Збільшення оптичного приладу, і навіть мікроскопа- величина певною мірою умовна. Під збільшенням мікроскопа прийнято розуміти відношення розміру зображення препарату на сітківці ока, утворене при спостереженні через мікроскоп, до розміру зображення того самого препарату, отриманого на сітківці під час спостереження неозброєним оком. Виходячи з цього визначення, часто використовують вираз видиме збільшення мікроскопа.
Збільшення мікроскопа
Найпростіший мікроскоп складається з двох лінз, що збирають. Дуже короткофокусний об'єктив L1 дає сильно збільшене дійсне зображення предмета P Q, яке розглядається окуляром, як лупою. Позначивши лінійне збільшення, що дається об'єктивом, через N1 , а окуляром через N2 , і провівши нескладні математичні перетворення, ми отримаємо:
де P‘Q' — збільшене дійсне зображення предмета;
P»Q» – Збільшене уявне зображення предмета;
N1 – Лінійне збільшення об'єктива;
N2 – Лінійне збільшення окуляра.
Висновки про збільшення мікроскопів та оптичних приладів
Зі сказаного вище видно, що збільшення мікроскопа розраховується досить просто, достатньо перемножити збільшення, отримані об'єктивом і окуляром окремо. Такий коструктивний пристрій дозволяє створити прилади, за допомогою яких можна отримати дуже великі збільшення, 1000 і більше.
Зазвичай у базовій комплектації більшість мікроскопів мають окуляри 10 разів і, відповідно, збільшення до 1000 разів, при використанні 100-кратного імерсійного об'єктива. "Базове" збільшення легко підвищити шляхом введення додаткового окуяру.
Приклад: Ми маємо мікроскоп початкового рівня – Мікромед Р-1 з базовим збільшенням 1000 крат. У комплекті до нього йде окуляр 16 разів, який дозволяє отримати збільшення 1600 разів. При купівлі додаткового окуляра 20 разів, ми зможемо отримати на цьому мікроскопі збільшення 2000 разів!
Коли ви знайомитеся з технічними характеристиками мікроскопа, бачите в інструкції три графи зі словом «збільшення». Одна відноситься до об'єктиву, друга – до окуляра, третя вказує на діапазон збільшення мікроскопа. Існує цифрове збільшення мікроскопа. Давайте розберемося, чому збільшень так багато і яка різниця між ними.
Оптичний мікроскоп складається з двох короткофокусних лінз – об'єктиву та окуляра. Картинка, яку ми бачимо у мікроскопі, – результат їхньої спільної роботи. Кожна з цих лінз має своє збільшення. А загальне збільшення оптичного мікроскопа обчислюється шляхом перемноження кратностей використовуваних окуляра та об'єктива.
Нагадаємо, що окуляр – це аксесуар, який встановлюється в окулярний вузол (згори). Він буває знімним чи незнімним – це залежить від моделі мікроскопа. Збільшення мікроскопа окуляра зазвичай вказується на корпусі самого окуляра у вигляді цифри, наприклад 10х або 20х.
Об'єктив – це аксесуар, який встановлюється в револьверний пристрій мікроскопа (знизу). Він у всьому подібний до окуляра: може бути знімним або незнімним, а значення збільшення вказується на корпусі в аналогічному форматі. Об'єктиви мають свої унікальні конструктивні особливості, які відрізняють їх від окулярів, але вони не пов'язані зі збільшенням. У рамках цієї статті ми не акцентуватимемо на них увагу.Нам важливо лише те, що збільшення об'єктиву оптичного мікроскопа – це величина, яка закріплена у технічних характеристиках та вказана на корпусі об'єктива.
А тепер розберемося зі збільшенням мікроскопа. Припустимо, що у нас є оптичний мікроскоп з револьверним пристроєм на три об'єктиви 10х, 40х і 100х і два знімні окуляри з кратністю 10х і 15х. Яке збільшення ми можемо отримати? Відповідь у табличці нижче.
