Поляризационный микроскоп принцип работы

Содержание
  1. Работа с мироскопом. Изучение минералов в проходящем плоскополяризованном свете
  2. Устройство поляризационного микроскопа
  3. Подготовка микроскопа к работе и его основные поверки
  4. Подготовка материала к работе
  5. МИКРОСКОП
  6. Историческая справка
  7. Устройство биологического микроскопа
  8. Методы световой микроскопии
  9. Подробно о принципе действия
  10. Где применяется
  11. Биологическое оборудование
  12. Криминалистическое оборудование
  13. Флуоресцентные микроскопы
  14. Поляризационные микроскопы
  15. Инвертированные с перевернутым положением объектива
  16. Микроскопы для металлографии
  17. Стереомикроскопы (дают объемное изображение)
  18. Моновидеомикроскопы с возможностью получения видео
  19. Разновидности методов световой микроскопии
  20. Светлое поле в потоке проходящего света
  21. Косое освещение
  22. Светлое поле в отраженном свете
  23. Темное поле
  24. Ультрамикроскопия
  25. Аноптральный контраст
  26. Поляризационный метод
  27. Интерференционная микроскопия
  28. Люминесценция или флуоресценция

Работа с мироскопом. Изучение минералов в проходящем плоскополяризованном свете

Поляризационный микроскоп принцип работы

Перейдем к рассмотрению способов практических измерений, используемых для определения взаимоотношений индикатрисы с кристаллографическими направлениями в минералах.

Устройство поляризационного микроскопа

Поляризационный (петрографический) микроскоп (рис. 25) состоит из вращающегося предметного столика, на котором размещается изучаемый минерал; поляризующего «фильтра», называемого поляризатором (находится под столиком) и другого подвижного «фильтра», называемого анализатором (расположен в тубусе над объективом).

Важными вспомогательными компонентами, которые входят в комплект микроскопов, являются: пересекающиеся под прямым углом нити, расположенные в фокальной плоскости окуляра таким образом, что одна из них проходит по линии С – Ю, а другая – по линии З – В; ирисовая диафрагма, находящаяся ниже предметного столика и служащая для сужения падающего пучка света; щель в тубусе микроскопа, ориентированная под углом 45º к пересекающимся нитям (в нее вводятся компенсационные пластинки); линза Бертрана, находящаяся в тубусе микроскопа  над анализатором и системы конденсорных линз под столиком микроскопа, предназначенные для формирования в необходимых случаях лучей сходящегося света в плоскости расположения изучаемого минерала.

Рис. 25. Общий вид поляризационного микроскопа фирмы Leitz

Подготовка микроскопа к работе и его основные поверки

При подготовке микроскопа к работе необходимо подобрать нужные окуляр и объектив. Обычно работу начинают с объективами, имеющими увеличение 2,5или 10.

Поворотами зеркала и вращением осветительной лампы добиваются наиболее яркого и ровного освещения.

Нити окулярного креста всегда должны быть отчетливо видны. Для этого вращают обойму верхней линзы, помещенной в правый окуляр, вдвигая или выдвигая ее, добиваются наиболее ясной видимости нити.

На первый взгляд  ремонт малогабаритной кухни кажется обычным делом, но не зная многих нюансов можно получить на выходе не то что было изначально задумано.

  Поэтому  с компанией АВстрой, вы сможете быстро и легко воплотить задуманные планы по ремонту.

Центрировка объективов. Объектив считается центрированным, если при вращении предметного столика точка, произвольно выбранная в шлифе  (небольшое зерно, пузырек), вращается точно в перекрестье нитей, не выходя за его пределы.

Если точка не остается на месте, а уходит в сторону, описывая окружность, это значит, что оптическая ось объектива сдвинута в сторону по отношению к оптической оси микроскопа и не совпадает с ней.

Оптическая ось микроскопа – воображаемая линия, проходящая через пересечение нитей окуляра, центр входной линзы объектива и центр вращения предметного столика.

Фокусировка. Перемещение столика микроскопа для наведения на резкость производится путем вращения кремальеры. Некоторые затруднения могут возникнуть при фокусировании объективов с большим увеличением, имеющих очень маленькое фокусное расстояние.

