarni saqlashga imkon beradigan turli xil qurilmalar bilan jihozlana boshladi. Inson ko'zini dastlab kinokameralar va plyonkalar, so'ngra ularga tushgan yorug'likni elektr signallariga aylantiruvchi raqamli qurilmalar asosidagi kameralar to'ldirdi. Ushbu qurilmalarning eng keng tarqalgani CCD matritsalari (CCD - zaryad bilan bog'langan qurilma). Raqamli kameralardagi piksellar soni o'sishda davom etmoqda, ammo buning o'zi optik mikroskoplarning ruxsatini yaxshilay olmaydi.

Hatto yigirma besh yil oldin, diffraktsiya chegarasi engib bo'lmaydigandek tuyuldi va o'lchamlari yorug'lik to'lqin uzunligidan bir necha baravar kichik bo'lgan ob'ektlarni o'rganish uchun yorug'likdan voz kechish kerak edi. Elektron va rentgen mikroskoplarini yaratuvchilar aynan shu yo'lni bosib o'tishgan. Bunday mikroskoplarning ko'plab afzalliklariga qaramay, nanoob'ektlarni ko'rish uchun yorug'likdan foydalanish muammosi saqlanib qoldi. Buning sabablari ko'p edi: ob'ektlar bilan ishlashning qulayligi va qulayligi, tasvirni olish uchun zarur bo'lgan qisqa vaqt, namunalarni bo'yashning ma'lum usullari va boshqalar. Nihoyat, ko‘p yillik mashaqqatli mehnatdan so‘ng optik mikroskop yordamida nano o‘lchamdagi obyektlarni ko‘rish imkoniyati paydo bo‘ldi. Ushbu yo'nalishdagi eng katta yutuqlar floresan mikroskopiya sohasida erishildi. Albatta, hech kim diffraktsiya chegarasini bekor qilmadi, lekin ular uni aylanib o'tishga muvaffaq bo'lishdi. Hozirgi vaqtda turli xil optik mikroskoplar mavjud bo'lib, ular o'lchamlari ushbu ob'ektlarning tasvirini yaratadigan yorug'likning to'lqin uzunligidan ancha kichik bo'lgan ob'ektlarni tekshirishga imkon beradi. Ushbu qurilmalarning barchasi bitta umumiy printsipga ega. Keling, qaysi biri ekanligini tushuntirishga harakat qilaylik.

Rezolyutsiyaning diffraktsiya chegarasi haqida allaqachon aytilganlardan ko'rinib turibdiki, nuqta manbasini ko'rish unchalik qiyin emas. Agar bu manba etarli darajada intensiv bo'lsa, uning tasviri aniq ko'rinadi. Ushbu tasvirning shakli va o'lchami, yuqorida aytib o'tilganidek, optik tizimning xususiyatlari bilan belgilanadi. Shu bilan birga, optik tizimning xususiyatlarini bilish va ob'ektning nuqtali ob'ekt ekanligiga ishonch hosil qilish, siz ob'ektning qayerda joylashganligini aniq aniqlashingiz mumkin. Bunday ob'ektning koordinatalarini aniqlashning aniqligi ancha yuqori. Buni 5-rasmda ko'rsatish mumkin. Nuqtali ob'ektning koordinatalarini aniqroq aniqlash mumkin, u qanchalik kuchli porlaydi. O'tgan asrning 80-yillarida optik mikroskop yordamida ular 10-20 nanometr aniqlik bilan alohida yorug'lik molekulalarining o'rnini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Nuqta manbai koordinatalarini bunday aniq aniqlashning zaruriy sharti uning yolg'izligidir. Eng yaqin boshqa nuqta manbasi shu qadar uzoqda bo'lishi kerakki, tadqiqotchi qayta ishlanayotgan tasvir bitta manbaga mos kelishini aniq biladi. Bu masofa ekanligi aniq l shartni qondirishi kerak. Bunday holda, tasvirni tahlil qilish manbaning o'zi haqida juda aniq ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin.

O'lchamlari optik mikroskopning ruxsatidan ancha kichik bo'lgan ko'pchilik ob'ektlarni nuqta manbalari to'plami sifatida ko'rsatish mumkin. Bunday to'plamdagi yorug'lik manbalari bir-biridan ancha kichikroq masofada joylashgan. Agar bu manbalar bir vaqtning o'zida porlasa, ularning aniq qaerda joylashgani haqida hech narsa aytish mumkin bo'lmaydi. Biroq, agar siz ushbu manbalarni o'z navbatida porlashi mumkin bo'lsa, unda ularning har birining pozitsiyasini yuqori aniqlik bilan aniqlash mumkin. Agar bu aniqlik manbalar orasidagi masofadan oshsa, ularning har birining pozitsiyasi haqida ma'lumotga ega bo'lgan holda, ularning nisbiy pozitsiyalari qanday ekanligini bilib olish mumkin. Bu nuqta manbalar majmuasi sifatida taqdim etilgan ob'ektning shakli va o'lchami haqida ma'lumot olinganligini anglatadi. Boshqacha qilib aytganda, bu holda siz o'lchamlari diffraktsiya chegarasidan kichikroq bo'lgan ob'ektni optik mikroskop bilan tekshirishingiz mumkin!

Shunday qilib, asosiy nuqta nanoob'ektning turli qismlari haqida bir-biridan mustaqil ravishda ma'lumot olishdir. Buning uchun uchta asosiy usullar guruhi mavjud.

Birinchi guruh usullar o'rganilayotgan ob'ektning u yoki bu qismini maqsadli ravishda porlaydi. Ushbu usullardan eng mashhuri yaqin maydonni skanerlash optik mikroskopidir. Keling, buni batafsil ko'rib chiqaylik.

Agar siz diffraktsiya chegarasi haqida gap ketganda nazarda tutilgan shartlarni diqqat bilan o'rgansangiz, ob'ektlardan linzalargacha bo'lgan masofa yorug'lik to'lqin uzunligidan sezilarli darajada katta ekanligini topasiz. Ushbu to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan va undan kichikroq masofalarda rasm boshqacha bo'ladi. Yorug'lik to'lqinining elektromagnit maydoniga tushgan har qanday ob'ektning yonida o'zgaruvchan elektromagnit maydon mavjud bo'lib, uning o'zgarishi chastotasi yorug'lik to'lqinidagi maydonning o'zgarishi chastotasiga teng. Yorug'lik to'lqinidan farqli o'laroq, bu maydon nanoob'ektdan uzoqlashganda tezda parchalanadi. Intensivlik pasayadigan masofa, masalan. e marta, ob'ektning o'lchami bilan solishtirish mumkin. Shunday qilib, optik chastotaning elektromagnit maydoni o'lchami yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha kichik bo'lgan fazo hajmida to'plangan. Ushbu hududga tushadigan har qanday nanoob'ekt konsentrlangan maydon bilan u yoki bu tarzda o'zaro ta'sir qiladi. Agar ushbu maydon kontsentratsiyasi amalga oshiriladigan ob'ekt o'rganilayotgan nanoob'ekt bo'ylab har qanday traektoriya bo'ylab ketma-ket harakatlantirilsa va ushbu tizim tomonidan chiqariladigan yorug'lik qayd etilsa, u holda ushbu traektoriyada yotgan alohida nuqtalardan tasvirni yaratish mumkin. Albatta, har bir nuqtada tasvir 2-rasmda ko'rsatilgandek ko'rinadi, ammo piksellar soni maydonning qanchalik zich joylashganligi bilan belgilanadi. Va bu, o'z navbatida, ushbu maydon to'plangan yordami bilan ob'ektning o'lchami bilan belgilanadi.

Maydonni shu tarzda jamlashning eng keng tarqalgan usuli bu metall ekranda juda kichik teshik qilishdir. Odatda, bu teshik nozik metall plyonka bilan qoplangan uchli yorug'lik yo'riqnomasining oxirida joylashgan (yorug'lik qo'llanmasi ko'pincha optik tolali deb ataladi va ma'lumotlarni uzoq masofalarga uzatish uchun keng qo'llaniladi). Endi diametri 30 dan 100 nm gacha bo'lgan teshiklarni ishlab chiqarish mumkin. Ruxsat o'lchami bo'yicha bir xil. Ushbu printsip bo'yicha ishlaydigan qurilmalar yaqin skanerlovchi optik mikroskoplar deb ataladi. Ular 25 yil oldin paydo bo'lgan.

Ikkinchi guruh usullarining mohiyati quyidagilarga borib taqaladi. Qo'shni nanoob'ektlarni navbatma-navbat porlash o'rniga, siz turli xil ranglarda porlayotgan ob'ektlardan foydalanishingiz mumkin. Bunday holda, u yoki bu rangdagi yorug'likni uzatuvchi yorug'lik filtrlari yordamida siz har bir ob'ektning o'rnini aniqlashingiz va keyin bitta rasm yaratishingiz mumkin. Bu 5-rasmda ko'rsatilganiga juda o'xshaydi, faqat uchta tasvir uchun ranglar boshqacha bo'ladi.

Diffraktsiya chegarasini engib o'tish va nanoob'ektlarni tekshirishga imkon beradigan oxirgi usullar guruhi yorug'lik moslamalarining o'z xususiyatlaridan foydalanadi. Maxsus tanlangan yorug'lik yordamida "yoqilishi" va "o'chirilishi" mumkin bo'lgan manbalar mavjud. Bunday o'zgarishlar statistik tarzda sodir bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, agar ko'plab almashtiriladigan nanoob'ektlar mavjud bo'lsa, u holda yorug'lik to'lqin uzunligini va uning intensivligini tanlab, siz ushbu ob'ektlarning faqat bir qismini "o'chirish" ga majburlashingiz mumkin. Qolgan narsalar porlashda davom etadi va ulardan tasvirni olish mumkin. Shundan so'ng siz barcha manbalarni "yoqishingiz" va ulardan ba'zilarini yana "o'chirib qo'yishingiz" kerak. "Yoqilgan" bo'lib qolgan manbalar to'plami birinchi marta "yoqilgan" to'plamdan farq qiladi. Ushbu protsedurani ko'p marta takrorlash orqali siz bir-biridan farq qiladigan katta tasvirlar to'plamini olishingiz mumkin. Bunday to'plamni tahlil qilib, barcha manbalarning katta qismini juda yuqori aniqlik bilan, diffraktsiya chegarasidan ancha yuqori bo'lgan joyni aniqlash mumkin. Shu tarzda olingan o'ta aniqlik namunasi 6-rasmda ko'rsatilgan.

Hozirgi vaqtda yuqori aniqlikdagi optik mikroskopiya jadal rivojlanmoqda. Kelgusi yillarda ushbu sohaga ko'proq tadqiqotchilar jalb qilinadi deb taxmin qilish mumkin va umid qilamizki, ushbu maqolani o'qiydiganlar ham ular orasida bo'ladi.

7-sonli ma’ruza

Yuzaki tasvirlash usullari

Optik mikroskop

Atrofimizdagi dunyoni ko'rish va o'rganish imkonini beruvchi inson ko'zi juda oddiy optik tizim bo'lib, uning asosiy elementi linza bo'lib, u aslida suyuq kristalli moddadan yasalgan linzadir. Bunday optik tizim yordamida ko'rish mumkin bo'lgan eng kichik ob'ektlarning o'lchamlari taxminan 0,1 mm bo'lib, kichikroq narsalarni ko'rish va o'rganish uchun avval ko'zoynaklar yoki kattalashtiruvchi oynalar, so'ngra optik mikroskoplar deb ataladigan optik linzalardan yasalgan murakkab tuzilmalar ishlatilgan.

Mikroskop (yunoncha mikros - kichik va skopeo - qarash) - yalang'och ko'zga ko'rinmaydigan ob'ektlarning (yoki ularning tuzilishi tafsilotlarining) yuqori darajada kattalashtirilgan tasvirlarini olish uchun qurilma.