Шляхом послідовного перемноження значень кратності об'єктивів та окулярів ми отримуємо шість фіксованих збільшення мікроскопа. Однак у технічних характеристиках оптичного приладу ви, найімовірніше, побачите діапазон від 100х до 1500х. Не слід плутати його з плавно змінюваною кратністю. У прикладі значень, на яких можна вести спостереження, всього шість. Мікроскопи зі змінною кратністю також існують, але зустрічаються рідше. Найчастіше це стереоскопічні мікроскопи, а про можливість плавної зміни збільшення в характеристиках пишуть досить явно і чітко.
Збільшення під мікроскопом – чи є обмеження?
Здавалося б, маючи безліч об'єктивів та окулярів, можна досягти неймовірного збільшення. Став на мікроскоп найпотужніші аксесуари і отримаєш найбільше збільшення у світі. Однак будь-яка оптична система має обмеження. Сучасні оптичні мікроскопи обмежені планкою 2000 крат. При більш високій кратності втрачається чіткість зображення. Це з фізичними особливостями оптичних систем і спостереженнями у видимому світлі. Тому навіть найпросунутіший і найдорожчий оптичний мікроскоп професійного рівня не дозволить вам розглядати зразки на збільшенні понад 2000 разів.
Цифрове збільшення мікроскопа – що таке?
Поняття цифрового збільшення з оптичною системою мікроскопа пов'язане лише частково. При його розрахунку вже враховуються можливості камери, і діагональ екрана, на який виводиться зображення. Формулу цифрового збільшення для мікроскопа можна знати, а можна й не знати – насправді для моделей, які використовують цей тип збільшення, цей параметр завжди вказується у технічних характеристиках. Не має ніякого сенсу його перевіряти ще раз. По суті цифрове збільшення описує те, наскільки крупно ви будете бачити зображення на екрані. На жаль, це не завжди означає, що все буде видно чітко, оскільки максимальна роздільна здатність картинки завжди обмежена можливостями оптичної системи – подолати цю межу неможливо, навіть якщо використовувати суперпотужну цифрову камеру.
У нашому інтернет-магазині ви можете підібрати оптичний мікроскоп з відповідним діапазоном збільшення. Усі вони представлені у цьому розділі.
Статтю оновлено у квітні 2020 року
Використання матеріалу повністю для загальнодоступної публікації на носіях інформації та будь-яких форматів заборонено. Дозволено згадку статті з активним посиланням на сайт www.4glaza.ru.
Виробник залишає за собою право вносити будь-які зміни у вартість, модельний ряд та технічні характеристики або припиняти виробництво виробу без попередження.
(Від лат. Oculus – око), звернена до ока спостерігача частина оптич. системи (зорової труби, телескопа, бінокля, мікроскопа тощо); служить для візуального розгляду д і й т е л ь н о г о і зо збро дження, яке формує об'єктив або інша попередня О. частина системи, напр. поєднання об'єктиву та обертової системи. За своєю дією О.подібний до лупи; відмінність його від лупи, пов'язане з використанням О. у складній системі, полягає в значно меншій апертурі пучка променів, що потрапляють в нього.
Оптич. св-ва О. характеризуються: 1) фокусною відстанню /', що визначає кутове збільшення оптичне Г "= 250/f" (250 мм – відстань найкращого бачення); зазвичай О. мають Г' = 5-20, хоча в окремих випадках воно або досягає 40-60 (з додатковою запереч. лінзою), або становить всього 1,5-3; від останньої лінзи О. до його вихідного виду, к-рим явл. 12-15 мм, а за наявності окулярів – до 25 мм.
Від оптич. св-в О. залежать і загальні хар-ки, що включає його оптич. системи. Так, поле зору в пр-ві об'єктів – кутове 2w для бачити. труби та лінійне 2'Z для мікроскопів – виражається по ф-лам: tgw = tgw'/g і 2l = f'tgw'/b, де g – повне збільшення зріт. труби, b – Лінійне збільшення об'єктиву.
Перший О., застосований в 1609 р. Галілеєм, був простою негативною (розсіюючою) лінзою. Цей О. має малі кут зору та збільшення; використовується гол. обр. у театральних біноклях.