Глубина резкости таких объективов также очень мала, и, опуская тубус, легко пропустить нужное положение и раздавить объективом препарат.

Поэтому начинающему исследователю рекомендуется сначала поднять предметный столик так, чтобы объектив слегка касался препарата, и затем очень медленно его опускать, следя за появлением изображения.

Также для наведения на резкость объективов с большим увеличением пользуются микрометренным винтом, но уже после того, как появилось изображение. Центрировку осуществляют при помощи центрировочных ключей, которые вставляются в отверстия, расположенные с обеих сторон верхней части каждого объектива.

Чтобы не испортить зрение при работе с микроскопом, надо приучить себя смотреть в оба окуляра (при работе с бинокулярными насадками) или держать оба глаза открытыми (при работе с одним окуляром). Если систематически при работе с микроскопом держать один глаз зажмуренным, развивается астигматизм (неодинаковая кривизна хрусталика глаза в разных направлениях).

Микроскоп, как всякий точный прибор, нуждается в целом ряде проверок и установок.

1. Проверка взаимной перпендикулярности николей. Плоскости колебания волн, пропускаемых николями, всегда должны быть взаимно перпендикулярны. Для проверки николи ставятся в скрещенное положение. Если при этом поле зрения темное, то это соответствует требуемому положению.

Если при установке николей в скрещенное положение поле зрения остается светлым, то это свидетельствует о том, что колебания волн в николях совершаются не по взаимно перпендикулярным направлениям. Тогда верхний николь (анализатор) поворачивают  до максимальной темноты.

2. Определение направления колебаний, пропускаемых поляризатором, и проверка параллельности нитей окуляра направлениям поляризаторов. Нити окуляра  должны быть строго параллельны плоскости колебания волн, пропускаемых николями, т. е.

они должны быть ориентированны параллельно осям оптической системы микроскопа. Колебания одного николя совершаются в плоскости симметрии микроскопа, а другого – перпендикулярно к ней.

Для определения направления колебаний в поляризаторе (нижнем николе) используют шлиф породы, содержащей биотит или турмалин. Эти минералы обладают резко выраженным плеохроизмом – свойством изменять цвет при повороте столика микроскопа.

Для биотита выбирают срез, в котором четко видна спайность, а для турмалина – длиннопризматические кристаллы (именно эти разрезы обладают ясным плеохроизмом).

Выбрав зерно, вращают предметный столик и наблюдают за изменением цвета минерала. Когда биотит приобретает наиболее интенсивную окраску, обращают внимание на то, параллельны ли трещины спайности какой-либо из нитей окуляра (вертикальной или горизонтальной).

Если параллельны, то в этом направлении располагается плоскость колебания волн Ng, пропускаемых нижним николем. Если в момент появления наиболее густой окраски минерала трещины спайности образуют некоторый угол с нитью, то это говорит о неправильной ориентировке нитей креста окуляра.

Для исправления положения поворачивают окуляр таким образом, чтобы одна из его нитей совпала с трещинами спайности биотита в момент его максимальной окраски. Обычно же окуляры крепятся в тубусе жестко, и необходимо только следить за тем, чтобы николи были взаимно перпендикулярны.

Определение направлений колебаний оптической системы микроскопа производят только один раз и запоминают.

Подготовка материала к работе

Для изучения минералов в проходящем свете следует использовать небольшие кристаллы или их обломки, способные пропускать свет, или шлифы, которые нужно изготовлять.

Шлиф представляет собой тонкую плоскопараллельную пластинку. Для изготовления шлифов плоскую поверхность сравнительно тонкого среза  минерала или минерального агрегата (породы) наклеивают канадским бальзамом на предметное стекло (толщина его около 1 мм) и затем ошлифовывают до стандартной толщины 0,03 мм. В заключение на препарат при помощи того же канадского бальзама

(п – 1,54) наклеивается тонкое покровное стекло толщиной 0,1 – 0,2 мм. Иногда шлифы готовят из рыхлого материала, предварительно проваренного в канадском бальзаме для придания им прочности.