Optik mikroskopning optik dizayni va ishlash printsipi . Optik mikroskopning tipik diagrammalaridan biri rasmda ko'rsatilgan. 1. 10-bosqichda joylashgan ob'ekt 7 odatda ko'zgu 4 va kondensator 6 yordamida yoritgich (chiroq 1 va kollektor linzalari 2) sun'iy yorug'lik bilan yoritiladi. Ob'ektni kattalashtirish uchun linza 8 va okulyar 9. Ob'ektiv 7-ob'ektning haqiqiy teskari va kattalashtirilgan tasvirini yaratadi. Okuyar odatda eng yaxshi ko'rish masofasi D=250 mm bo'lgan ikkilamchi kattalashtirilgan virtual tasvirni hosil qiladi. Agar okulyar shunday harakatlantirilsa, 7 dyuymli tasvir okulyar F taxminan old fokusi oldida joylashgan bo'lsa, u holda okulyar tomonidan berilgan tasvir haqiqiy bo'lib qoladi va uni ekran yoki plyonkada olish mumkin. Umumiy kattalashtirish ko'rsatkichiga teng. ob'ektiv kattalashtirish ko'paytmasi: x = bX taxminan Kattalashtirish linzalari quyidagi formula bilan ifodalanadi: b=D/F ob, bu erda D - linzaning orqa fokusi F ob va old fokusi orasidagi masofa. okulyar F taxminan (mikroskop trubasining optik uzunligi deb ataladigan F ob - linzaning kattalashtirishi lupaning kattalashishiga o'xshaydi: X ok = 250/F ok, bu yerda F ok - okulyarning fokus masofasi Odatda, optik mikroskoplarning linzalari 6,3 dan 100 gacha, okulyarlar esa 7 dan 15 gacha. Shuning uchun bunday mikroskopning umumiy kattalashtirishi 44 dan 44 gacha. 100. 1500. Dala diafragmasi 3 va diafragma 5 yorug'lik nurini cheklash va tarqalgan yorug'likni kamaytirish uchun xizmat qiladi. Optik mikroskopning muhim xarakteristikasi uning o'lchamlari bo'lib, u ikkita qo'shni struktura elementini hali ham alohida ko'rish mumkin bo'lgan eng kichik masofaning o'zaro nisbati sifatida aniqlanadi.. Optik mikroskopning ruxsati yorug'lik diffraktsiyasi tufayli cheklangan. Diffraktsiya tufayli bunday mikroskopning linzalari tomonidan berilgan cheksiz kichik yorug'lik nuqtasi tasviri nuqta emas, balki diametri teng bo'lgan yumaloq yorug'lik diskiga (qorong'u va yorug'lik halqalari bilan o'ralgan) o'xshaydi: d = 1,22 /A, Qayerda  - yorug'lik to'lqin uzunligi va A-linzaning raqamli diafragma, teng: A =ngunoh(a/2)(n- ob'ekt va linza o'rtasida joylashgan muhitning sinishi ko'rsatkichi; a- ob'ektdagi nuqtadan chiqadigan va linzaga kiruvchi konussimon yorug'lik nurlarining ekstremal nurlari orasidagi burchak). Agar ikkita yorug'lik nuqtasi bir-biriga yaqin joylashgan bo'lsa, ularning diffraktsiya naqshlari bir-birining ustiga qo'yilib, tasvir tekisligida yorug'likning murakkab taqsimlanishini ta'minlaydi. Ko'z bilan ko'rish mumkin bo'lgan yorug'likning eng kichik nisbiy farqi 4% ni tashkil qiladi. Bu optik mikroskopda aniqlangan eng kichik masofaga to'g'ri keladi, d=0,51 /A. O'z-o'zidan yoritilmaydigan ob'ektlar uchun maksimal ruxsat d va boshqalar ga teng  /(A+A"), Qayerda A"– mikroskop kondensatorining raqamli teshigi. Shunday qilib, qaror ( 1/k) linzaning diafragmasiga toʻgʻri proportsional boʻlib, uni oshirish uchun obʼyekt va linza orasidagi boʻshliq yuqori sinishi koʻrsatkichiga ega suyuqlik bilan toʻldiriladi. Yuqori kattalashtirishli immersion maqsadlarning teshiklari erishiladi A=1,3 (an'anaviy "quruq" linzalar uchun A=0,9). Ruxsat chegarasining mavjudligi optik mikroskopni kattalashtirishni tanlashga ta'sir qiladi. Optik mikroskopni 500 gacha kattalashtirish A – 1000A foydali deb ataladi, chunki u bilan ko'z mikroskop tomonidan hal qilinadigan ob'ekt tuzilishining barcha elementlarini ajratib turadi. 1000 dan ortiq kattalashtirishda A ob'ekt tuzilishining yangi tafsilotlari aniqlanmagan; Shunga qaramay, ba'zida bunday kattalashtirishlar, masalan, mikrofotografiya va mikroproyeksiyada qo'llaniladi.

Optik mikroskopning kuzatish usullari . Ob'ektning tuzilishini, agar uning turli qismlari yorug'likni turlicha qabul qilsa va aks ettirsa yoki bir-biridan (yoki muhitdan) turli xil sinishi ko'rsatkichlariga ega bo'lsa, farqlanishi mumkin. Bu xususiyatlar ob'ektning turli qismlari orqali aks ettirilgan yoki uzatiladigan yorug'lik to'lqinlarining amplitudalari va fazalaridagi farqni aniqlaydi, bu esa, o'z navbatida, tasvirning kontrastini belgilaydi. Shuning uchun optik mikroskopda qo'llaniladigan kuzatish usullari o'rganilayotgan ob'ektning tabiati va xususiyatlariga qarab tanlanadi.

O'tkazilgan yorug'lik maydoni usuli yutuvchi (yorug'likni yutuvchi) zarralar va ularga kiritilgan qismlarga ega bo'lgan shaffof ob'ektlarni o'rganishda foydalaniladi. Bular, masalan, hayvon va o'simlik to'qimalarining nozik rangli qismlari, minerallar va radioelektronika materiallarining nozik qismlari. Ob'ekt yo'q bo'lganda, kondensator 6 (1-rasmga qarang) nurlari nurlari linzalari 8 orqali o'tadi va okulyar 9 fokus tekisligi yaqinida bir xil yoritilgan maydon hosil qiladi. Agar ob'ekt 7 yutuvchi ob'ektni o'z ichiga olsa, u qisman yutadi. va unga tushgan yorug'likni qisman tarqatadi ( kesilgan chiziq), bu difraksiya nazariyasiga ko'ra tasvirning ko'rinishini aniqlaydi. Usul, shuningdek, yutmaydigan ob'ektlar uchun ham foydali bo'lishi mumkin, agar ular yorug'lik nurini shunchalik kuchli sochsa, nurning muhim qismi linzaga etib bormasa.

Yoritilgan yorug'likdagi yorqin maydon usuli(2-rasm) shaffof bo'lmagan narsalarni kuzatish uchun ishlatiladi, masalan, metall qismlar 4.

Ob'ekt yoritgichdan 1 va shaffof oynadan 2 yuqoridan linza 3 orqali yoritiladi, u bir vaqtning o'zida kondensator vazifasini bajaradi. Tasvir 6-tekislikda linza linzalari 5 bilan birgalikda yaratiladi; ob'ektning tuzilishi uning elementlarini aks ettirishdagi farqlar tufayli ko'rinadi; Yorqin maydonda bir hil bo'lmaganlar ajralib turadi va ularga yorug'lik hodisasini tarqatadi.

O'tkazilgan yorug'lik qorong'i maydon usuli(3-rasm) shaffof, yutmaydigan jismlarning tasvirlarini olish uchun ishlatiladi. Yoritgich 1 va ko'zgu 2 dan keladigan yorug'lik ichi bo'sh konus shaklida maxsus qorong'i maydon kondensatori 3 orqali o'tadi va to'g'ridan-to'g'ri linzaga 5 kirmaydi. Tasvir faqat jismning mikrozarralari tomonidan sochilgan yorug'lik orqali yaratiladi 4. Ko'rish sohasida 6 qorong'i fonda sinishi ko'rsatkichi bo'yicha muhitdan farq qiluvchi zarrachalarning yorug'lik tasvirlari ko'rinadi.

Ultramikroskopiya usuli, xuddi shu printsipga asoslanib (ultramikroskoplarda ob'ektning yoritilishi kuzatish yo'nalishiga perpendikulyar) o'lchamlari (2 nm) optik mikroskopning ruxsatidan ancha uzoq bo'lgan o'ta nozik detallarni aniqlash imkonini beradi. . Ultramikroskop yordamida bunday ob'ektlarni, masalan, eng kichik kolloid zarralarni aniqlash qobiliyati ular tomonidan yorug'lik diffraktsiyasi bilan bog'liq. Kuchli lateral yorug'lik ostida ultramikroskopdagi har bir zarracha kuzatuvchi tomonidan qorong'u fonda yorqin nuqta (yorqin diffraktsiya nuqtasi) sifatida belgilanadi. Difraksiya tufayli eng kichik zarrachalar tomonidan juda kam yorug'lik tarqaladi. Shuning uchun ultramikroskopiyada odatda kuchli yorug'lik manbalari qo'llaniladi. Yoritish intensivligiga, yorug'lik to'lqin uzunligiga va zarracha va muhitning sinishi ko'rsatkichlari o'rtasidagi farqga qarab, aniqlangan zarralar (2-50) nm o'lchamlarga ega. Difraksion dog'lardan zarrachalarning haqiqiy hajmi, shakli va tuzilishini aniqlashning iloji yo'q: ultramikroskop o'rganilayotgan optik ob'ektlarning tasvirini bermaydi. Shu bilan birga, ultramikroskop yordamida zarrachalarning mavjudligi va ularning soni kontsentratsiyasini aniqlash, ularning harakatini o'rganish, shuningdek, agar ularning og'irlik konsentratsiyasi va zichligi ma'lum bo'lsa, zarrachalarning o'rtacha hajmini hisoblash mumkin. Ultramikroskop 1903 yilda yaratilgan. Nemis fizigi G. Siedentopf va avstriyalik kimyogari R. Zsigmondi. Ular taklif qilgan yoriqli ultramikroskopning sxemasida (4-rasm, a) o'rganilayotgan tizim harakatsiz. O'rganilayotgan ob'ekt bilan kyuvetta 5 yorug'lik manbai 1 (2 - kondensator; 4 - yorug'lik linzalari) orqali tor to'rtburchaklar tirqish 3 orqali yoritiladi, uning tasviri kuzatish zonasiga proyeksiya qilinadi.

6-kuzatish mikroskopining okulyarida tirqishning tasvir tekisligida joylashgan zarrachalarning yorug'lik nuqtalari ko'rinadi. Yoritilgan maydondan yuqorida va pastda zarrachalarning mavjudligi aniqlanmaydi. Oqim ultramikroskopida (4-rasm, b) o'rganilayotgan zarrachalar naycha bo'ylab kuzatuvchining ko'ziga qarab harakatlanadi. Ular yorug'lik zonasini kesib o'tganda, ular vizual ravishda yoki fotometrik qurilma yordamida yorqin miltillashlar sifatida qayd etiladi. Harakatlanuvchi fotometrik xanjar 7 bilan kuzatilayotgan zarrachalar yoritilishining yorqinligini moslashtirib, ro'yxatga olish uchun o'lchamlari belgilangan chegaradan oshib ketadigan zarralarni tanlash mumkin. Ultramikroskoplar dispers tizimlarni o'rganishda, atmosfera havosi, suvning tozaligini va optik shaffof muhitning begona qo'shimchalar bilan ifloslanish darajasini kuzatish uchun ishlatiladi.

Kuzatish paytida aks ettirilgan yorug'likdagi qorong'u maydon usuli(5-rasm) shaffof bo'lmagan narsalar (masalan, metall qismlar) linzalar atrofida joylashgan maxsus halqa tizimi bilan yuqoridan yoritilgan va epikondensator.

Epikondenser 2 dan aks ettirilgan va substrat 3 yuzasiga burchak ostida tushgan qorong'u maydon yoritgichi chiroq 1 yorug'lik nurlari begona zarralar tomonidan tarqaladi. Begona zarrachalardan sochilgan bu yorug'lik nurlari mikroskop ob'ektiv linzalari 4 va 5 orqali o'tadi, mikroskop prizma oynasidan 6 aks etadi va mikroskop okulyar linzalari 7 orqali o'tib, kuzatuvchi tomonidan qorong'i maydonda yorug'lik nuqtalari shaklida ajralib turadi. .

