Основы оптики Электромагнитное излучение можно классифицировать следующим

Основы оптики

Электромагнитное излучение можно классифицировать следующим образом: гамма излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое световое излучение, видимое световое излучение каждый охотник желает знать, где сидит фазан инфракрасное световое излучение, дальняя ИК область спектра, микроволновое излучение (СВЧ), ультракоротковолновое излучение, средние волны (СВ) длинные волны. В оптической микроскопии наиболее широко используются волны желто зеленой части светового спектра с длиной волны 400 700 мкм. Световая волна может рассматриваться как электромагнитная волна, в которой электрическое поле и магнитное поле колеблются под прямыми углами друг к другу перпендикулярно направлению распространения.

Основные явления, связанные со светом Преломление изменение направления распространения луча света, когда он переходит из одной среды в другую. Количественной характеристикой степени преломления является показатель преломления: n=sinψ/sin χ d 1 d 2

Дисперсия – явление рассеивания света при поступлении его в ту или иную среду. Причиной дисперсии является то, что показатель преломления среды зависит от длины волны светового луча, проходящего через среду. Иногда это явление называют также цветовой дисперсией.

Отражение- явление, ведущее к тому, что часть света, падающего на стекло или на другую среду, отделяется и идет в совершенно новом направлении. Направление движения одинаково, независимо от длины волны. Когда свет попадает в линзу, не имеющую противоотражательного покрытия, и выходит из нее, то приблизительно 5% света отражается на границу между стеклом и воздухом. Количество отраженного света зависит от показателя преломления материала. •

Дифракция света — явление наблюдаемое при распространении света в среде с резкими неоднородностями. Свет отклоняется от прямолинейного распространения при прохождении его через малое отверстие или узкую щель (0, 1— 1, 0 мм). В этом случае лучи света распространяются не только прямо, но и в стороны, отчего вокруг светлого кружка или светлой полосы появляется цветная кайма — дифракционные кольца или полосы. Наличие дифракции есть основное доказательство волновой природы света принцип Гюйгенса–Френеля

Оптическая ось прямая, связывающая центральные точки сферических поверхностей по обе стороны линзы. Другими словами, оптическая ось это гипотетическая центральная линия, связывающая центр кривизны на каждой поверхности линзы. В объективах, состоящих из нескольких линз, крайне важно, чтобы оптическая ось каждой линзы идеально совпадала с оптическими осями всех других линз. В особенности это относится к Зум объективам, построенным из нескольких групп линз, которые движутся сложным образом. Для поддержания надлежащей оптической соосности необходима исключительно точная конструкция тубуса объектива.

Устройство оптического металлографического микроскопа В оптическом микроскопе изображение создается за счет различно го отражения «видимого» света различными точками образца, причем степень отражения может зависеть от длины падающей волны света. Отражение является упругим процессом. Изображение объекта в оптическом микроскопе формируется при помощи системы стеклянных линз, имеющих более высокий показатель преломления, чем воздух.

1. Осветитель; 2. Ирисовая полевая диафрагма; 3. Зеркало; 4. Ирисовая апертурная диафрагма; 5. Конденсор; 6. Образец; 6'. Увеличенное действительное промежуточное изображение образца, образуемое объективом; 6''. Увеличенное мнимое окончательное изображение препарата, наблюдаемое в окуляре; 7. Объектив; 8. Окуляр

Основные характеристики объектива: числовая апертура NА; - увеличение Числовая апертура величина, используемая для выражения разрешающей способности оптической системы объектива: NА= n sin 2ө где 2ө это плоская мера пространственного угла (угловая апертура), в который заключены все лучи, испускаемые какой то точкой А объекта и участвующие в формировании ее изображения (максимально возможный угол 2ө = 1400). n показатель преломления среды, в которой находится объект ( 1 для воздуха) Таким образом, предельно возможная числовая апертура NА= 0, 94. Числовая апертура связана с фокусным расстоянием F линзы: обычно NА =0. 5* 1/ F. Различают три группы объективов: слабые с NА до 0, 3; средние с NА до 0, 8; сильные, которые в свою очередь подразделяют на сухие (с NА до 0, 95) и иммерсионные (с NА более 0, 95).

Разрешающая способность микроскопа – это расстояние между двумя светящимися точками объекта исследования, которые хорошо различимы. Разрешающая способность микроскопа находится в диапазоне: 0, 5 /NA. Поскольку длина волны, используемая в световых микроскопах, составляет величину 0, 55 мкм (это длина волны желто зеленой части спектра, наилучшим образом различимая человеческим глазом), то: = 0, 5*0, 55/1, 43 =0, 2 0, 4 мкм. Разрешающую способность можно также повысить, уменьшив длину волны . Для этого в микроскопах предусмотрено наличие апертурной диафрагмы, которая ограничивает пучок лучей, входящих в систему, т. е. ограничивает длину волны светового пучка, а также полевой диафрагмы, которая ограничивает размер поля зрения. При смене объектива обе эти диафрагмы приходится менять. Дальнейшее увеличение построенного объективом изображения осуществляется за счет окуляра и дополнительных линз, помещаемых между объективом и окуляром. Таким образом, увеличение микроскопа создается, благодаря увеличениям всех линз, составляющих оптическую схему: Nм= Nоб Nок Nдоп. линз В современных микроскопах Nоб =100 150 х; Nок = 20 24 х; Nдоп. линз =1 1, 6 х.

Универсальный инвертированный микроскоп «Axiovert -200 М» (фирма Carl Zeiss, Германия)