Порошковые, или иммерсионные, препараты готовят из рыхлых объектов (песка, глины, кристаллического порошка). Плотные объекты предварительно измельчаются. Зерна помещают на предметное стекло и покрывают покровным стеклом. В пространство между стеклами впускается капля жидкого канадского бальзама или какой-либо жидкости (иммерсионной) с известным показателем преломления.

Шлифы применяются главным образом при петрографических исследованиях. Они необходимы, когда требуется выяснить структуру данного кристаллического объекта и соотношения между отдельными слагающими его компонентами. Определение же кристаллов в порошковых препаратах обычно удобнее и применяется при минералогических исследованиях.

Источник: https://www.bygeo.ru/materialy/vtoroi_kurs/osnovy-kristalloptiki-chtenir/1888-rabota-s-miroskopom-izuchenie-mineralov-v-prohodyaschem-ploskopolyarizovannom-svete.html

МИКРОСКОП

Поляризационный микроскоп принцип работы

Микроскоп — оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов или деталей их структуры, не видимых невооруженным глазом; относится к числу наиболее распространенных приборов, применяемых в биологии и медицине.

Историческая справка

Способность систем из двух линз увеличивать изображение предметов была известна мастерам, изготовлявшим очки (см.). О таких свойствах полушаровидных и плосковыпуклых линз знали оптики-ремесленники Нидерландов и Сев. Италии в 16 в. Есть сведения, что приблизительно в 1590 г. прибор типа Микроскопа был построен Янсеном (Z. Jansen) в Нидерландах.

Сначала появились простые Микроскопы, состоящие из одного объектива (см. Лупа), а затем были сконструированы более сложные Микроскопы, имеющие, кроме объектива, и окуляр.

Быстрое распространение и совершенствование Микроскопов началось после того, как Галилей (G. Galilei), совершенствуя сконструированную им зрительную трубу, стал использовать ее как своеобразный Микроскоп (1609 —1610), изменяя расстояние между объективом и окуляром.

Позднее, в 1624 г., добившись изготовления более короткофокусных линз, Галилей значительно уменьшил габариты своего микроскопа.

В 1625 г. членом Римской «Академии зорких» («Academia dei lincei») И. Фабером был предложен термин «микроскоп».

Первые успехи, связанные с применением Микроскопа в научных биологических исследованиях, были достигнуты Гуком (R. Hooke), к-рый первым описал растительную клетку (ок. 1665 г.).

А. Левенгук с помощью Микроскопа обнаружил и зарисовал сперматозоиды, различных простейших, детали строения костной ткани (1673 — 1677).

В 1668 г. Б. Дивини, присоединив к окуляру полевую линзу, создал окуляр современного типа; в 1673 г. Гавелий ввел микрометрический винт, а Гертель предложил под столик микроскопа поместить зеркало. Таким образом, Микроскопы стали монтировать из тех основных деталей, к-рые входят в состав современного биологического Микроскопа.

В начале 18 в. Микроскопы появились в России; здесь Эйлер (Z. Euler) впервые разработал методы расчета оптических узлов микроскопа.

В 18 и 19 вв. М. продолжали совершенствоваться. В 1827 г. Амичи (G. В. Amici) впервые применил в М. иммерсионный объектив.

В конце 18 — начале 19 в. была предложена конструкция и дан расчет ахроматических объективов для М., благодаря чему их оптические качества значительно улучшились, а увеличение объектов, обеспечиваемое такими М., возросло с 500 до 1000 раз.

В 1850 г. английский оптик Сорби (Н. С. Sorby) сконструировал первый микроскоп для наблюдения объектов в поляризованном свете.

В 1872—1873 гг. Аббе (Е. Abbe) разработал ставшую классической теорию образования изображений несамосветящихся объектов в М. Труды англ. оптика Дж. Сиркса (1893) положили начало интерференционной микроскопии.

В 1903 г. Р. Жигмонди и Зидентопф (H. Siedentopf) создали ультрамикроскоп, в 1911 г. Саньяком (М. Sagnac) был описан первый двухлучевой интерференционный М., в 1935 г. 3ернике (F.

Zernicke) предложил использовать метод фазового контраста для наблюдения в М. прозрачных, слабо рассеивающих свет объектов. В середине 20 в. был изобретен электронный микроскоп, в 1953 г. финским физиологом Вильской (A.

