ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.11.2019

Просмотров: 2466

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЯ 

 

КАК  НАУКА

 

Лабораторная работа 2 

 

 

  Цитология с основами гистологии. Лаб. практикум 

16 

 

апохроматы изготавливают с высокой нумерической апертурой. В них устра-

нены сферическая и хроматическая аберрации. Объективы

-

апохроматы при-

меняются в сочетании с компенсационными окулярами.

 

Характеристики не-

которых объективов указаны в 

табл. 2

. 

Каждый  объектив  характеризуется  определенной  величиной  рабочего 

расстояния в миллиметрах. При работе с объективами следует соблюдать ос-

торожность,  чтобы  не  повредить  линзы.  Особенно  это  важно  при  работе  с 

объективами с большим увеличением, для которых рабочее

 

расстояние

 

(рас-

стояние между поверхностью покровного стекла и линзой объектива) состав-

ляет 0,10

0,12 мм.

 

Фокусирование  на  объект  осуществляют  перемещением  тубусодержа-

теля. Грубую фокусировку производят вращением рукояток макровинта, рас-

положенных по обеим сторонам тубусодержателя. Диапазон грубой

 

фокуси-

ровки  микроскопа 

 

40  мм.  Тонкую  фокусировку  производят  с  помощью 

микровинта, выполненного в виде диска с накаткой. Один оборот диска соот-

ветствует  перемещению  тубусодержателя  на  0,5  мм,  а  вращение  диска  от 

упора до упора 

 

не менее 2 мм. Перед началом работы необходимо устано-

вить рукоятку тонкой фокусировки приблизительно в среднее положение.

 

 

Таблица 2

 

 

Некоторые характеристики объективов

 

 

Объективы

 

Увеличение, числовая апертура, 

наличие иммерсии

 

Рабочее расстояние, мм

 

Планахроматы

 

9 х 0,20

 

13,13 

10 х 0,20

 

13,13 

Ахроматы

 

8 х 0,20

 

8,53 

20 x 0,40 

1,70 

40 х 0,65

 

0,41 

85 х 1,00 (ВИ)*

 

0,18 

9

0 х 1,25 (МИ)**

 

0,10 

Апохроматы

 

10 х 0,30

 

4,80 

20 х 0,65

 

0,67 

90 х 1,3

 

0,12 

 

Примечание

: * 

водная иммерсия

; ** 

масляная иммерсия

 

Препарат крепят на предметном столике

 

с помощью клемм или держа-

телей. Предметные столики могут быть различной формы, вращаемыми, ос-

нащенными  препаратоводителями  с  координатным  перемещением  объекта. 

 

В последних держатели можно перемещать относительно друг друга (в зави-

симости от размера предметного стекла) при помощи винтов 

(

рис.

 1

)

Осветительные  устройства

 

могут  быть  вынесенными,  накладными 

 

и встроенными. В случае вынесенного осветителя используется зеркало. Оно 

имеет  две  отражающие  поверхности:  плоскую  и  вогнутую.  Вогнутую  по-

верхность  используют  при  естественном  освещении,  в  отдельных  случаях 

она может служить для повышения освещенности объекта. Накладные осве-


background image

МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЯ 

 

КАК  НАУКА

 

Лабораторная работа 2 

 

 

  Цитология с основами гистологии. Лаб. практикум 

17 

 

тители ОИ

-

32М или ОИ

-

35 вставляют в посадочное гнездо в основании мик-

роскопа. Встроенный в основание микроскопа осветитель включает галоген-

ную лампу, коллекторную линзу, вблизи фокуса которой располагается нить 

лампы. 

 

 
 

Р

Р

а

а

з

з

р

р

е

е

ш

ш

а

а

ю

ю

щ

щ

а

а

я

я

 

 

с

с

п

п

о

о

с

с

о

о

б

б

н

н

о

о

с

с

т

т

ь

ь

 

 

о

о

б

б

ъ

ъ

е

е

к

к

т

т

и

и

в

в

а

а

 

 

 

Каждый  объектив  характеризуется  определенной  разрешающей  спо-

собностью, фокусным расстоянием (глубиной резкости) и увеличением.

 

Разрешающая  способность  объектива  микроскопа 

(

d

)  – 

наименьший 

диаметр  частицы,  которую  можно  увидеть  при  данном  объективе,  или  то 

наименьшее расстояние между двумя линиями, при котором они видны как 

отдельные. Разрешающая способность объектива микроскопа зависит от зна-

чений нумерической (числовой) апертуры (

A

объектива и конденсора и дли-

ны  волны  источника  света  (λ). Для  пучка  лучей,  параллельных  оптической 

оси  микроскопа,  разрешающую  объектива  микроскопа  определяют  по  фор-

муле

  

 

λ

/

A

 

Для наклонных лучей разрешающая способность в 2 раза выше:

 

 

λ

/2

A

 

где

 

λ 

– 

длина волны, нм;

 

А

 – 

числовая апертура объектива.