Окуляри Гюйгенса (сер. 17 ст) і Рамсдена (кін. 18 ст), сконструйовані з поклад. лінз, застосовуються досі. Кожен із них складається з двох плосковипуклих лінз (рис. 1). За всієї їх простоті для кутів поля зору =35—45° у яких непогано виправлені осн. аберації (див. АБЕРРАЦІЇ ОПТИЧНИХ СИСТЕМ) і достатньо відстань до вихідної зіниці. Їхня фокусна відстань не менше 15—20 мм.Окуляр Рамсден відрізняється від окуляра Гюйгенса тим, що його передній фокус дійсний, внаслідок чого в передній фокальній площині (з проміжним зображенням) можна поєднати шкалу і хрест ниток для виміру. цілей. З кін. 19 ст. були розроблені широкі кутні О. з полем зору 65-70 °, а надалі ускладнення конструкцій дозволило створити О. з кутами поля зору до 100 ° і більше (рис. 2).Почали застосовуватися Про.
великий оптичної сили, у яких брало відношення відстані до вихідної зіниці d до фокусної відстані перевищує одиницю.
У поєднанні з апохроматич. об'єктивами у мікроскопах використовують т.з. компенсаційні О., які виправляють хроматич. Різниця збільшень. Часто застосовуються а в т о к о л і м а ц і о н н і е О. (рис. 3), поблизу фокальної площини яких брало розташовують малу призмочку П, що направляє світло від джерела І на перехрестя ниток, потім в об'єктив і далі на дзеркало. Від дзеркала світло відбивається і збирається у фокусі О., де спостерігається одночасно хрест ниток та його зображення, що дозволяє з великою точністю визначити напрямок нормалі до дзеркала.
Фізичний енциклопедичний словник. – М.: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1983 .
(Від латів. oculus – око) -частина оптич. системи (зорової труби, мікроскопа і т. п.), звернена до ока спостерігача і призначена для збільшення та розглядання діє. обертальної системою. Якщо збільшене зображення проектується на екран або фотоматеріал, діафрагми, розташованої в передній фокальній площині О., зображення чітко обмежене.
основ. оптич. характеристики О.: видиме збільшення (використовується преим. для О.мікроскопів)де -кут, під к-рим спостерігався б предмет без О.,- кут, під к-рим видно зображення того ж предмета; видиме збільшенняО. пов'язано з його фокусною відстанню f' співвідношенням Г = 250/.'(250 – відстань найкращого бачення); кутове поле – кут, під яким спостерігач бачить польову діафрагму О.; кут. поле О.
Мал. 1. Двохлінзові позитивні окуляри: зліва – окуляр Гюйгенса; праворуч – окуляр Рамсдена.
Кількість використовуваних в оптич. системі Про.
Мал. 2. Схема багатолінзового ширококутного окуляра.
Допустимі похибки виготовлення лінзО. значно більше, ніж у об'єктивів, це дозволяє використовувати О. Літ. див. при ст. Об'єктив.
Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. – М.: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1988 .
Окуляр – елемент оптичної системи, звернений до ока спостерігача, частина оптичного приладу (видошукача, далекоміра, бінокля, мікроскопа, телескопа і так далі), призначена для розгляду зображення, що формується об'єктивом або головним дзеркалом приладу.
Іноді оптична система обходиться без окулярів, замість них у фокусі приладу встановлюється фото-або відеоапаратура.
Окуляр – оптичний елемент, через який сконцентроване у ньому світло потрапляє в око спостерігача. Окуляр – це як монітор – все налаштовується на комп'ютері, а картинка безпосередньо на ньому, така, яка була налаштована.
Від фокусної відстані окуляра залежить збільшення, яке телескоп дасть (це вам не фотооб'єктив) – ФР телескопа / ФР окуляра = у крат . Наприклад, я використовую 10 мм окуляр на 900 мм телескопі – це дає мені 90 разів.Крім того, збільшення не нескінченно – маркетологи придумали спеціальну назву для цього – максимально корисне збільшення. Більше цього збільшення картинка спотворюватиметься. Воно розраховується за формулою D об'єктива * 2 = МПУ. Для катадіоптриків D об'єктива * 0,7.