Wilska) был изобретен аноптральный М.

Большой вклад в разработку проблем теоретической и прикладной оптики, усовершенствование оптических систем М. и микроскопической техники внесли М. В. Ломоносов, И. П. Кулибин, Л. И. Мандельштам, Д. С. Рождественский, А. А. Лебедев, С. И. Вавилов, В. П. Линник, Д. Д. Максутов и др.

Устройство биологического микроскопа

Рис. 1.

Внешний вид биологического микроскопа: 1 —подковообразное основание (штатив, ножка, или башмак); 2 — макровинты тубуса; 3 — тубусодержатель; 4 — окуляры; 5 —бинокулярная насадка; 6 — головка для крепления револьвера с посадочным гнездом для смены тубусов; 7 — винт крепления бинокулярной насадки; 8— револьвер на «салазках»; 9 — объективы; 10 — предметный столик; 11 — барашек продольного движения препаратоводителя; 12 — барашек поперечного движения препаратоводителя; 13 — апланатический конденсор прямого и бокового освещения; 14 — центрировочный винт предметного столика; 15 — головка винта, фиксирующего верхнюю часть предметного столика; 16 — кронштейн конденсора; 17 — микровинт тубуса; 18 — зеркало; 19 — коробка с микромеханизмом.

Биологический Микроскоп (рис. 1) крепится на массивном штативе (основании), чаще всего имеющем подковообразную форму. Основание снабжено кронштейном, внутри которого находится коробка микромеханизма тонкой настройки тубуса М. Кроме того, коробка микромеханизма имеет направляющую для кронштейна конденсора. Сверху к коробке микромеханизма при помощи особого кронштейна прикреплен вращающийся центрирующийся столик. Дугообразный тубусодержатель в нижней своей части снабжен макровинтом с двумя барашками, служащим для грубого движения тубуса. Верхняя часть тубусодержателя снабжена снизу головкой для крепления револьвера с гнездами для объективов, а сверху — специальным посадочным гнездом для крепления сменных тубусов: бинокулярной насадки для визуальных исследований и монокулярного прямого тубуса для фотографирования.

Предметный столик М. имеет устройство для перемещения рассматриваемого препарата в направлениях, перпендикулярных друг другу. Отсчет передвижения препарата в том или другом направлении может быть произведен по шкалам с нониусами с точностью до 0,1 мм.

Источник: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%9C%D0%98%D0%9A%D0%A0%D0%9E%D0%A1%D0%9A%D0%9E%D0%9F

Методы световой микроскопии

Поляризационный микроскоп принцип работы

Световая, или оптическая, микроскопия — это один из основных методов исследования частиц, неразличимых человеческим глазом. Данный метод имеет широкое распространение в медицине, фармакологии, биологии, металлографии, криминалистике и других сферах.

Увеличение изображения в световом микроскопе обеспечивается системой собирательных линз, расположенных в окуляре и объективе.

Световой микроскоп — оптический прибор, позволяющий рассмотреть мелкие детали.

Предельная разрешающая способность человеческого глаза составляет около 0,1 мм. Это понятие отражает минимальное расстояние, на котором 2 соседние точки определяются как отдельные объекты. Микрочастицы, клеточные структуры и дефекты поверхности имеют размер менее 100 мкм, поэтому для их исследования требуется специальное оборудование.

Подробно о принципе действия

Принцип работы оптического микроскопа основывается на прохождении прямого или отраженного луча света через систему линз.

Объектив прибора содержит до 14 стекол. При прохождении светового пучка через эту часть устройства изображение увеличивается до 100 раз, а при прохождении окуляра — в 20-24 раза. Выпуклые и вогнутые стекла позволяют сфокусировать картинку на сетчатке или приспособлениях для документирования информации.

Видимое излучение, которое создает осветительная система прибора, ограничивают несколькими диафрагмами. Это повышает четкость изображения.

Увеличивающие линзы имеют 2 дефекта. Сферическая аберрация мешает фокусировать сразу все поле исследования, а хроническая приводит к появлению яркой каймы по контуру изображения. Чтобы компенсировать дефекты, окуляр и объектив оснащаются корригирующими стеклами.

