Полезное и бесполезное увеличение микроскопа один из принципиальных вопросов для любого микроскописта. Тем более сегодня на рынке представлено великое множество оптических биологических микроскопов, порой с большими увеличениями от 1.000 крат и выше. Насколько эффективно может быть такое увеличение, например, у школьных моделей? Стоит ли гнаться за большими и максимальными увеличениями? В каких случаях это целесообразно. И где больше производители использую маркетинговых уловок?
Разрешающая способность оптического микроскопа (D) зависит от длины волны света (λ), числовой апертуры объектива (a) и здесь работает следующая формула D = λ ÷ a. Исходя из данной формулы можно заметить следующее — чем больше апертура объектива и короче длинна волны используемого для освещения препарат света, тем большая разрешающая способность всей оптической системы, а это значит, можно будет выявить более тонкие структуры у исследуемого образца.
На практике большинство школьных, учебных и лабораторных микроскопов рассчитаны на работу в видимой, средней длиной волны λ = 0.5 мкм, что соответствует разрешению 0.4 мкм для самого «сильного» объектива 100Х (апертура 1.25), например, у микроскопа Микромед Р-1 (лабораторный микроскоп начального уровня) или разрешению 0.8 мкм для школьного микроскопа — объектив 40Х, апертура 0.65 (например, модель Микромед C 12).
Минимальное и максимальное полезное увеличение микроскопа
При стандартной длине тубуса (160 мм) увеличение микроскопа определяется по формуле = (кратность объектива) × (кратность окуляра). Т.е. если Вы в данный момент времени поставили объектив с кратностью 10Х и окуляр с кратностью 16Х, общее увеличение микроскопа составит 160Х.
Рис 1. Обозначения стандартного объектива микроскопа.
Для максимального использования разрешающей способности конкретного объектива Вы должны подобрать такое увеличение, которое будет находится в пределах 500-1000 кратного значения числовой апертуры. Т.е., чтобы определить минимальное полезное увеличение микроскопа при работе с конкретным объективом, Вам нужно 500 умножить на числовую апертуру, указанную на объективе или для определения максимального допустимого увеличения, просто умножьте числовую апертуру на 1000.
Рис 2. Минимальные и максимальные значения увеличений микроскопов при использовании наиболее распространенных объективов.
Работа на увеличениях, меньше указанных значений не позволит реализовать разрешающую способность объектива в полной мере, а использование увеличений больше допустимых нецелесообразно, т.к. не выявит новых деталей объекта (при этом изображение может быть более темных и менее четким и контрастным).
Именно по этой причине будьте внимательны при выборе микроскопа и дополнительных окуляров к ним. Не нужно гнаться за максимальными увеличениями, т.к. положительного эффекта это не приносит — Вы не сможете различить больше новых деталей, а качество изображения при этом снижается. Практически все школьные микроскопы имеют в комплекте 40Х объектив с числовой апертурой 0.65, что соответствуем максимальному полезному увеличению в 650Х, а линза Барлоу, если она идет в комплекте (заявленное увеличение такого микроскопа достигает 1.280Х или 800Х) — бесполезна. Линза Барлоу в школьных микроскопах реально вносит свои аберрации, ухудшающие качество изображения. Мы проводили много раз эксперимент на разных школьных микроскопах с линзой Барлоу — без нее тот же микроскоп показывает четкую картинку со своими родными окулярами, с ней же изображение становиться не таким детализованным, скорее размытым. Т.е. во многих школьных микроскопах производители используют маркетинговых ход — покупатель видит большие цифры и покупает.
В некоторых случаях, при профессиональном применении микроскопа, разумно использовать увеличения, больше предельно допустимого, например, при измерениях и подсчетах.
Используемая литература:
Ромейс Б. — Микроскопическая техника — 1953