Схеми окулярів
Вище представлені оптичні схеми окулярів. Вдаватися до подробиць ми не будемо, оскільки розбір лише однієї схеми вийде в одну статтю. Просто хочу сказати, що спочатку краще брати Кельнер або Плессл (вони, швидше за все, і поставляються в комплекті з телескопом). Не раджу приголомшувати за Гюйгенсами та Рамдсенами, бо вони вже застаріли.
Посадковий діаметр
Посадковий діаметр окуляра буває 2" і 1,25" (найпопулярніші) – він повинен збігатися з діаметром фокусера телескопа. У більш дешевих моделях, де використовується звичайний рейковий фокусер, діаметр 1,25". У преміальних фокусерах Крейфорда діаметр 2". Якщо навіть діаметри не збігаються, можна використовувати адаптери.
Поле зору окуляра
Для мене воно важливе, та й для вас, думаю, теж. Якщо дивитися зоряні ландшафти чи протяжні об'єкти (галактики чи туманності, чи може й місячні пейзажі?) – це широкий кут. Планетарними спостереженнями можна і знехтувати – тут однозначно беріть перераховані вище схеми: кут Кельнера (Kellner) – 50 градусів, а Плессла (Plossl) – 60.
"Ширики" діляться на ширококутні (WA – Wide Angle) та надширококутні (UWA – Ultra Wide Angle). Це оптичні схеми Наглера (Nagler) та Ерфле (Erfle). Ширококутними окулярами вважаються окуляри із полем зору 62-70 градусів. UWA-категорія – понад 80 градусів.
Ціновий діапазон
Кельнер та Плесл – ідеальний вибір для новачків.Ціна на них невисока: вартість хорошого окуляра починається від 1500 грн. Далі – залежно від ФР та бренду: найкращими фірмами є Sky-Watcher, Celestron, Levenhuk.
Наглер і Ерфле – найважчий вибір. Всі виробники даних схем дуже відомі у світі і ви точно не будете засмучені покупкою. Тільки ось ціна на них починається від 10 тисяч (від фірми Explore Scientific) до бренду автора-творця окуляра Наглера – Tele-Vue просить за окуляр до 70 тисяч рублів.
Завжди пам'ятайте: добрий окуляр не врятує поганий телескоп, і поганий окуляр загубить добрий телескоп! – завжди беріть аксесуари, що підходять до вашого телескопа належним чином!
Не все в курсі, що таке окуляр. Декілька десятків років тому звичайні любителі астрономічних досліджень навіть не замислювалися про те, який варіант збільшення зображення вибрати, вони мріяли про будь-який телескоп. Справжнім шиком тоді було дістати фабричний об'єктив і окуляр.
У наші дні відбулися кардинальні зміни в ситуації, що склалася, і тепер любителі астрономії звертають увагу не тільки на телескоп, а й на оптику, встановлену в ньому.
Посадковий діаметр
Необхідно розглянути основні характеристики приладів для астрономічних досліджень.
Щоб зрозуміти, що таке окуляр, виділити потрібно такий параметр, як посадковий діаметр. Він має стандартні показники, які відповідають внутрішньому діаметру фокусера телескопа. Ця характеристика вказується у дюймах. В даний час трубка з окулярами два дюйми дає несуттєве збільшення, але відрізняється непоганим полем зору, що можна вважати його основною перевагою.Виготовлення таких окулярів – дороге задоволення, тому дозволити собі придбання такої оптики можуть лише забезпечені люди.
Особливості підбору
Залежно від внутрішнього діаметра фокусера, по-різному використовується окуляр, що збільшує. Наприклад, при внутрішньому діаметрі 1,25 дюйма його можна використовувати з окулярами 1,25". При діаметрі фокумера в два дюйми він підходить для застосування як дводюймові окуляри. Дводюймовий пристрій фокусування в телескопі дає його власнику свободу в підборі окулярів.
Досить рідкісним явищем вважається використання любителями астрономії окулярів, що мають посадковий діаметр 0.965". Цей стандарт був затребуваний у середині ХХ століття, а ось у виготовленні сучасних телескопів не застосовується. Розмірковуючи над тим, що таке окуляр, необхідно відзначити, що у приладу з таким посадковим діаметром мінімальне поле зору, тому в наш час він не застосовується навіть аматорами.