Polarizatsiyalangan yorug'likni kuzatish usuli(uzatiladigan va aks ettirilgan) anizotrop ob'ektlarni, masalan, minerallar, rudalar, qotishmalarning ingichka bo'laklaridagi donalar, hayvonlar va o'simliklarning ayrim to'qimalari va hujayralarini o'rganish uchun ishlatiladi. Optik anizotropiya - muhitning optik xususiyatlarining undagi optik nurlanishning (yorug'likning) tarqalish yo'nalishiga va uning qutblanishiga bog'liq bo'lgan farqi.. Yorug'lik qutblanishi - yorug'lik to'lqinlarining ko'ndalang anizotropiyasini tavsiflovchi optik nurlanishning fizik xarakteristikasi, ya'ni yorug'lik nuriga perpendikulyar tekislikdagi turli yo'nalishlarning ekvivalent emasligi. Elektromagnit to'lqinlarning ko'ndalang tabiati tanlangan yo'nalishlar (vektorlar) mavjudligi sababli tarqalish yo'nalishiga nisbatan eksenel simmetriyadan mahrum qiladi. E- elektr maydoni va vektor kuchi N– magnit maydon kuchi) tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar tekislikda. Vektorlardan beri E Va N elektromagnit to'lqinlar bir-biriga perpendikulyar bo'lib, yorug'lik nurlarining qutblanish holatini to'liq tasvirlash uchun ulardan faqat bittasining xatti-harakatlarini bilish kerak. Odatda, bu maqsad uchun E vektori tanlanadi. Ammo makroskopik yorug'lik manbalari juda ko'p miqdordagi bunday emitent zarralardan iborat; vektorlarning fazoviy yo'nalishlari E va alohida zarralar tomonidan yorug'lik chiqarish harakatlarining momentlari ko'p hollarda xaotik tarzda taqsimlanadi. Shuning uchun, umumiy nurlanish yo'nalishi E har qanday vaqtda oldindan aytib bo'lmaydi. Bunday nurlanish deyiladi qutblanmagan, yoki tabiiy yorug'lik. Nur deyiladi to'liq qutblangan, vektorning ikkita o'zaro perpendikulyar komponentlari (proyeksiyalari) bo'lsa E Yorug'lik nuri vaqt o'tishi bilan doimiy fazalar farqi bilan tebranadi. Odatda yorug'likning qutblanish holati polarizatsiya ellipsi - vektor oxiri traektoriyasining proektsiyasi yordamida tasvirlanadi. E nurga perpendikulyar tekislikka (6-rasm)

Optik anizotropiya ikki sinishi, yorug'likning qutblanishining o'zgarishi va optik faol moddalarda paydo bo'ladigan qutblanish tekisligining aylanishida namoyon bo'ladi. Kristallarning tabiiy optik anizotropiyasi panjara atomlarini bog'lovchi kuchlar maydonining turli yo'nalishlaridagi o'xshash emasligi bilan bog'liq. Har qanday agregatsiya holatida namoyon bo'ladigan moddalarning tabiiy optik faolligi bunday moddalarning alohida molekulalari tuzilishining assimetriyasi va natijada bu molekulalarning turli xil qutblanish nurlanishi bilan o'zaro ta'siridagi farq, shuningdek xususiyatlar bilan bog'liq. optik faol kristallardagi elektronlarning qo'zg'aluvchan holati va "ion yadrolari". Induktsiyalangan (sun'iy) optik anizotropiya bunday muhitda ma'lum bir yo'nalishni ta'kidlaydigan tashqi maydonlar ta'siri ostida tabiiy ravishda optik izotropik bo'lgan muhitda sodir bo'ladi. Bu elektr maydoni, magnit maydon, elastik kuchlar maydoni, shuningdek, suyuqlik oqimidagi kuchlar maydoni bo'lishi mumkin. Qutblangan yorug'likni kuzatish usulida optik tizimga kiradigan analizatorlar va kompensatorlar yordamida ob'ektdan o'tadigan yorug'lik qutblanishining o'zgarishi o'rganiladi.

Fazali kontrast usuli yorqin maydon usuli yordamida kuzatilganda ko'rinmaydigan shaffof va rangsiz narsalarning tasvirlarini olish uchun ishlatiladi. Bunday ob'ektlarga, masalan, tirik, bo'yalmagan hayvon to'qimalari kiradi. Usul ob'ekt va muhitning sindirish ko'rsatkichlarida kichik farq bo'lsa ham, ular orqali o'tadigan yorug'lik to'lqini turli xil faza o'zgarishlariga duchor bo'lishiga asoslanadi. fazali yengillik. Ushbu faza o'zgarishlari linzaning orqa fokusiga yaqin joylashgan maxsus faza plitasi (faza halqasi) yordamida yorqinlikdagi o'zgarishlarga ("amplituda relyef") aylanadi. Ob'ektdan o'tadigan nurlar faza halqasidan to'liq o'tadi, bu esa ularning fazasini /4 ga o'zgartiradi. Shu bilan birga, ob'ektda tarqalgan nurlar (burilish) faza halqasiga tushmaydi va qo'shimcha faza siljishini olmaydi. Ob'ektdagi fazalar siljishini hisobga olgan holda, burilmagan va og'ilmagan nurlar o'rtasidagi fazalar farqi 0 yoki /2 ga yaqin bo'lib chiqadi va yorug'likning ob'ektning tasvir tekisligidagi interferensiyasi natijasida; ular bir-birini sezilarli darajada kuchaytiradi yoki zaiflashtiradi, bu ob'ekt tuzilishining kontrastli tasvirini beradi, bunda yorqinlikni taqsimlash yuqoridagi faza relyefini takrorlaydi.

Interferentsiya kontrasti usuli mikroskopga kiradigan har bir nur ikkiga bo'linishidan iborat: biri kuzatilgan zarrachadan, ikkinchisi esa uning yonidan o'tadi. Mikroskopning okulyar qismida ikkala nur yana birikadi va bir-biriga aralashadi. Interferentsiya natijasi nurlar yo'lidagi farq bilan aniqlanadi d, bu formula bilan ifodalanadi: d=N =(n 0 -n m )d 0 , bu erda n 0, n m mos ravishda zarracha va atrof-muhitning sinishi ko'rsatkichlari, d 0 - zarracha qalinligi, N- aralashish tartibi. Interferentsiya kontrastini amalga oshirish usullaridan birining sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 4. Kondenser 1 va linzalar 4 ikki sindiruvchi plitalar bilan jihozlangan (rasmda diagonal strelkalar bilan belgilangan), ularning birinchisi asl yorug'lik nurini ikkita nurga ajratadi, ikkinchisi esa ularni qayta birlashtiradi. 3-ob'ektdan o'tuvchi nurlardan biri fazada kechiktiriladi (ikkinchi nurga nisbatan yo'l farqiga ega bo'ladi); bu kechikishning kattaligi kompensator bilan o'lchanadi 5. Interferentsiya kontrasti usuli ba'zi jihatlari bilan fazaviy kontrast usuliga o'xshaydi - ularning ikkalasi ham mikrozarrachadan o'tgan va undan o'tgan nurlarning interferensiyasiga asoslangan. Interferentsiya usuli va fazaviy kontrast usuli o'rtasidagi farq asosan kompensatorlar yordamida mikroob'ekt tomonidan kiritilgan yo'l farqlarini yuqori aniqlik bilan (/300 gacha) o'lchash qobiliyatidadir. Ushbu o'lchovlar asosida, masalan, biologik ob'ektlar hujayralaridagi quruq moddalarning umumiy massasi va kontsentratsiyasining miqdoriy hisob-kitoblarini amalga oshirish mumkin.

Luminesans nurida tadqiqot usuli ob'ektning ko'k-binafsha yoki ultrabinafsha nurlari bilan yoritilganda paydo bo'ladigan yashil-to'q sariq rangdagi porlashi mikroskop ostida o'rganilishiga asoslanadi. Buning uchun kondensatordan oldin va mikroskop linzalaridan keyin tegishli yorug'lik filtrlari kiritiladi. Ulardan birinchisi ob'ektning lyuminessensiyasini keltirib chiqaradigan yoritgich manbasidan faqat nurlanishni uzatadi, ikkinchisi (linzadan keyin) kuzatuvchining ko'ziga faqat lyuminestsent nurni uzatadi. Usul mikrokimyoviy tahlil va nuqsonlarni aniqlashda qo'llaniladi.

UVni kuzatish usuli mikroskopning maksimal aniqligini 1/ ga proporsional ravishda oshirish imkonini beradi. Bu usul, shuningdek, mikroskopik tadqiqotlar imkoniyatlarini kengaytiradi, chunki ko'rinadigan yorug'likda shaffof bo'lgan ko'plab moddalarning zarralari ma'lum to'lqin uzunliklarining UV nurlanishini kuchli o'zlashtiradi va shuning uchun UV tasvirlarida osongina ajralib turadi. UV mikroskopidagi tasvirlar fotografiya yoki elektron-optik konvertor yoki lyuminestsent ekran yordamida yozib olinadi.

IQ kuzatish usuli shuningdek, ko'zga ko'rinmaydigan tasvirni suratga olish yoki elektron-optik konvertor yordamida ko'rinadiganga aylantirishni talab qiladi. IQ mikroskopiyasi koʻrinadigan yorugʻlikda shaffof boʻlmagan obʼyektlarning ichki tuzilishini, masalan, quyuq oynalar, baʼzi kristallar va minerallarni oʻrganish imkonini beradi.

Optik mikroskopning asosiy komponentlari . Yuqoridagi optik qismlarga (masalan, linza, okulyar) qo'shimcha ravishda optik mikroskopda shuningdek, shtat yoki korpus, o'rganilayotgan ob'ektni o'rnatish uchun sahna, qo'pol va nozik fokuslash mexanizmlari, linzalarni o'rnatish uchun moslama va naycha mavjud. ko'zoynaklarni o'rnatish uchun. Kondensatorning u yoki bu turidan foydalanish (yorqin maydon, qorong'u maydon va boshqalar) kerakli kuzatish usulini tanlashga bog'liq. Ko'pgina zamonaviy optik mikroskoplardagi linzalar olinadigan. Linzalar farqlanadi:

a) spektral xarakteristikalar bo'yicha - spektrning ko'rinadigan hududi uchun linzalar va UV va IQ mikroskoplari uchun (linzalar va oyna-linzalar);

b) ular mo'ljallangan trubaning uzunligi bo'ylab (mikroskopning dizayniga qarab);

v) linza va ob'ekt orasidagi muhitga ko'ra - quruq va suvga cho'mish;

G ) kuzatish usuli bo'yicha - an'anaviy, faza-kontrast va boshqalarga.

Ushbu kuzatish usuli uchun ishlatiladigan okulyar turi optik mikroskop linzalarini tanlash bilan belgilanadi. Optik mikroskoplar uchun moslashuvlar kuzatish sharoitlarini yaxshilash va tadqiqot imkoniyatlarini kengaytirish, ob'ektlarni yoritishning har xil turlarini amalga oshirish, ob'ektlarning o'lchamlarini aniqlash, ob'ektlarni mikroskop orqali suratga olish va hokazolarni amalga oshirishga imkon beradi. qo'llash yoki kuzatish usuli bilan. Masalan, biologik mikroskoplar mikrobiologiya, gistologiya, sitologiya, botanika, tibbiyot sohasidagi tadqiqotlar uchun, shuningdek, fizika, kimyo va boshqalarda shaffof ob'ektlarni kuzatish uchun mo'ljallangan. Metallografik mikroskoplar metallar va qotishmalarning mikro tuzilmalarini o'rganish uchun mo'ljallangan. Bunday mikroskop yordamida olingan metall kesmaning mikrofotosuratlari rasmda ko'rsatilgan. 5 (a - yorqin maydonda, b - fazali kontrastli qurilma bilan). Polarizatsiya qiluvchi mikroskoplar qo'shimcha qutblanish moslamalari bilan jihozlangan bo'lib, asosan minerallar va rudalarning yupqa bo'laklarini o'rganish uchun mo'ljallangan. Stereomikroskoplar kuzatilgan ob'ektlarning uch o'lchovli tasvirlarini olish uchun ishlatiladi. O'lchov mikroskoplari Mashinasozlikda turli xil aniq o'lchovlar uchun mo'ljallangan. Ushbu mikroskoplar guruhlariga qo'shimcha ravishda mavjud maxsus optik mikroskoplar, masalan: tez va sekin jarayonlarni (mikroorganizmlar harakati, hujayra bo'linish jarayonlari, kristallarning o'sishi va boshqalar) filmga olish uchun mikro-o'rnatish; yuqori haroratli mikroskoplar 2000 ° S gacha qizdirilgan ob'ektlarni o'rganish uchun; past kattalashtirish jarrohlik mikroskoplari, operatsiyalar davomida ishlatiladi. Juda murakkab asboblar - bu ob'ektlarning yutilish spektrlarini aniqlash uchun mikrospektrofotometrik qurilmalar, televizor mikro tasvir analizatorlari va boshqalar.