Где применяется

Методы световой микроскопии применяют в следующих областях науки и промышленности:

  • медицине и лабораторной диагностике;
  • биологии;
  • металлографии, неразрушающих методах контроля на производстве;
  • микроэлектронике;
  • минералогии, кристаллографии;
  • археологии, геологии;
  • криминалистике;
  • пищевой промышленности;
  • ювелирном деле и др.

Световая микроскопия применяется в медицине и биологии.

Оптический микроскоп состоит из следующих элементов:

  • штатива;
  • тубуса;
  • окуляра;
  • объектива;
  • призмы;
  • источника света;
  • конденсора;
  • апертурной и полевой диафрагм;
  • фокусировочного механизма;
  • светофильтра;
  • зеркала;
  • предметного столика.

Устройство светового микроскопа.

Некоторые модели прибора оборудованы дополнительными объективами, системами записи и передачи информации.

Особенности конструкции зависят от предназначения микроскопа. Для увеличения четкости изображения используют методы флуоресценции, люминесценции, инверсии и др.

Биологическое оборудование

Биологические приборы позволяют исследовать прозрачные или полупрозрачные объекты. Принцип их работы основан на изучении светлого поля в потоке проходящего света. Такие микроскопы применяют в лабораторной диагностике, ботанике, цитологии, микроэлектронике, археологии и пищевой промышленности.

Биологическое оборудование позволяет исследовать прозрачные объекты.

Для повышения разрешающей способности используют иммерсионные оптические системы. В этом случае между образцом и первым стеклом вводится жидкость с высоким коэффициентом преломления (минеральное масло, раствор глицерина, дистиллированная вода и др.).

Криминалистическое оборудование

особенность криминалистического микроскопа — это возможность сравнения 2 объектов. Такое исследование помогает найти сходство между компонентами взрывных устройств, гильзами, пулями, волосами, волокнами и другими уликами.

Приборы для криминалистики оснащают фото- и видеокамерами, а также программным обеспечением.

Это позволяет снизить вероятность ошибок, построить модели объектов и сравнить с данными из электронных источников.

Флуоресцентные микроскопы

Флуоресцентные, или люминесцентные, микроскопы позволяют исследовать объекты, которые испускают световой поток после облучения ультрафиолетом. Они оборудованы коротковолновым источником освещения, светофильтрами и интерференционной пластинкой.

Флуоресцентный микроскоп — оптический прибор, показывающий в увеличенном виде клетки.

Флуоресцентные микроскопы активно применяют в лабораторной диагностике, в частности, при изучении клеток крови и антигенов. Для анализа предметов, которые не излучают свет, используют люминесцентные красители и порошки.

Поляризационные микроскопы

Поляризационный прибор является наиболее сложным из всех представленных видов микроскопов. Его используют для исследования анизотропных материалов, полимеров, некоторых клеток и микробиологических объектов.

Источник света со специальными фильтрами формирует поляризованный поток, который облучает образец.

Оптическая система интерпретирует двойное лучепреломление среды и позволяет изучить ее структуру.

Инвертированные с перевернутым положением объектива

В инвертированном микроскопе объектив располагается не над образцом, а под предметным столиком. Такие приборы применяют в биологии, медицине, промышленности, металлографии, криминалистике и других сферах.

Инвертированный микроскоп имеет особенную конструкцию.

Перевернутое положение оптической системы позволяет изучать более крупные образцы и работать со специальной посудой.

Микроскопы для металлографии

Металлографические микроскопы предназначены для исследования поверхности непрозрачных объектов. Изображение получают путем преломления отраженного светового луча.

Предметом изучения являются микродефекты поверхности и зерна сплавов. Помимо металлургии и промышленности, такие устройства применяют в геологии и археологии. Для обеспечения четкости используют специальные системы линз и зеркал.

Стереомикроскопы (дают объемное изображение)

Стереомикроскопы оснащены 2 объективами, что позволяет получать объемное изображение исследуемого образца. По сравнению с устройствами плоского поля они дают более резкую, четкую и контрастную картинку.

Стереомикроскопы позволяют получать объемное изображение.

Такие приборы используют в точном машиностроении, ювелирном деле и других областях промышленности.