 

Длина  волны  лучей  источника  света  в  видимой  части  спектра  может 

меняться от 0,4 мкм (400 нм) для фиолетовых лучей до 0,7 мкм (700 нм) для 

красных.  Следовательно,  чем  короче  длина  волны  лучей  источника  света 

 

и чем больше апертура объектива, тем выше разрешающая способность объ-

ектива  микроскопа,  т.  е.  тем  более  тонкие  структуры  мы  сможем  увидеть 

 

в  микроскоп.  При  освещении  объекта  наклонными  лучами  разрешающая 

 

способность объектива микроскопа в 2 раза выше, чем при освещении прямо 

 

падающими  лучами.  Освещая  препарат  синими  лучами  (

λ  =  0,47 

мкм), 

 

т. е. применяя в осветителе синий светофильтр, можно изучать более тонкие 

структуры, чем при освещении обычным белым светом.

 

Пример:  для  объектива  с 

A

  = 

1,4  при  освещении  белым  светом  (λ

  =  

0,55  мкм)

 

диаметр  наименьшей  видимой  частицы  при  прямо  падающем 

свете равен 0,39 мкм, при косом освещении 

 

0,20 мкм, а при освещении си-

ним  светом 

 

0,34  и  0,17  мкм  соответственно.  Максимальное  разрешение, 

 

которое  можно  получить  при  использовании  светового  микроскопа

  –  0,20

0,35  мкм.  Увеличить  разрешающую  способность  можно при использовании 

ультрафиолетового света (длина волны 0,26

0,28 мкм), что позволяет полу-

чить разрешение 0,13

0,14 мкм.

 


background image

МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЯ 

 

КАК  НАУКА

 

Лабораторная работа 2 

 

 

  Цитология с основами гистологии. Лаб. практикум 

18 

 

Ч

Ч

и

и

с

с

л

л

о

о

в

в

а

а

я

я

 

 

а

а

п

п

е

е

р

р

т

т

у

у

р

р

а

а

 

 

о

о

б

б

ъ

ъ

е

е

к

к

т

т

и

и

в

в

а

а

 

 

 

Числовая,  или  нумерическая

аперту-

ра  (

А

)  объектива  характеризует  светособи-

рательную  способность  и  определяется  по 

формуле

 

 

n

·sin

α

 

где

 

n

 – 

показатель преломления среды меж-

ду  фронтальной  линзой  объектива  и  по-

кровным  стеклом; α

  – 

половинный  угол 

входного  отверстия  объектива  (угол,  одна 

сторона  которого  совпадает  с  оптической 

осью,  другая  образована  линией,  соеди-

няющей  точку  выхода  лучей  из  объектива 

 

с границей действующего отверстия объек-

тива) 

(

рис. 2

). 

 

 

О

О

б

б

щ

щ

е

е

е

е

 

 

у

у

в

в

е

е

л

л

и

и

ч

ч

е

е

н

н

и

и

е

е

 

 

м

м

и

и

к

к

р

р

о

о

с

с

к

к

о

о

п

п

а

а

 

 

 

Увеличение  объектива  указано  на  оправе,  там  же  указана  и  числовая 

апертура.  Конденсоры  тоже  имеет  определенную  числовую  апертуру.  Если 

апертура конденсора меньше апертуры объектива, то возможности объектива 

таким образом используются в работе неполностью.

 

Общее  увеличение микроскопа  определяется как  произведение  увели-

чения объектива (

V

об

) на увеличение окуляра(

V

ок

): 

 

V

 = 

V

об

  

·

 

V

ок

Если  объектив  имеет  увеличение  90х,  а  окуляр  15х,  то  общее  увеличение 

равно 1350. Увеличения, превышающие эту величину, не имеют значения

и 

их называют бесполезными. Это связано с тем, что структуру препарата оку-

ляр может увеличить настолько, чтобы она просматривалась под тем же уг-

лом зрения

что и в объективе.

 

Это увеличение называется полезным, и оно 

равно 1000 

А

. Расчеты показывают, что полезное увеличение не может пре-

вышать  1300

1450  раз.  Большее  увеличение  не  выявляет  новых  деталей  на 

изображении, а освещенность его становится меньше.