Yuqorida aytib o'tilganidek, ishlatiladigan linzalarning turi va ularni ulash usulidan qat'i nazar, optik mikroskoplarning o'lchamlari 1873 yilda ishlab chiqilgan optik texnologiyaning asosiy qoidasi bilan cheklangan. (Rezolyutsiyaning Rayleigh diffraktsiya chegarasi deb ataladi), unga ko'ra ko'rib chiqilayotgan ob'ektning ajralib turadigan detallarining minimal o'lchamlari yorug'lik uchun ishlatiladigan yorug'lik to'lqin uzunligining yarmidan kam bo'lishi mumkin emas. Diapazondagi eng qisqa to'lqin uzunliklari taxminan 400 nm ga to'g'ri kelganligi sababli, optik mikroskoplarning o'lchamlari asosan ushbu qiymatning yarmi, ya'ni taxminan 200 nm bilan cheklangan. Ushbu vaziyatdan chiqishning yagona yo'li to'lqin uzunligi qisqaroq bo'lgan to'lqin nurlanishidan, ya'ni yorug'lik bo'lmagan tabiatdagi nurlanishdan foydalanadigan qurilmalarni yaratish edi.

Elektron mikroskopiya

Kvant mexanikasida elektronni to'lqin deb hisoblash mumkin, bu esa o'z navbatida elektr yoki magnit linzalar tomonidan ta'sir qilishi mumkin (odatiy geometrik optika qonunlariga to'liq o'xshash). Bu elektron mikroskoplarning ishlash printsipining asosi bo'lib, materiyani mikroskopik darajada o'rganish imkoniyatlarini sezilarli darajada kengaytirishga imkon beradi (kattalik tartiblari bo'yicha ruxsatni oshirish). Elektron mikroskopda yorug'lik o'rniga elektronlarning o'zlari ishlatiladi, bu vaziyatda to'lqin uzunligi ancha qisqaroq (yorug'likdan taxminan 50 000 marta qisqa) nurlanishni ifodalaydi. Bunday qurilmalarda shisha linzalar o'rniga tabiiy ravishda elektron linzalar (ya'ni tegishli konfiguratsiya maydonlari) ishlatiladi. Elektron nurlari hatto gazsimon muhitda ham tarqalmasdan tarqala olmaydi, shuning uchun elektron mikroskop ichida butun elektron yo'li bo'ylab yuqori vakuum (10-6 mmHg yoki 10-4 Pa gacha bosim) saqlanishi kerak. Elektron mikroskoplar qo'llash usuliga ko'ra ikkita katta sinfga bo'linadi: transmissiya elektron mikroskoplari (TEM) va skanerlash (SEM) yoki boshqacha aytganda rastr mikroskoplari (SEM). Ularning asosiy farqi shundaki, TEMda elektron nur oʻrganilayotgan moddaning qalinligi 1 mikrondan kam boʻlgan juda yupqa qatlamlari orqali oʻtadi (xuddi shu qatlamlarni “oʻtkazayotgandek”), skanerlash mikroskoplarida esa elektron nur sirtning kichik joylaridan ketma-ket aks ettiriladi (sirtning tuzilishi va uning xarakterli xususiyatlarini nurning sirt bilan o'zaro ta'sirida paydo bo'ladigan aks ettirilgan elektronlar yoki ikkilamchi elektronlarni qayd etish orqali aniqlash mumkin).

Transmissiya elektron mikroskopi (TEM) . TEM konstruksiyasi an’anaviy optik mikroskopnikiga o‘xshaydi (1-rasm), yorug‘lik nurlari o‘rniga faqat elektronlar (ya’ni ularga mos keladigan to‘lqinlar) ishlatiladi. Bunday turdagi birinchi qurilma 1932 yilda yaratilgan. Nemis olimlari M. Knoll va E. Ruska. Bunday mikroskopda yorug'lik manbai elektron qurol (elektron manbai) deb ataladigan narsa bilan almashtiriladi. Elektron manbai odatda qizdirilgan volfram yoki lantan geksaboridi katodidir. Katod qurilmaning qolgan qismidan elektr izolyatsiya qilingan va elektronlar kuchli elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan. Metall katod 2 elektronlarni chiqaradi, ular fokusli elektrod 3 yordamida nurga to'planadi va katod va anod 1 orasidagi bo'shliqda kuchli elektr maydoni ta'sirida energiya oladi. Ushbu maydonni yaratish uchun 100 kV kuchlanishli yuqori kuchlanish. yoki undan ko'p elektrodlarga qo'llaniladi. Elektron tabancadan chiqadigan elektron nur kondensator linzalari 4 yordamida ko'rib chiqilayotgan ob'ektga yo'naltiriladi, u elektronlarni tarqatadi, aks ettiradi va yutadi. Ular ob'ektiv linzalari 5 tomonidan yo'naltirilgan bo'lib, u ob'ektning oraliq tasvirini yaratadi 7. Proyeksiya linzalari 6 yana elektronlarni to'playdi va lyuminestsent ekranda ob'ektning ikkinchi, hatto kattalashtirilgan tasvirini yaratadi, bu ta'sir ostida. elektronlardan ob'ektning yorqin tasviri yaratiladi. Ekran ostiga qo'yilgan fotografik plita yordamida ko'rib chiqilayotgan ob'ektning fotosurati olinadi.

Mikroskop(yunon tilidan mikros- kichik va skopeo- Men qarayman) - yalang'och ko'zga ko'rinmas kichik ob'ektlar va ularning detallarining kattalashtirilgan tasvirini olish uchun optik qurilma.

Birinchi ma'lum mikroskop 1590 yilda Gollandiyada irsiy optiklar tomonidan yaratilgan Zakariyo Va Hans Yansen , bitta trubka ichiga ikkita konveks linzalarini o'rnatgan. Keyinchalik Dekart o'zining "Dioptrisa" (1637) kitobida u ikkita linzadan tashkil topgan murakkabroq mikroskopni tasvirlab berdi - tekis konkav (ko'zoynak) va bikonveks (ob'ektiv). Optikani yanada takomillashtirish imkonini berdi Entoni van Levenguk 1674 yilda oddiy ilmiy kuzatishlarni o'tkazish uchun etarli bo'lgan kattalashtirishga ega linzalarni yaratdi va birinchi marta 1683 yilda mikroorganizmlarni tasvirlab berdi.

Zamonaviy mikroskop (1-rasm) uchta asosiy qismdan iborat: optik, yorug'lik va mexanik.

Asosiy tafsilotlar optik qism Mikroskop ikkita kattalashtiruvchi linzalar tizimidan iborat: tadqiqotchining ko'ziga qaragan okulyar va namunaga qaragan linza. Ko'zoynaklar Ularning ikkita linzalari bor, yuqori qismi asosiy, pastki qismi esa kollektiv linzalar deb ataladi. Ko'zoynak ramkalari ular ishlab chiqaradigan narsalarni ko'rsatadi. kattalashtirish; ko'paytirish(×5, ×7, ×10, ×15). Mikroskopdagi okulyarlarning soni har xil bo'lishi mumkin va shuning uchun monokulyar Va durbin mikroskoplar (bir yoki ikkita ko'zli ob'ektni kuzatish uchun mo'ljallangan), shuningdek trinokulyarlar , hujjatlashtirish tizimlarini (foto va video kameralar) mikroskopga ulash imkonini beradi.

Linzalar Ular metall ramkaga o'ralgan linzalar tizimi bo'lib, ularning old (old) linzalari kattalashtirishni keltirib chiqaradi va uning orqasidagi tuzatish linzalari optik tasvirdagi nuqsonlarni bartaraf qiladi. Ob'ektiv ramkasidagi raqamlar ham ular ishlab chiqaradigan narsalarni ko'rsatadi. kattalashtirish; ko'paytirish (×8, ×10, ×40, ×100). Mikrobiologik tadqiqotlar uchun mo'ljallangan ko'pgina modellar turli darajadagi kattalashtirishga ega bo'lgan bir nechta linzalar va tez o'zgartirish uchun mo'ljallangan aylanish mexanizmi bilan jihozlangan - minora , ko'pincha "deb ataladi minora ».

Yoritish qismi mikroskopning optik qismi o'z vazifalarini o'ta aniqlik bilan bajaradigan tarzda ob'ektni yoritish imkonini beruvchi yorug'lik oqimini yaratish uchun mo'ljallangan. To'g'ridan-to'g'ri uzatiladigan yorug'lik mikroskopining yorug'lik qismi ob'ektiv ostidagi ob'ektning orqasida joylashgan va o'z ichiga oladi Nur manbai (chiroq va elektr ta'minoti) va optik-mexanik tizim (kondensator, maydon va diafragma sozlanishi diafragma). Kondensator yorug'lik manbasidan keladigan nurlarni bir nuqtada to'plash uchun mo'ljallangan linzalar tizimidan iborat - diqqat markazida , bu ko'rib chiqilayotgan ob'ekt tekisligida bo'lishi kerak. O'z navbatida d diafragma kondensator ostida joylashgan va yorug'lik manbasidan o'tadigan nurlar oqimini tartibga solish (ko'paytirish yoki kamaytirish) uchun mo'ljallangan.

Mexanik qism Mikroskop yuqorida tavsiflangan optik va yorug'lik qismlarini birlashtirgan qismlarni o'z ichiga oladi, shuningdek, o'rganilayotgan namunaning joylashishi va harakatlanishiga imkon beradi. Shunga ko'ra, mexanik qismdan iborat asoslar mikroskop va egasi , yuqori qismiga biriktirilgan quvur - linzalarni, shuningdek, yuqorida aytib o'tilgan minorani joylashtirish uchun mo'ljallangan ichi bo'sh trubka. Quyida bosqich , o'rganilayotgan namunalar bilan slaydlar o'rnatilgan. Sahnani mos moslama yordamida gorizontal ravishda, shuningdek yuqoriga va pastga siljitish mumkin, bu esa tasvirning aniqligini sozlash imkonini beradi. yalpi (makrometrik) Va nozik (mikrometrik) vintlardek.

Kattalashtirish; ko'paytirish, mikroskop ishlab chiqaradigan ob'ektiv kattalashtirish va okulyar kattalashtirish mahsuloti bilan aniqlanadi. Maxsus tadqiqot usullarida yorug'lik maydoni mikroskopiyasidan tashqari quyidagilar ham keng qo'llaniladi: qorong'u maydon, faza-kontrast, lyuminestsent (lyuminestsent) va elektron mikroskop.

Asosiy(Shaxsiy) floresans dori vositalarini maxsus davolashsiz yuzaga keladi va aromatik aminokislotalar, porfirinlar, xlorofill, A, B2, B1 vitaminlari, ba'zi antibiotiklar (tetratsiklin) va kimyoterapevtik moddalar (akriqin, rivanol) kabi bir qator biologik faol moddalarga xosdir. Ikkilamchi (induktsiya qilingan) floresans mikroskopik ob'ektlarni floresan bo'yoqlar - ftoroxromlar bilan qayta ishlash natijasida yuzaga keladi. Ushbu bo'yoqlarning ba'zilari hujayralarda diffuz ravishda taqsimlanadi, boshqalari ma'lum hujayra tuzilmalari yoki hatto ba'zi kimyoviy moddalar bilan tanlab bog'lanadi.