Моновидеомикроскопы с возможностью получения видео

микроскопы предназначены для динамического наблюдения за образцом и фиксации изображения. Для повышения эффективности работы их оснащают специальными линзами, светофильтрами и адаптерами.

Разновидности методов световой микроскопии

Выбор метода оптической микроскопии определяется особенностями объектов и целью исследования.

Светлое поле в потоке проходящего света

Данный метод основан на принципе прохождения потока света через образец. Предмет частично поглощает и рассеивает попадающие на него лучи, что позволяет сформировать изображение.

Светлое поле в потоке — метод, который построен на принципе прохождения света.

Светлопольную микроскопию применяют для изучения окрашенных тканей животных и растений, тонких шлифов и др. Для прохождения светового пучка препарат должен быть прозрачным.

Косое освещение

Данный метод является разновидностью микроскопии светлого поля. Чтобы выявить рельеф и сделать изображение более контрастным, поток направляют под большим углом к образцу.

Светлое поле в отраженном свете

Светопольная микроскопия в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов (сплавов, покрытий, руд и др.). Свет падает на образец сверху, а основная оптическая система исполняет роль объектива и конденсора.

Светлое поле в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов.

Изображение формируется за счет того, что элементы поверхности по-разному отражают и рассеивают попадающие лучи. Травление дает возможность изучить не только дефекты, но и микроструктуру и фазовый состав образца.

Темное поле

Метод темного поля предназначен для изучения прозрачных образцов, которые не абсорбируют свет. Специальный конденсор направляет лучи так, что они формируют полый конус, в центре которого находится объектив. Таким образом, большая часть лучей не попадает в оптическую систему.

Изображение представляет собой темное поле с небольшими светлыми включениями, которые формируются за счет рассеяния света частицами препарата.

Ультрамикроскопия

Метод ультрамикроскопии является разновидностью темнопольного. Для исследования образцов используют сильные источники света, а лучи направляют перпендикулярно предметному столу. Эффект рассеяния волн позволяет обнаружить частицы менее 10 нм.

Ультрамикроскопия — метод наблюдения и анализа коллоидных частиц.

Метод фазового контраста позволяет изучать прозрачные и неокрашенные образцы. При малом различии в коэффициенте преломления изображение нельзя получить ни на светлопольном, ни на темнопольном микроскопе, поскольку разница в поглощении и рассеянии света будет минимальной.

Однако при прохождении через образец волна приобретает фазовый рельеф, который фиксируется специальным объективом. В изображении он отображается как различие в яркости элементов.

Аноптральный контраст

Данная методика является подвидом фазовой микроскопии. На иммерсионную линзу наносят кольцо из сажи, которое пропускает 10% лучей и совпадает с контуром кольцевой диафрагмы конденсора. При отсутствии образца амплитуда световых волн уменьшается на 90%.

Проходя через среды разной плотности, лучи дифрагируют, в результате чего их амплитуда остается неизменной.

За счет этого поле исследования получается темным, а частицы образца — светлыми.

Поляризационный метод

Анализ анизотропных материалов проводят в свете, пропущенном через специальную фильтрующую пластинку. При прохождении через образец плоскость поляризации лучей меняется.

По разнице между начальными и конечными характеристиками волн определяют количество оптических осей, их ориентацию и др.

Интерференционная микроскопия

Интерференционный метод основан на параллельном прохождении 2 лучей через предметный столик и мимо него. В окуляре микроскопа когерентные волны соединяются и интерферируют между собой.

При прохождении через образец первый луч запаздывает по фазе, что влияет на результирующую амплитуду и яркость изображения.

Люминесценция или флуоресценция

Принцип люминесцентной микроскопии основан на том, что некоторые образцы испускают видимый свет после облучения ультрафиолетом. Перед исследованием препараты обрабатывают флуоресцирующими антисыворотками, порошками или маркерами.

Волны ультрафиолетового спектра применяют для повышения разрешающей способности микроскопа. Для изучения препаратов, которые не испускают видимый свет после воздействия УФ-лучей, используют фотокамеры и кварцевые линзы.

Источник: https://biocommerce.ru/spravochnik-po-tehnologiyam/metody_svetovoy_mikroskopii/

Вылечим любую болезнь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: