М-10

Микроскоп М-10 является биологическим, лабораторным оптическим прибором, предназначенным для студенческих работ. Микроскоп М-10 является конструктивным близнецом биологического микроскопа М-9, но с модифицированным конденсородержателем. На держателе конденсора микроскопа М-10 отсутствует дополнительное крепление откидной оправы для светофильтра.  

Рис. 1. Биологический микроскоп М-10

Микроскоп М-10 рис. 1, 2, 3 установлен на штативе, имеющем тяжелое подковообразное основание 1, что обеспечивает устойчивое положение прибора. На штативе при помощи шарнира 14 укреплен тубусодержатель 2, на котором расположен тубус 6 и микрометрический винт 3 для точной фокусировки. В верхней части тубуса помещен окуляр 5, а в нижней — револьвер 7. Револьвером называют трехгнездный механизм, служащий для быстрой смены объектива 8. Тубус прямой, раздвижной. Механическая  (общая) длина тубуса регулируемая от 150 мм до 200 мм. Для удобства установки обычной для биологических работ длины тубуса, у деления 160 на трубке проведена круговая черта.

Чтобы рассматриваемый предмет был ясно виден, необходимо установить тубус микроскопа М-10 на определенном от него расстоянии, т. е. навести на фокус. Для этой цели служат два механизма: механизм для быстрого (грубого) движения тубуса, приводимый в действие макрометрическим винтом (кремальерой) 4, и механизм для медленного движения тубуса, приводимый в действие микрометрическим винтом 3.

Рис. 2. Схема хода лучей в оптической части микроскопа М-10
Тн – нижний край тубуса. Тв – верхний край тубуса, Тм – механическая длина тубуса, То – оптическая длина тубуса, П – изображение границ поля, Ир – изображение реальное, Им – изображение мнимое, Фоб – задний фокус объектива, Фок – передний фокус окуляра, 15 – изображение на сетчатке глаза.

Предметный столик 9 микроскопа М-10 служит для помещения стекол с рассматриваемыми объектами. Предметный столик подвижен, что дает возможность при работе рассматривать различные части исследуемого объекта. На предметном столике помещены зажимы (клеммы) 15 для укрепления предметного стекла.

Под предметным столиком помещены двухлинзовый конденсор 10, снабженный ирисовой диафрагмой, светофильтр и зеркало (плоское и вогнутое) 13. Изменяя величину отверстия диафрагмы, регулируют интенсивность освещения наблюдаемого объекта. Одновременно с конденсором применяют плоское зеркало.

Рис. 3 Микроскоп М-10 (разрез)

1—основание штатива; 2 — тубусодержатель; 3— микрометрический винт; 4 — кремальера; 5— окуляр; 6 —тубус; 7— револьвер; 8— объектив; 9 — предметный столик; 10—конденсор; 11 — светофильтр; 12 — кремальера конденсора; 13 — зеркало; 14 — шарнирное соединение; 15 — зажим (клемма).

Главнейшие части микроскопа М-10 — объективы и окуляры. Объектив состоит из нескольких линз, закрепленных в специальной оправе. На оправе имеется винтовая резьба, при помощи которой объектив соединяют с гнездом в револьвере. На оправе выгравированы цифры, показывающие собственное увеличение объектива и его числовую апертуру.

В табл. 1 приведена краткая характеристика объективов.

Табл. 1.

Характеристика объективов микроскопа

Важной характеристикой объектива является его разрешающая способность, т. е. наименьшее расстояние, при котором, например, две тончайшие и близко находящиеся линии изображаются объективом раздельно; разрешающая способность характеризует собою минимальный размер объектов, заметных при наблюдении с данным объективом. Эта величина может быть найдена по формуле:

d = λ / A

где:

• d — разрешающая способность объектива в микронах;
• λ — длина волны падающего на объект света в микронах;
• А — числовая апертура.

Числовой апертурой называется произведение показателя преломления n среды, находящейся между объективом и наблюдаемым предметом, на синус половины отверстного угла (рис. 4).

A = n * sinα

Отсюда следует, что:

d = λ / n * sinα

При обычных микроскопических работах между объективом и предметным стеклом находится воздух, показатель преломления которого равен единице. Таким образом, разрешающая способность объектива зависит от его числовой апертуры и от длины волны падающего света. Если считать, что средняя длина волны при освещении обычным (белым) светом равна 0,55 μ, то разрешающая способность при употреблении объектива 8x с апертурой, равной 0.20, составляет:

d = 0,55 / 0,20 = 2,7 μ

Такая разрешающая способность вполне достаточна для наблюдений большинства объектов, например, в микрокристаллоскопии. При работе с конденсором разрешающая способность объектива увеличивается, величину ее вычисляют по формуле:

d = λ / Aо + Ак

где:

• Ао — числовая апертура объектива;
• Ак — числовая апертура конденсора.

Числовая апертура конденсора равна 1.2, если между его фронтальной (верхней) линзой и предметным стеклом поместить иммерсионную жидкость. Без такой жидкости апертура конденсора — около 1.

Рис. 4. Апертура объектива 

1 — объектив; 2 — фронтальная линза объектива; 3 —  предметное стекло; α — половина отверстного (апертурного) угла; h -рабочее расстояние.

Верхняя фронтальная линза конденсора может быть снята, при этом апертура конденсора становится равной 0,5. Следовательно, при работе с объективом 8x:

d = 0,55 / (0,2 + 0,5) = 0,8μ

Объектив дает увеличенное, обратное и действительное изображение наблюдаемого объекта (рис. 5)

Рис. 5. Упрощенная схема хода лучей в микроскопе М-10

1 — объектив; 2 — окуляр; 3 — наблюдаемый предмет; 4 — изображение, которое дает объектив; 5 — изображение, которое дает окуляр (наблюдаемое).

Окуляр состоит из двух плоско-выпуклых линз, укрепленных в оправе — выпуклыми сторонами к объективу. На окуляре выгравировано число, показывающее собственное увеличение окуляра. При помощи окуляра рассматривается изображение, которое дает объектив. Окуляр дает увеличенное, обратное и мнимое изображение наблюдаемого предмета (рис. 5).

Общее увеличение микроскопа равно произведению собственных увеличений объектива и окуляра. В табл. 2 приведена характеристика окуляров и общего увеличения микроскопа.

Табл. 2.

Характеристика окуляров и общего увеличения микроскопа

Увеличения ниже 100 считают малыми, от 100 до 500—средними и выше 500—большими. Работа при малых увеличениях имеет ряд преимуществ: достигается быстрая установка необходимого для наблюдения фокусного расстояния, можно сразу видеть значительную часть изучаемого объекта, а иногда и весь объект; при малых увеличениях меньше утомляется глаз, и объектив подвергается меньшему действию паров агрессивных реактивов.