Ushbu turdagi mikroskopni amalga oshirish uchun maxsus lyuminestsent (lyuminestsent) mikroskoplar , an'anaviy yorug'lik mikroskopidan kuchli mavjudligi bilan farq qiladi yorug'lik manbai Ko'rinadigan spektrning uzoq to'lqinli ultrabinafsha yoki qisqa to'lqinli (ko'k-binafsha) mintaqasida asosan chiqaradigan (o'ta yuqori bosimli simob-kvars chiroq yoki halogen akkor kvarts chiroq).

Ushbu manba flüoresansni chiqaradigan yorug'lik maxsus nurdan o'tishidan oldin qo'zg'atish uchun ishlatiladi hayajonli (ko'k-binafsha) yorug'lik filtri va aks ettiriladi aralashuv nurni ajratuvchi rekord , to'lqin uzunligi uzoqroq nurlanishni deyarli butunlay uzib qo'yadi va spektrning faqat flüoresansni qo'zg'atadigan qismini uzatadi. Shu bilan birga, lyuminestsent mikroskoplarning zamonaviy modellarida hayajonli nurlanish linzalar orqali namunaga tushadi (!) Flüoresans qo'zg'atilgandan so'ng, hosil bo'lgan yorug'lik yana linzaga kiradi, shundan so'ng u okulyar oldida joylashganidan o'tadi. qulflash (sariq) yorug'lik filtri , qisqa to'lqinli hayajonli nurlanishni kesish va luminesans nurini preparatdan kuzatuvchining ko'ziga o'tkazish.

Bunday yorug'lik filtrlari tizimidan foydalanish tufayli kuzatilayotgan ob'ektning lyuminesans intensivligi odatda past bo'ladi va shuning uchun lyuminestsent mikroskopiya maxsus filtrlarda amalga oshirilishi kerak. qorong'i xonalar .

Ushbu turdagi mikroskopni amalga oshirishda muhim talab ham foydalanish hisoblanadi lyuminestsent bo'lmagan daldırma Va qamrab oluvchi ommaviy axborot vositalari . Xususan, sadr yoki boshqa immersion yog'ining ichki floresansini o'chirish uchun unga oz miqdorda nitrobenzol qo'shiladi (1 g uchun 2 dan 10 tomchigacha). O'z navbatida, glitserinning bufer eritmasi, shuningdek, lyuminestsent bo'lmagan polimerlar (polistirol, polivinil spirt) dori vositalarini o'z ichiga olgan vosita sifatida ishlatilishi mumkin. Aks holda, lyuminestsent mikroskopiyani amalga oshirishda spektrning ishlatilgan qismida nurlanishni uzatuvchi va o'ziga xos lyuminestsensiyaga ega bo'lmagan oddiy shisha slaydlar va qoplamalar qo'llaniladi.

Shunga ko'ra, floresan mikroskopiyaning muhim afzalliklari:

1) rangli tasvir;

2) qora fonda o'z-o'zidan yorug'lik beruvchi ob'ektlarning yuqori kontrasti;

3) bir vaqtning o'zida o'ziga xos sitokimyoviy ko'rsatkichlar bo'lgan turli xil ftoroxromlarni tanlab o'zlashtiradigan hujayra tuzilmalarini o'rganish imkoniyati;

4) hujayralardagi funktsional va morfologik o'zgarishlarni ularning rivojlanish dinamikasida aniqlash qobiliyati;

5) mikroorganizmlarni o'ziga xos bo'yash imkoniyati (immunofluoresans yordamida).

Elektron mikroskopiya

Mikroskopik ob'ektlarni kuzatish uchun elektronlardan foydalanishning nazariy asoslari yaratildi V. Hamilton , yorug'lik nurlarining optik jihatdan bir hil bo'lmagan muhitda o'tishi va kuch maydonlarida zarrachalarning traektoriyalari o'rtasidagi o'xshashlikni o'rnatgan. de Brogli , elektronning ham korpuskulyar, ham toʻlqin xossalariga ega degan gipotezani ilgari surgan.

Bundan tashqari, qo'llaniladigan tezlashtiruvchi kuchlanishga to'g'ridan-to'g'ri mutanosib ravishda kamayib boradigan elektronlarning juda qisqa to'lqin uzunligi tufayli nazariy jihatdan hisoblangan rezolyutsiya chegarasi , bu qurilmaning ob'ektning kichik, maksimal joylashgan tafsilotlarini alohida ko'rsatish qobiliyatini tavsiflaydi, elektron mikroskop uchun 2-3 Å ( Angstrom , bu erda 1Å=10 -10 m), bu optik mikroskopnikidan bir necha ming marta yuqori. Elektron nurlardan hosil bo'lgan ob'ektning birinchi tasviri 1931 yilda olingan. Nemis olimlari M. Knollem Va E. Ruska .

Zamonaviy elektron mikroskoplarning konstruktsiyalarida elektronlar manbai metall (odatda volfram) bo'lib, undan 2500 ºS ga qizdirilgandan so'ng natija olinadi. termion emissiya elektronlar chiqariladi. Elektr va magnit maydonlari yordamida hosil bo'lgan elektron oqimi Siz tezlashtirasiz va sekinlashtirasiz, shuningdek, istalgan yo'nalishda va diqqatni chalg'itishingiz mumkin. Shunday qilib, elektron mikroskopda linzalarning rolini tegishli ravishda ishlab chiqilgan magnit, elektrostatik va kombinatsiyalangan qurilmalar to'plami o'ynaydi. elektron linzalar" .

Elektronlarning uzoq masofaga nur shaklida harakatlanishi uchun zarur shart ham yaratilishdir vakuum , chunki bu holda gaz molekulalari bilan to'qnashuvlar orasidagi elektronlarning o'rtacha erkin yo'li ular harakatlanishi kerak bo'lgan masofadan sezilarli darajada oshadi. Ushbu maqsadlar uchun ish kamerasida taxminan 10 -4 Pa salbiy bosimni ushlab turish kifoya.

Ob'ektlarni o'rganish xususiyatiga ko'ra elektron mikroskoplar quyidagilarga bo'linadi shaffof, aks ettiruvchi, emissiya, rastr, soya Va aks ettirilgan , ular orasida birinchi ikkitasi eng ko'p qo'llaniladi.

Optik dizayn uzatuvchi (uzatuvchi) elektron mikroskop yorug'lik nuri elektron nur bilan almashtirilgan va shisha linza tizimlari elektron linza tizimlari bilan almashtirilgan mos keladigan optik mikroskop dizayniga to'liq mos keladi. Shunga ko'ra, uzatuvchi elektron mikroskop quyidagi asosiy komponentlardan iborat: yoritish tizimi, ob'ekt kamerasi, fokuslash tizimi Va yakuniy tasvirni ro'yxatga olish bloki , kamera va lyuminestsent ekrandan iborat.

Bu tugunlarning barchasi bir-biriga bog'langan bo'lib, "mikroskop ustuni" deb nomlanadi, uning ichida vakuum saqlanadi. O'rganilayotgan ob'ekt uchun yana bir muhim talab - uning qalinligi 0,1 mikrondan kam. Ob'ektning yakuniy tasviri u orqali o'tadigan elektron nurning tegishli fokuslanishidan keyin hosil bo'ladi fotofilm yoki lyuminestsent ekran , maxsus modda bilan qoplangan - fosfor (televizor tasvir naychalaridagi ekranga o'xshash) va elektron tasvirni ko'rinadiganga aylantiradi.

Bunday holda, transmissiya elektron mikroskopida tasvirning shakllanishi, asosan, o'rganilayotgan namunaning turli sohalari bo'yicha elektronlarning turli darajada tarqalishi va kamroq darajada, bu sohalar tomonidan elektronlarning yutilishidagi farqlar bilan bog'liq. Kontrast "" yordamida ham yaxshilanadi. elektron bo'yoqlar "(osmiy tetroksid, uranil va boshqalar), ob'ektning ma'lum joylarini tanlab bog'laydi. Shunga o'xshash tarzda ishlab chiqilgan zamonaviy transmissiya elektron mikroskoplari ta'minlaydi maksimal foydali kattalashtirish 400 000 martagacha, bu mos keladi rezolyutsiya 5,0 Å da. Transmissiya elektron mikroskopi yordamida aniqlangan bakteriya hujayralarining nozik tuzilishi deyiladi ultrastruktura .

IN aks ettiruvchi (skanerlovchi) elektron mikroskop tasvir ob'ekt yuzasiga kichik burchak ostida (taxminan bir necha daraja) nurlanganda uning sirt qatlami tomonidan aks ettirilgan (tarqalgan) elektronlar yordamida yaratiladi. Shunga ko'ra, tasvirning hosil bo'lishi uning sirt mikrorelefiga qarab ob'ektning turli nuqtalarida elektronlarning tarqalishining farqiga bog'liq va bunday mikroskopning natijasi o'zi kuzatilayotgan ob'ekt sirtining tuzilishi shaklida namoyon bo'ladi. Metall zarralarni ob'ekt yuzasiga sepish orqali kontrastni oshirish mumkin. Ushbu turdagi mikroskoplarning erishilgan ruxsati taxminan 100 Å ni tashkil qiladi.

Optik o'q bo'ylab ketma-ket joylashgan namunaning fokus tekisliklarida olingan kattalashtirilgan ikki o'lchovli tasvirlarni shakllantirish uchun mo'ljallangan, bu namunaning kichik strukturaviy detallarini ikki va uch o'lchovli tekshirish imkoniyatini beradi. Optik komponentlar bardoshli, ergonomik asosga o'rnatilgan bo'lib, ular optik jihatdan bir-biriga bog'langan birikmalarni tez almashtirish, aniq markazlashtirish va ehtiyotkorlik bilan tekislash imkonini beradi. Mikroskopning optik va mexanik tarkibiy qismlari, shu jumladan slayd va qoplama orasiga joylashtirilgan namuna, markaziy o'qi mikroskop poydevori va stendidan o'tadigan optik tizimni tashkil qiladi.

Mikroskopning optik tizimi odatda yoritgich (jumladan, yorug'lik manbai va yig'uvchi linzalar), kondensator, namuna, ob'ektiv, okulyar va fotodetektordan iborat bo'lib, ular kamera yoki kuzatuvchining ko'zi bo'lishi mumkin. Tadqiqot mikroskoplari, shuningdek, odatda yoritgich va kondensator o'rtasida joylashgan yorug'lik nurlarini (oldindan) qayta ishlash moslamasini va linzalar va okulyar yoki kamera orasiga qo'shimcha ravishda fotodetektor yoki filtrlarni o'z ichiga oladi. Fotodetektor va nurni oldindan qayta ishlash moslamasi(lar)ining muvofiqlashtirilgan ishlashi fazoviy chastota, faza, qutblanish, yutilish, floresans, o‘qdan tashqari yoritish va/yoki boshqa namunaviy xususiyatlar va yorug‘lik sharoitlari funksiyasi sifatida tasvir kontrastidagi o‘zgarishlarni ta’minlaydi. Ammo yorug'lik nurini qayta ishlash va tasvirni tashkil etuvchi to'lqinlarni filtrlash uchun qo'shimcha qurilmalarsiz ham, hatto asosiy mikroskopik konfiguratsiyalar ham ma'lum darajada tabiiy filtrlashga ega.

Kirish

Zamonaviy murakkab mikroskoplar optik o'q bo'ylab ketma-ket joylashgan namunaning fokal tekisliklarida olingan kattalashtirilgan ikki o'lchovli tasvirlarni shakllantirish uchun mo'ljallangan, bu namunaning kichik strukturaviy detallarini ikki va uch o'lchovli tekshirish imkoniyatini beradi.

Ko'pgina mikroskoplar sahna harakati mexanizmi bilan jihozlangan, bu mikroskopistga kuzatish va tasvirni optimallashtirish uchun namunani aniq joylashtirish, yo'naltirish va fokuslash imkonini beradi. Mikroskopdagi yorug'lik intensivligi va nurlarning yo'li diafragma, nometall, prizma, nur ajratgichlar va boshqa optik elementlarni ma'lum pozitsiyalarga joylashtirish orqali boshqariladi va boshqariladi va shu bilan namunaning kerakli yorqinligi va kontrastiga erishiladi.

1-rasmda Nikon Eclipse E600 mikroskopi, tasvirni yozish uchun trinokulyar naycha va DXM-1200 raqamli kamerasi ko'rsatilgan. Yoritish chiroq blokida joylashgan volfram filamentli halogen chiroq tomonidan ishlab chiqariladi, yorug'lik birinchi navbatda yig'uvchi linzalardan o'tadi va keyin mikroskop tagidagi optik yo'lga kiradi. Akkor chiroq chiqaradigan yorug'lik nuri mikroskopning tagida joylashgan bir qator filtrlar tomonidan o'zgartiriladi, shundan so'ng oynadan aks ettirilganda, u maydon diafragmasi orqali kondensatorga tushadi. Kondenser tomonidan hosil qilingan yorug'lik konusi mikroskop bosqichida joylashgan namunani yoritadi va ob'ektivga kiradi. Ob'ektivdan so'ng yorug'lik nuri nurni ajratuvchi/prizma birligi bilan bo'linadi va virtual tasvir hosil bo'ladigan okulyarga yoki CCD fotodiod matritsasida raqamli tasvirni hosil qilish uchun trinokulyar oraliq trubaning proyeksiya linzalariga yo'naltiriladi. raqamli tasvirni yozib olish va vizualizatsiya qilish tizimi.

Zamonaviy mikroskoplarning optik komponentlari bardoshli ergonomik asosga o'rnatilgan bo'lib, bu optik jihatdan bir-biriga bog'langan agregatlarni tez almashtirish, aniq markazlashtirish va ehtiyotkorlik bilan sozlash imkonini beradi. Mikroskopning optik va mexanik tarkibiy qismlari, shu jumladan slayd va qoplama orasiga joylashtirilgan namuna, markaziy o'qi mikroskop poydevori va stendidan o'tadigan optik tizimni tashkil qiladi.

Mikroskopning optik tizimi odatda yoritgich (jumladan yorug'lik manbai va yig'uvchi linzalar), kondensator, namuna, linza, okulyar va fotodetektordan iborat bo'lib, ular kamera yoki kuzatuvchining ko'zi bo'lishi mumkin (1-jadval).
Tadqiqot mikroskoplari shuningdek, odatda yoritgich va kondensator o'rtasida joylashgan yorug'lik nurlarini oldindan qayta ishlash moslamasini va linzalar va okulyar yoki kamera orasiga qo'shimcha fotodetektor yoki yorug'lik filtrlarini o'z ichiga oladi. Fotodetektor va nurni oldindan qayta ishlash moslamasi(lar)ining muvofiqlashtirilgan ishlashi fazoviy chastota, faza, qutblanish, yutilish, floresans, o‘qdan tashqari yoritish va/yoki boshqa namunaviy xususiyatlar va yorug‘lik sharoitlari funksiyasi sifatida tasvir kontrastidagi o‘zgarishlarni ta’minlaydi. Ammo yorug'lik nurini qayta ishlash va tasvirni tashkil etuvchi to'lqinlarni filtrlash uchun qo'shimcha qurilmalarsiz ham, ko'pgina asosiy mikroskopik konfiguratsiyalar ma'lum darajada tabiiy filtrlashga ega.

Jadval 1. Mikroskop optik tizimining komponentlari.

Mikroskop komponenti	Elementlar va xususiyatlar
Yoritgich	Yorug'lik manbai, konverging linzalari, maydon diafragmasi, termal filtrlar, tekislash filtrlari, diffuzor, neytral zichlik filtrlari
Nurni oldindan qayta ishlash qurilmasi	Kondenser ìrísí diafragmasi, qorong'i maydon diafragmasi, soya niqobi, fazali halqalar, o'qdan tashqari diafragma, Nomarski prizmasi, floresan qo'zg'atuvchi filtr
Kondensator	Raqamli diafragma, fokus uzunligi, aberatsiyalar, yorug'lik o'tkazuvchanligi, suvga cho'mish muhiti, ish masofasi
Namuna	Slayd qalinligi, qoplama qalinligi, immersion muhit, yutilish, uzatish, diffraktsiya, floresans, kechikish, ikki sinishi
Ob'ektiv	Kattalashtirish, raqamli diafragma, fokus uzunligi, suvga cho'mish muhiti, aberatsiyalar, yorug'lik o'tkazuvchanligi, optik uzatish funktsiyasi, ish masofasi
Rasm filtri	Kompensator, analizator, Nomarski prizmasi, linza ìrísmasi, fazali plastinka, SSEE filtri, modulyatsiya plitasi, yorug'lik o'tkazuvchanligi, to'lqin uzunligini tanlash, lyuminestsentni kesish filtri
Ko'zoynak	Kattalashtirish, aberatsiyalar, maydon o'lchami, ko'zning siljishi
Detektor	Inson ko'zi, fotoemulsiya, fotoko'paytirgich, fotodiod matritsasi, videokamera

Mikroskopning ba'zi optik komponentlari tasvirni yaratuvchi elementlar vazifasini bajarsa, boshqalari yorug'lik nurlarining turli xil modifikatsiyalari uchun mo'ljallangan, shuningdek, filtrlash va uzatish funktsiyalarini bajaradi. Mikroskopning optik tizimining tasvirni hosil qiluvchi komponentlari yigʻuvchi linzalar (yorugʻlik moslamasi ichida yoki uning yonida joylashgan), kondensator, obʼyektiv, okulyar trubkasi (yoki okulyar) va inson koʻzining yoki kamera linzalarining sindiruvchi elementlari hisoblanadi. Ushbu komponentlarning ba'zilari odatda tasvir hosil qiluvchi komponentlar bo'lmasa-da, ularning xarakteristikalari yakuniy mikroskopik tasvir sifatini aniqlashda katta ahamiyatga ega.

Ideal ob'ektiv orqali yorug'lik to'lqinlarining yo'li

Optik tizimning tarkibiy qismlarini tashkil etuvchi alohida linzalarning rolini tushunish mikroskopda tasvirlash jarayonini tushunish uchun asosiy hisoblanadi. Tasvirni yaratuvchi eng oddiy element ideal linzadir (2-rasm) - ideal tarzda tuzatilgan, aberatsiyalardan xoli va yorug'likni bir nuqtaga to'playdi. Yig'uvchi linzada singan parallel, paraksial yorug'lik nuri uning markazlashtirilgan nuqtasiga yoki fokusiga qaratilgan (2-rasmda u yozuv bilan ko'rsatilgan. Diqqat) Bunday linzalar ko'pincha deyiladi ijobiy, chunki ular konvergent (konvergent) yorug'lik nurining tezroq yaqinlashishiga yordam beradi va ajralib chiqadigan nurning ajralib chiqishini sekinlashtiradi. Ob'ektivning fokus nuqtasida joylashgan nuqta manbasidan yorug'lik undan parallel, paraksial nurda chiqadi (2-rasmda o'ngdan chapga yo'nalish). Ob'ektiv va uning fokusi orasidagi masofa deyiladi fokus uzunligi linzalar (2-rasmda f bilan ko'rsatilgan).

Optik hodisalar ko'pincha ko'rib chiqilayotgan muammoga qarab kvant nazariyasi yoki to'lqin optikasi nuqtai nazaridan tavsiflanadi. Yorug'lik linzadan o'tganda, uning to'lqin xususiyatlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin va u odatda nurlar deb ataladigan to'g'ri chiziqlar bo'ylab tarqaladi deb taxmin qilish mumkin. Oddiy nur diagrammasi yoki nur yo'llari ko'pincha mikroskopiyaning ko'plab muhim jihatlari va tushunchalarini, jumladan sinishi, fokus uzunligi, kattalashtirish, tasvirlash va teshiklarni tushuntirish uchun etarli. Boshqa hollarda yorug'lik to'lqinlarini alohida zarrachalardan (kvantalardan) iborat deb tasavvur qilish qulayroqdir, ayniqsa yorug'lik kvant mexanik hodisasi natijasida hosil bo'lganda yoki energiyaning boshqa shakliga aylanadi. Bizning muhokamamizda optik linzalardan o'tadigan paraksial nurlar ham to'lqin, ham geometrik (nurlar) optikasi (nurlar chapdan o'ngga tarqaladigan nurlar diagrammasi) nuqtai nazaridan ko'rib chiqiladi. Paraksial (yoki paraksial) - optik o'qga yaqin o'tadigan yorug'lik nurlari; bu holda radianlarda ifodalangan tushish va sinish burchaklarining qiymatlarini ularning sinuslari qiymatlariga taxminan teng deb hisoblash mumkin.

Parallel yorug'lik nurida alohida monoxromatik to'lqinlar hosil bo'ladi to'lqinlar guruhi, faza va shaklda tebranadigan elektr va magnit vektorlar to'lqin old; bu holda uning tarqalish yo'nalishi tebranishlar yo'nalishiga perpendikulyar bo'ladi. Ideal linzadan o'tayotganda, tekis to'lqin fokus nuqtasida joylashgan sharsimon to'lqinga aylanadi ( Diqqat) linzalar (2-rasm). Fokus nuqtasida birlashtirilgan yorug'lik to'lqinlari aralashib, bir-birini mustahkamlaydi. Aksincha, ideal linzaning fokus nuqtasidan ajralib chiqadigan sferik to'lqin fronti u tomonidan tekis to'lqinga aylanadi (2-rasmda o'ngdan chapga tarqalish). Tekis to'lqinning har bir yorug'lik nuri linzalarda boshqalardan bir oz farq bilan sinadi, chunki u uning yuzasiga bir oz boshqacha burchak ostida tushadi. Ob'ektivdan chiqishda yorug'lik nurining yo'nalishi ham o'zgaradi. Haqiqiy tizimlarda linzalar yoki linzalar guruhining sinishi burchagi va fokus nuqtasi tizimning har bir komponentining qalinligi, geometriyasi, sinishi indeksi va dispersiyasiga bog'liq.

Mikroskopning elektr qismi

Kattalashtiruvchi oynadan farqli o'laroq, mikroskop kamida ikkita kattalashtirish darajasiga ega. Mikroskopning funktsional va strukturaviy va texnologik qismlari mikroskopning ishlashini ta'minlash va ob'ektning barqaror, eng aniq, kattalashtirilgan tasvirini olish uchun mo'ljallangan. Bu erda biz mikroskopning tuzilishini ko'rib chiqamiz va mikroskopning asosiy qismlarini tasvirlashga harakat qilamiz.

Funktsional jihatdan mikroskop qurilmasi 3 qismga bo'linadi:

1. Yoritish qismi

Mikroskop dizaynining yorug'lik qismi yorug'lik manbai (chiroq va elektr quvvati) va optik-mexanik tizimni (kollektor, kondensator, maydon va diafragma sozlanishi / iris diafragmalari) o'z ichiga oladi.

2. Qayta ishlab chiqaruvchi qism

Tasvir tekisligida ob'ektni tadqiqot uchun zarur bo'lgan tasvir sifati va kattalashtirish bilan ko'paytirish uchun mo'ljallangan (ya'ni, ob'ektni iloji boricha aniqroq va barcha tafsilotlarga mos keladigan piksellar soniga, kattalashtirishga, kontrastga va rangni ko'rsatishga imkon beradigan tasvirni yaratish uchun). mikroskop optikasi).
Reproduktiv qism kattalashtirishning birinchi bosqichini ta'minlaydi va ob'ektdan keyin mikroskop tasvir tekisligiga o'tadi.
Qayta ishlab chiqaruvchi qism linza va oraliq optik tizimni o'z ichiga oladi.

Eng yangi avlodning zamonaviy mikroskoplari cheksizlik uchun tuzatilgan optik linzalar tizimlariga asoslangan. Bu qo'shimcha ravishda mikroskop tasviri tekisligida linzadan chiquvchi parallel yorug'lik nurlarini "yig'uvchi" quvurli tizimlardan foydalanishni talab qiladi.

3. Vizualizatsiya qismi

Ko'zning to'r pardasida, fotografik plyonkada yoki plastinkada, televizor yoki kompyuter monitorining ekranida qo'shimcha kattalashtirish bilan ob'ektning haqiqiy tasvirini olish uchun mo'ljallangan (kattalashtirishning ikkinchi bosqichi).
Tasvirlash qismi ob'ektivning tasvir tekisligi va kuzatuvchining ko'zlari (raqamli kamera) o'rtasida joylashgan.
Tasvirlash qismi kuzatuv tizimiga ega bo'lgan monokulyar, binokulyar yoki trinokulyar vizual biriktirmani (lupa kabi ishlaydigan ko'zoynaklar) o'z ichiga oladi.
Bundan tashqari, ushbu qism qo'shimcha kattalashtirish tizimlarini o'z ichiga oladi (kattalashtirish ulgurji / o'zgartirish tizimlari); proyeksiya qo'shimchalari, shu jumladan ikki yoki undan ortiq kuzatuvchilar uchun muhokama qo'shimchalari; chizish apparati; raqamli kameralar uchun mos adapterlarga ega tasvirlarni tahlil qilish va hujjatlashtirish tizimlari.

Optik mikroskopning asosiy elementlarining joylashuvi

Dizayn va texnologik nuqtai nazardan mikroskop quyidagi qismlardan iborat:

• mexanik;
• optik;
• elektr.

1. Mikroskopning mexanik qismi

Mikroskop qurilmasi o'zi yoqadi tripod, mikroskopning asosiy strukturaviy va mexanik bloki hisoblanadi. Tripod quyidagi asosiy bloklarni o'z ichiga oladi: asos Va quvur ushlagichi.

Baza butun mikroskop o'rnatilgan blok bo'lib, mikroskopning asosiy qismlaridan biri hisoblanadi. Oddiy mikroskoplarda asosga yoritish oynalari yoki tepa yoritgichlar o'rnatiladi. Keyinchalik murakkab modellarda yoritish tizimi elektr ta'minotisiz yoki quvvat manbai bilan poydevorga o'rnatiladi.

Mikroskop asoslarining turlari:

1. yorug'lik oynasi bilan tayanch;
2. "tanqidiy" yoki soddalashtirilgan yoritish deb ataladigan;
3. Köhler yoritish.

1. quyidagi dizayn variantlariga ega bo'lgan linzalarni o'zgartirish moslamasi - aylanuvchi moslama, linzalarni burama qilish uchun tishli moslama, maxsus qo'llanmalar yordamida linzalarni ipsiz o'rnatish uchun "chana";
2. aniqlik uchun mikroskopni qo'pol va nozik sozlash uchun fokuslash mexanizmi - linzalar yoki bosqichlarning harakatini fokuslash mexanizmi;
3. almashtiriladigan ob'ektlar jadvallari uchun biriktirma nuqtasi;
4. kondanserning harakatini markazlashtirish va markazlashtirish uchun o'rnatish moslamasi;
5. almashtiriladigan qo'shimchalar uchun biriktirma nuqtasi (vizual, fotografik, televizor, turli uzatuvchi qurilmalar).

Mikroskoplar komponentlarni o'rnatish uchun stendlardan foydalanishi mumkin (masalan, stereo mikroskoplarda fokuslash mexanizmi yoki teskari mikroskoplarning ba'zi modellarida yoritgich o'rnatish).

Mikroskopning sof mexanik komponenti bosqich, kuzatish ob'ektini ma'lum bir holatda mahkamlash yoki mahkamlash uchun mo'ljallangan. Jadvallar sobit, muvofiqlashtirilgan va aylanuvchi (markazlangan va markazlanmagan) bo'lishi mumkin.

2. Mikroskop optikasi (optik qismi)

Optik komponentlar va aksessuarlar mikroskopning asosiy vazifasini ta'minlaydi - shakli, tarkibiy elementlarining o'lchamlari va rangi bo'yicha ishonchlilik darajasi bo'yicha ob'ektning kattalashtirilgan tasvirini yaratish. Bundan tashqari, optika tadqiqot maqsadlari va tahlil usullari talablariga javob beradigan tasvir sifatini ta'minlashi kerak.
Mikroskopning asosiy optik elementlari mikroskopning yorug'lik (shu jumladan, kondensator), kuzatish (ko'zoynaklar) va ko'paytirish (shu jumladan linzalar) tizimlarini tashkil etuvchi optik elementlardir.

Mikroskopning maqsadi

— tegishli kattalashtirish, elementlarning o'lchamlari va o'rganilayotgan ob'ektning shakli va rangini takrorlashning aniqligi bilan tasvir tekisligida mikroskopik tasvirni yaratish uchun mo'ljallangan optik tizimlar. Maqsadlar mikroskopning asosiy qismlaridan biridir. Ular murakkab optik-mexanik dizaynga ega, ular 2 yoki 3 linzalardan bir-biriga yopishtirilgan bir nechta bitta linzalar va komponentlarni o'z ichiga oladi.
Linzalar soni linzalar tomonidan hal qilinadigan vazifalar doirasi bilan belgilanadi. Ob'ektiv ishlab chiqaradigan tasvir sifati qanchalik yuqori bo'lsa, uning optik dizayni shunchalik murakkablashadi. Murakkab ob'ektivdagi linzalarning umumiy soni 14 tagacha bo'lishi mumkin (masalan, bu 100x kattalashtirish va raqamli diafragma 1,40 bo'lgan planoxromatik ob'ektivga tegishli bo'lishi mumkin).

Ob'ektiv old va orqa qismlardan iborat. Old linzalar (yoki linzalar tizimi) namunaga qaraydi va tegishli sifatli tasvirni yaratishda asosiy hisoblanadi, u ob'ektivning ish masofasini va raqamli diafragmani aniqlaydi; Keyingi qism old qism bilan birgalikda kerakli kattalashtirish, fokus uzunligi va tasvir sifatini ta'minlaydi, shuningdek, linzalarning balandligi va mikroskop trubasining uzunligini aniqlaydi.

Ob'ektiv tasnifi

Linzalarning tasnifi mikroskoplarning tasnifiga qaraganda ancha murakkab. Ob'ektivlar tasvirning hisoblangan sifati, parametrik va konstruktiv-texnologik xarakteristikalari, shuningdek, tadqiqot va kontrast usullari bo'yicha printsipiga ko'ra bo'linadi.

Hisoblangan tasvir sifati printsipiga ko'ra linzalar bo'lishi mumkin:

• akromatik;
• apokromatik;
• tekis maydon linzalari (reja).

Akromatik linzalar.

Akromatik linzalar 486-656 nm spektral diapazonda foydalanish uchun mo'ljallangan. Har qanday aberatsiyani (axromatizatsiya) tuzatish ikki to'lqin uzunligi uchun amalga oshiriladi. Ushbu linzalar sferik aberatsiyani, xromatik pozitsiyaning aberatsiyasini, komani, astigmatizmni va qisman sferoxromatik aberatsiyani yo'q qiladi. Ob'ektning tasviri biroz mavimsi-qizil rangga ega.

Apoxromatik linzalar.

Apoxromatik maqsadlar kengaytirilgan spektral hududga ega va akromatizatsiya uchta to'lqin uzunligida amalga oshiriladi. Shu bilan birga, dizaynga kristall linzalar va maxsus ko'zoynaklarning kiritilishi tufayli pozitsiyali xromatizm, sferik aberatsiya, koma va astigmatizmdan tashqari, ikkilamchi spektr va sferoxromatik aberatsiya ham juda yaxshi tuzatilgan. Akromat linzalari bilan solishtirganda, bu linzalar odatda yuqori raqamli diafragmaga ega, aniqroq tasvirlar yaratadi va ob'ekt rangini aniq takrorlaydi.

Yarim apoxromatlar yoki mikrofloralar.

Oraliq tasvir sifatiga ega zamonaviy linzalar.

Reja linzalari.

Reja linzalarida tasvirning maydon bo'ylab egriligi tuzatildi, bu ob'ektning butun kuzatish maydoni bo'ylab aniq tasvirini ta'minlaydi. Planshet linzalari odatda fotografiyada qo'llaniladi, plan apochromatlar esa eng samarali hisoblanadi.

Ushbu turdagi linzalarga ehtiyoj ortib bormoqda, ammo ular tekis tasvir maydonini amalga oshiradigan optik dizayn va ishlatiladigan optik vositalar tufayli ancha qimmat. Shuning uchun muntazam va ish mikroskoplari iqtisodiy deb ataladigan linzalar bilan jihozlangan. Ular orasida tasvir sifati yaxshilangan linzalar mavjud: akromatlar (LEICA), CP akromatlari va akroplanlar (CARL ZEISS), stigmakromatlar (LOMO).

Parametrik xususiyatlarga ko'ra linzalar quyidagilarga bo'linadi:

1. cheklangan quvur uzunligi (masalan, 160 mm) bo'lgan ob'ektlar va "cheksiz" trubka uzunligi uchun tuzatilgan maqsadlar (masalan, mikroskopning fokus uzunligi 160 mm bo'lgan qo'shimcha quvur tizimi bilan);
2. kichik linzalar (10x gacha); o'rta (50x gacha) va yuqori (50x dan ortiq) kattalashtirish, shuningdek ultra yuqori kattalashtirish (100x dan ortiq) bo'lgan linzalar;
3. kichik (0,25 gacha), o'rta (0,65 gacha) va katta (0,65 dan ortiq) raqamli diafragmali linzalar, shuningdek raqamli diafragma kattalashgan (an'anaviy bilan solishtirganda) linzalar (masalan, apoxromatik tuzatish linzalari, shuningdek maxsus lyuminestsent mikroskoplar uchun linzalar);
4. linzalar (an'anaviy bilan solishtirganda) ish masofalari, shuningdek, katta va o'ta uzoq ish masofalari (teskari mikroskoplarda ishlash uchun linzalar). Ish masofasi - ob'ekt (qopqoq oynasining tekisligi) va linzaning oldingi komponentining ramkaning pastki cheti (ob'ektiv, agar u tashqariga chiqsa) orasidagi bo'sh masofa;
5. oddiy chiziqli maydon ichida kuzatishni ta'minlaydigan linzalar (18 mm gacha); keng maydonli linzalar (22,5 mm gacha); ultra keng maydonli linzalar (22,5 mm dan ortiq);
6. linzalar standart (45 mm, 33 mm) va standart bo'lmagan balandlikda.

Balandlik - linzaning mos yozuvlar tekisligidan (vidalangan linzaning aylanadigan moslama bilan aloqa tekisligi) fokuslangan mikroskop bilan ob'ekt tekisligigacha bo'lgan masofa doimiy qiymat bo'lib, to'plamning parfokalligini ta'minlaydi. aylanuvchi qurilmaga o'rnatilgan turli kattalashtirishdagi o'xshash balandlikdagi linzalar. Boshqacha qilib aytganda, agar siz ob'ektning aniq tasvirini olish uchun bitta kattalashtirish linzasidan foydalansangiz, keyingi kattalashtirishga o'tayotganda, ob'ektning tasviri linzalar maydonining chuqurligida aniq bo'lib qoladi.

Dizayn va texnologik xususiyatlarga ko'ra quyidagi bo'lim mavjud:

1. kamonli ramkali linzalar (raqamli diafragma 0,50 dan boshlab) va unsiz;
2. raqamli diafragmani o'zgartirish uchun ichida iris diafragmasi bo'lgan linzalar (masalan, raqamli diafragma kattalashgan linzalarda, qorong'u maydon usulini amalga oshirish uchun uzatiladigan yorug'lik linzalarida, aks ettirilgan yorug'lik polarizatsiyalangan linzalarda);
3. linzalar ichidagi optik elementlarning harakatini ta'minlaydigan tuzatuvchi (nazorat) ramkali linzalar (masalan, har xil qopqoqli shisha qalinligi yoki turli suvga cho'mdiruvchi suyuqliklar bilan ishlaganda linzaning tasvir sifatini sozlash uchun; shuningdek silliq paytida kattalashtirish - pankratik - kattalashtirish o'zgarishi) va usiz.

