Меню
Главная
Случайная статья
Настройки
|
Иммерсия (иммерсионный метод микроскопического наблюдения) в оптической микроскопии — это введение между объективом микроскопа и рассматриваемым предметом жидкости для усиления яркости и расширения пределов увеличения изображения.
Иммерсионная система — оптическая система, в которой пространство между первой линзой и предметом заполнено жидкостью. Применяемая таким образом жидкость называется иммерсионной.
Содержание
Принцип действия
Из основной формулы разрешающей способности микроскопа: d = 0,61/А, следует, что предел разрешения определяется длиной волны и числовой апертурой объектива А. Так как не всегда возможно изменить длину волны (особенно если исследование производится в белом свете), то для достижения лучшего разрешения стремятся применять объектив, имеющий большую числовую апертуру.
Однако для «сухого» объектива с показателем преломления среды перед его передней линзой n=1 максимальное значение числовой апертуры объектива не может превысить значение около 0,95.
Для решения этой проблемы берут иммерсионную жидкость, показатель преломления которой n2 и показатель преломления фронтальной линзы n3 выбраны определённым образом. Исходящие от одной точки объекта OP лучи проходят без преломления через иммерсионную плёнку и могут «приниматься» фронтальной линзой объектива.
В этом случае числовая апертура увеличивается, а предел разрешения уменьшается в n2 раз.
Дополнительные преимущества- Возникающие на поверхностях покровного стекла и фронтальной линзе объектива паразитные отражения существенно меньше, нежели у «сухих» объективов, а в некоторых случаях паразитные рефлексы могут быть полностью устранены. Это улучшает контраст изображения и позволяет поднять освещённость препарата без вредного влияния на изображение.
- Толщина слоя жидкости между объективом и препаратом может меняться, и за счёт этого можно в некоторых пределах изменять компенсацию сферической аберрации.
Иммерсионные жидкости
В расчёте объективов микроскопа оптические параметры иммерсионной жидкости (показатель преломления и дисперсия) учитываются при коррекции аберраций оптической системы (исправление кривизны поля, сферических и хроматических аберраций).
Применяются:
Иммерсионное масло
В качестве первой иммерсионной жидкости применялось природное кедровое масло. Однако его главным недостатком было изменение свойств с течением времени. На воздухе жидкость постепенно уплотнялась вплоть до осмоления и отвердения, показатель преломления менялся.
С начала XX века применяется исключительно синтетическое иммерсионное масло, не обладающее этим недостатком.
Считается, что первый серийный микроскоп с рассчитанным объективом масляной иммерсии появился в 1878 году.
Основные параметры иммерсионного масла стандартизованы.
По ГОСТ 13739-78 «Иммерсионное масло»: показатель преломления nd = 1,515±0,001; коэффициент пропускания в слое толщиной 1 мм в спектральном диапазоне 500—720 нм — 95 %, 400—480 нм — 92 %. Иммерсионное масло должно применяться при температуре около +20°C.
По Международному стандарту ISO 8036/1 «Иммерсионное масло»: показатель преломления nе = 1,518 + 0,0005; коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне 500—760 нм — 95 %, 400 нм — 60 %.
По Международному стандарту ISO 8036-1/2 «Иммерсионное масло для люминесценции»: коэффициент пропускания в слое толщиной 10 мм в спектральном диапазоне 500—700 нм — 95 %, 365—400 нм — 60 %.
Некоторое отличие в стандартах означает, в частности, возможное ухудшение работы конкретного объектива с несоответствующим ему маслом. Результатом этого могут быть:
- снижение контраста из-за появления сферической аберрации
- окраску поля на объекте
- неравномерность освещённости в плоскости предмета (объекта) и, соответственно, в плоскости, где формируется изображение объекта
- нерезкость по полю в плоскости изображения объекта.
Водный раствор глицерина
Глицерин — применение в качестве иммерсионной жидкости нашёл благодаря пропусканию ультрафиолетового диапазона электромагнитных волн. Используется в виде водного раствора определённой концентрации. Первый объектив глицериновой иммерсии был рассчитан в 1867 году.
Вода
Используется дистиллированная вода. Считается, что впервые в серийный микроскоп рассчитанный объектив водной иммерсии был введён в 1850 году.
Коррекционные оправы
|
|