 

 
 
 
 

Рис.  2.  Угол  отверстия 

объектива микроскопа: Об 

– 

объ-

ектив; Кн 

– 

конденсор; Р 

– 

плос-

кость препарата; 

F

 – 

фронтальная 

плоскость; α 

– 

угол  отверстия 

объектива

 

 


background image

МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЯ 

 

КАК  НАУКА

 

Лабораторная работа 2 

 

 

  Цитология с основами гистологии. Лаб. практикум 

19 

 

Г

Г

л

л

у

у

б

б

и

и

н

н

а

а

 

 

р

р

е

е

з

з

к

к

о

о

с

с

т

т

и

и

 

 

и

и

з

з

о

о

б

б

р

р

а

а

ж

ж

е

е

н

н

и

и

я

я

 

 

 

Глубина резкости изображения

 

(глубина фокуса) 

 

способность объек-

тива  одновременно  давать  резкие  изображения  точек,  находящихся  от  него 

на разном расстоянии, или глубина препарата, видимая одновременно резко. 

Она зависит от увеличения микроскопа и апертуры объектива. Каждый объ-

ектив позволяет видеть препарат на определенную глубину в одной плоско-

сти.  На  большом  увеличении  необходимо  поочередно  фокусировать  объек-

тив в разных плоскостях. На малых увеличениях и малой апертуре глубина 

резкости больше, чем при больших увеличениях. Показатель глубины резко-

сти  следует  особенно  учитывать  при  микрофотографии,  когда  необходимо 

четко видеть изображение объекта в одной плоскости зрения. Глубина резко-

сти

 (

T

) – 

это глубина препарата, видимая одновременно резко. Её определяют 

по формуле

  

 

T

 = (1000/7

A

 

·

 

V

) + (

λ/2

A

2

). 

 

При небольших увеличениях и малой апертуре глубина резкости боль-

ше, чем при больших увеличениях и высокой апертуре.

 

Качество  микроскопа  определяется  не  увеличением,  а  разрешающей 

способностью оптических устройств. 

 

В случае сухих объективов (без использования жидких сред 

 

иммер-

сии) коэффициент преломления равен единице 

(

n

 = 

1) и 

NA

 < 0,95. 

При иммерсионной

 

системе у объектива

 

микроскопа пространство ме-

жду  фронтальной  линзой  и  рассматриваемым  предметом  заполнено  жидко-

стью с более высоким показателем преломления, чем воздух. Для иммерси-

онных  объективов  нумерическая  апертура  зависит  от  показателя  преломле-

ния  жидкости,  находящейся  между  препаратом  и  объективом.  Поэтому  для 

водно

-

иммерсионных объективов 

NA

 

меньше либо 1,25 (вода имеет 

n

 = 1,33), 

а для масляно

-

иммерсионных объективов 

NA

 

меньше либо равно 1,4 (кедро-

вое масло имеет 

n

 

= 1,515). На 

рис

. 3

 

представлен ход лучей при использова-

нии масляной иммерсии и сухого объектива. 

 


background image

МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЯ 

 

КАК  НАУКА

 

Лабораторная работа 2 

 

 

  Цитология с основами гистологии. Лаб. практикум 

20 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Рис. 3. Сравнение хода лучей при использовании сухого (слева) и иммерсионного 

масляного (справа) объективов

 

 

Как  видно  из  этого  рисунка,  в  сухой  системе  некоторая  часть  лучей 

 

не попадает в объектив, так как

 

при выходе из покровного стекла, они откло-

няются. Лучи, которые в месте выхода к поверхности стекла образуют угол 
больше  41

° 

(предельный  угол),  полностью  отражаются.  Для  стекла  и  воды 

предельный угол равен 41°, для кедрового масла и стекла он не существует 
по причине равенства показателей их преломления. Для улучшения качества 
изображения  часто  применяется  полная  иммерсия,  когда  иммерсионную 
жидкость наносят и на конденсор.

 

При  работе  с  иммерсионными  объективами  следует  соблюдать  осто-

рожность, чтобы при опускании тубуса не повредить линзу.

 

Иммерсионную жидкость наносят между линзой и объективом в виде 

капли на  поверхность  покровного  стекла  препарата  и, опуская  затем  тубус, 
погружают линзу в каплю иммерсии. Иммерсионную жидкость можно нанес-
ти и на поверхность линзы объектива либо по капле и на препарат, и на объ-
ектив. Главное требование 

– 

создание иммерсии без пузырьков воздуха.

 

Только в случае соответствия апертур коллектора осветителя, конден-

сора и объектива разрешающая способность оптики микроскопа использует-
ся полностью. 

 

Задание  1.

 

Ознакомиться  с  объективами,  окулярами  и  конденсором 

биологического микроскопа. Приготовить временный препарат кожицы лука 
и рассмотреть его при разных длинах волн, используя цветные светофильт-
ры,  красный  и  синий.  Зарисовать  препарат  при  трех  длинах  волн.  Опреде-
лить, при какой длине волны видны более мелкие детали. Рассчитать разре-
шающую способность и глубину резкости. Результаты занести в 

табл

. 3