Tadqiqot va kontrast usullarini ta'minlash linzalarni quyidagicha ajratish mumkin:

1. qopqoqli shisha bilan va shishasiz ishlaydigan maqsadlar;
2. uzatiladigan va aks ettirilgan yorug'lik linzalari (refleks bo'lmagan); lyuminestsent linzalar (minimal ichki luminesans bilan); polarizatsiyalangan linzalar (optik elementlarda shisha kuchlanishsiz, ya'ni o'zlarining depolarizatsiyasini kiritmasdan); fazali linzalar (fazali elementga ega - linzalar ichidagi shaffof halqa); Differensial shovqin kontrasti usuli yordamida ishlaydigan DIC linzalari (prizma elementi bilan polarizatsiya); epilenslar (yorug'lik va qorong'i maydon usullarini ta'minlash uchun mo'ljallangan aks ettirilgan yorug'lik linzalari, ularning dizaynida maxsus mo'ljallangan yorug'lik epi-oynalariga ega);
3. immersion va immersion linzalari.

Suvga cho'mish ( latdan. immersio - suvga cho'mish) - kuzatish ob'ekti va maxsus suvga cho'mdiruvchi ob'ektiv (kondenser va shisha slayd) orasidagi bo'shliqni to'ldiradigan suyuqlik. Suvga cho'mdiruvchi suyuqliklarning asosan uch turi qo'llaniladi: moyga botirish (MI/Oil), suvga botirish (WI/W) va glitseringa botirish (GI/Glyc), ikkinchisi asosan ultrabinafsha mikroskopiyada qo'llaniladi.
Immersion mikroskopning aniqligini oshirish zarur bo'lgan yoki mikroskopning texnologik jarayoni tomonidan qo'llanilishi kerak bo'lgan hollarda qo'llaniladi. Bu sodir bo'ladi:

1. muhit va ob'ektning sinishi ko'rsatkichi o'rtasidagi farqni oshirish orqali ko'rinishni oshirish;
2. muhitning sinishi indeksiga bog'liq bo'lgan ko'rilgan qatlamning chuqurligini oshirish.

Bunga qo'shimcha ravishda, suvga cho'mdiruvchi suyuqlik ob'ektning porlashini yo'q qilish orqali adashgan yorug'lik miqdorini kamaytirishi mumkin. Bu linzaga kirganda yorug'likning muqarrar yo'qolishini yo'q qiladi.

Immersion linzalar. Immersion linzalarning tasvir sifati, parametrlari va optik dizayni mos keladigan sinishi ko'rsatkichiga ega bo'lgan qo'shimcha linza sifatida qaraladigan immersion qatlamining qalinligini hisobga olgan holda hisoblab chiqiladi va tanlanadi. Ob'ekt va linzaning old qismi orasiga joylashtirilgan suvga cho'mdiruvchi suyuqlik ob'ektni ko'rish burchagini oshiradi (diafragma burchagi). Immersionsiz (quruq) linzalarning raqamli diafragma 1,0 dan oshmaydi (asosiy to'lqin uzunligi uchun ruxsati taxminan 0,3 mkm); immersion - suvga cho'mishning sinishi indeksiga va oldingi linzalarni ishlab chiqarishning texnologik imkoniyatlariga qarab 1,40 ga etadi (bunday linzalarning o'lchamlari taxminan 0,12 mikron).
Yuqori kattalashtirishli immersion ob'ektivlari qisqa fokus uzunligi 1,5-2,5 mm, erkin ish masofasi 0,1-0,3 mm (namunaning tekisligidan linzaning old linzalari ramkasigacha bo'lgan masofa).

Ob'ektiv belgilari.

Har bir linza haqidagi ma'lumotlar uning tanasida quyidagi parametrlarni ko'rsatadigan tarzda belgilanadi:

1. kattalashtirish (“x”-katlama, marta): 8x, 40x, 90x;
2. NA: 0,20; 0,65, misol: 40/0,65 yoki 40x/0,65;
3. Agar ob'ektiv turli xil tadqiqot va kontrast usullari uchun ishlatilsa, qo'shimcha harf belgisi: faza - F (Rp2 - raqam maxsus kondensator yoki qo'shimchadagi belgiga mos keladi), polarizatsiya - P (Pol), lyuminestsent - L (L), faza -lyuminestsent - FL ( PhL), EPI (Epi, HD) - qorong'u maydon usuli yordamida aks ettirilgan yorug'likda ishlash uchun epilens, differentsial interferentsiya kontrasti - DIC (DIC), misol: 40x/0,65 F yoki Ph2 40x/0,65;
4. optik tuzatish turini belgilash: apochromat - APO (ARO), planxromat - PLAN (PL, Plan), planaxromat - PLAN-APO (Plan-Aro), takomillashtirilgan achromat, yarim reja - CX - stigmaxromat (Achrostigmat, CP- ahromat, Achroplan), mikrofluar (semiplan-yarim-apochromat) - SF yoki M-FLUAR (MICROFLUAR, NEOFLUAR, NPL, FLUOTAR).

Ko'zoynaklar

Kuzatuvchi ko'zining to'r pardasida mikroskopik tasvirni yaratish uchun mo'ljallangan optik tizimlar. Umuman olganda, ko'zoynaklar ikkita linza guruhidan iborat: ko'z linzalari - kuzatuvchining ko'ziga eng yaqin - va dala linzalari - ob'ektiv ko'rib chiqilayotgan ob'ektning tasvirini yaratadigan tekislikka eng yaqin.

Ko'zoynaklar linzalar bilan bir xil xususiyatlarga ko'ra tasniflanadi:

1. kompensatsion (K - linzalarni kattalashtirishdagi xromatik farqni 0,8% dan ortiq kompensatsiya qilish) va kompensatsion bo'lmagan ta'sirga ega ko'zoynaklar;
2. muntazam va tekis maydonli ko'zoynaklar;
3. keng burchakli okulyarlar (okuyar raqami bilan - okulyar kattalashtirish mahsuloti va uning chiziqli maydoni - 180 dan ortiq); ultra keng burchakli (ko'z soni 225 dan ortiq);
4. ko'zoynak bilan yoki ko'zoynaksiz ishlash uchun kengaytirilgan ko'z qorachig'i bilan ko'zoynaklar;
5. kuzatuv okulyarlari, proyeksiyali okulyarlar, fotooklyarlar, gamallar;
6. ichki maqsadli ko'zoynaklar (ko'zoynak ichidagi harakatlanuvchi element yordamida to'rning aniq tasviriga yoki mikroskop tasvir tekisligiga sozlash amalga oshiriladi; shuningdek, okulyar kattalashtirishning silliq, pankratik o'zgarishi) va usiz.

Yoritish tizimi

Yoritish tizimi muhim qismdir mikroskop dizaynlari va ob'ektning bir xil yoritilishini va linzalar diafragmasini to'liq to'ldirishni ta'minlaydigan linzalar, diafragma va nometall tizimi (kerak bo'lganda ikkinchisi ishlatiladi).
O'tkazilayotgan yorug'lik mikroskopining yoritish tizimi ikki qismdan iborat: kollektor va kondensator.

Kollektor.
O'rnatilgan uzatiladigan yorug'lik yoritish tizimi bilan kollektor qismi mikroskopning tagida yorug'lik manbai yaqinida joylashgan va yorug'lik tanasining hajmini oshirish uchun mo'ljallangan. Moslashtirishni ta'minlash uchun kollektor harakatlanuvchi holga keltirilishi va optik o'q bo'ylab harakatlanishi mumkin. Mikroskopning dala diafragmasi kollektor yaqinida joylashgan.

Kondensator.
Kondenserning optik tizimi mikroskopga kiradigan yorug'lik miqdorini oshirish uchun mo'ljallangan. Kondensator ob'ekt (bosqich) va yoritgich (yorug'lik manbai) o'rtasida joylashgan.
Ko'pincha, o'quv va oddiy mikroskoplarda kondensatorni olinmaydigan va harakatsiz qilish mumkin. Boshqa hollarda, kondensator olinadigan qismdir va yorug'likni sozlashda optik o'q bo'ylab markazlashtirilgan harakatga va optik o'qga perpendikulyar markazlashtirilgan harakatga ega.
Kondensatorda har doim yorug'lik diafragmasining iris diafragmasi mavjud.

Kondensator turli xil yoritish va kontrast usullaridan foydalangan holda mikroskopning ishlashini ta'minlaydigan asosiy elementlardan biridir:

• qiyshiq yoritish (diafragmaning chetidan markazga va yorug'lik diafragmasining mikroskopning optik o'qiga nisbatan siljishi);
• qorong'u maydon (yoritish diafragmasining markazidan chetiga maksimal diafragma);
• faza kontrasti (ob'ektning halqali yoritilishi, yorug'lik halqasining tasviri linzalarning fazali halqasiga to'g'ri keladi).

Kondensatorlarning tasnifi Xususiyatlari bo'yicha linzalarga yaqin:

1. Tasvir sifati va optik tuzatish turiga ko'ra kondensatorlar akromatik bo'lmagan, akromatik, aplanatik va akromatik-aplanatiklarga bo'linadi;
2. kichik raqamli diafragma (0,30 gacha), o'rta raqamli diafragma (0,75 gacha), katta raqamli diafragma (0,75 dan yuqori) kondensatorlari;
3. muntazam, uzoq va qo'shimcha uzoq ish masofalariga ega kondensatorlar;
4. turli tadqiqot va kontrast usullari uchun an'anaviy va maxsus kondensatorlar;
5. Kondensator konstruktsiyasi bitta, katlama elementi (old komponent yoki katta maydonli linzalar), vintli old element bilan.

Abbe kondensatori- tasvir sifati uchun tuzatilmagan kondensator, 2 ta akromatik bo'lmagan linzalardan iborat: biri biconveks, ikkinchisi plano-qavariq, kuzatish ob'ektiga qaragan (bu linzaning tekis tomoni yuqoriga yo'naltirilgan). Kondensator diafragma, A = 1,20. Iris diafragmasiga ega.

Aplanatik kondensator- quyidagi tarzda joylashtirilgan uchta linzadan iborat kondensator: yuqori linzalar tekis-qavariq (tekis tomoni linzaga qaratilgan), keyin botiq-qavariq va ikki qavariq linzalar. Sferik aberatsiya va koma bilan bog'liq holda tuzatilgan. Kondensator diafragma, A = 1,40. Iris diafragmasiga ega.

Akromatik kondensator- xromatik va sferik aberatsiya uchun to'liq tuzatilgan kondensator.

Qorong'i maydon kondensatori- qorong'u maydon effektini olish uchun mo'ljallangan kondanser. Kondensatorning ìrísí diafragmasining tekisligiga ma'lum o'lchamdagi shaffof bo'lmagan diskni o'rnatish orqali uni maxsus yoki oddiy yorqin maydon kondensatoridan aylantirish mumkin.

Kondenser belgisi.
Raqamli diafragma (yoritish) kondensatorning old tomonida belgilangan.

3. Mikroskopning elektr qismi

Zamonaviy mikroskoplar nometall o'rniga elektr tarmog'idan quvvatlanadigan turli yorug'lik manbalaridan foydalanadi. Bu oddiy akkor lampalar yoki halogen, ksenon yoki simob lampalar bo'lishi mumkin. LED yoritgichlar ham tobora ommalashib bormoqda. Ular an'anaviy lampalarga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega, masalan, chidamlilik, kam energiya iste'moli va boshqalar. Yoritish manbasini quvvatlantirish uchun elektr tarmog'idan tokni ma'lum bir elektr tarmog'ini quvvatlantirish uchun mos keladiganiga aylantiradigan turli quvvat manbalari, ateşleme bloklari va boshqa qurilmalar qo'llaniladi. yorug'lik manbai. Bu, shuningdek, qayta zaryadlanuvchi batareyalar bo'lishi mumkin, bu sizga ulanish nuqtasi yo'qligida dalada mikroskoplardan foydalanish imkonini beradi.