Збільшення приладу
Фокусна відстань окуляра одна із його найважливіших параметрів. Вказують цю величину у міліметрах. За її допомогою можна визначати збільшення окуляра мікроскопа. Наприклад, якщо фокусна відстань становить у телескопа 1200 мм, а розмір окуляра – 10 мм. Для визначення збільшення 1200 мм ділять на 10 мм, отримують 120. В даний час покупцям пропонуються телескопи, в яких збільшення окуляра – велика величина, а фокусна відстань знаходиться в діапазоні від 56 мм до 2,5 мм.
Поле зору
З'ясувавши, що таке окуляр, можна продовжити аналіз основних характеристик. Поле зору – це відстань між видимими параметрами.Залежно від схеми оптики у окулярів істотно відрізняється поле зору.
В даний час виробники пропонують об'єктив і окуляр, що має поле зору в діапазоні 35-100°.
Сучасні тенденції
В останнє десятиліття шанувальники астрономії використовують окуляри, що мають велике поле ріння (від 68 °).
Враховуючи, що основне призначення окуляра – спостереження зоряних полів, туманностей, скупчень зірок, при великому розмірі поля зору у спостерігача виникає ефект особистої присутності. Астроном переконаний у тому, що простягнувши руку, він зможе помістити на своїй долоні весь Всесвіт.
Крім того, серед переваг окулярів із широким кутом огляду професіонали відзначають комфортність проведення спостережень. Такі телескопи не оснащуються додатковим приводом і монтуванням. Об'єкт, що спостерігається, буде знаходитися далі в полі зору окуляра, тому відпаде необхідність постійного переміщення трубки в поле зору оптичного приладу.
Те, скільки разів збільшує окуляр, безпосередньо визначає можливості астрономічних обчислень.
Вирізняють реальне (справжнє) поле зору, яке передбачає огляд всієї системи телескопа, зокрема і окуляра.
Особливості вихідної зіниці
Під ним мають на увазі відстань від зовнішньої лінзи окуляра (очної) до точки, розташованої на головній оптичній осі. У ньому розташовується око, щоб можна було бачити все поле зору. Саме від винесення зіниці безпосередньо залежатиме зручність спостереження. Наприклад, у разі застосування окуляра на дуже маленькій відстані від лінзи з'являються неприємні відчуття. Спостереження в зимову пору року можуть призвести до суттєвих пошкоджень очної рогівки, і навіть її обмороження.Якщо в лінзу окуляра впиратимуться вії, на просвітлювальному покритті можуть залишатися сліди.
Існує прямий зв'язок між виносом зіниці та величиною фокусної відстані. Враховуючи, що існує подібна проблема, інженери створюють такі схеми, в яких вихідна зіниця розташовується на комфортній відстані.
Подібні моделі мають фіксований винос зіниці, який не залежить від параметрів фокусної відстані.
Для астрономів-аматорів, які мають дефекти зору, розробники такої техніки рекомендують вибирати телескопи з окулярами, у яких винос зіниці має 20 мм.
Характеристики окуляра
Проаналізуйте основні кількісні (приєднувальні) характеристики окуляра:
- фокусна відстань;
- винос вихідної зіниці;
- Обсяг посадки.
Наприклад, для визначення фокусної відстані використовується математична формула:
тут f'об є фокусною відстанню взятого об'єктива.
Одиницею виміру виносу вихідної зіниці є мм. Обсяг посадки визначається 1.25" чи 2".
Якісні характеристики
Серед важливих факторів, які впливають на якість одержуваного зображення, слід зазначити:
- Рівень світлорозсіювання. При його високому показнику з'являються широкі ореоли навколо зір, що розглядаються, підвищується яскравість фону, знижується контрастність зображення. Від механічних деталей та якості полірування покриття безпосередньо залежить ступінь просвітлення покриття.
- Блокування виникає при неправильних розрахунках, при використанні неякісних покриттів, що просвітлюють. Концентровані відблиски та потоки світла розташовуються навколо яскравих об'єктів, які не потрапляють у поле спостереження.
- Конструкція наглазника повинна повною мірою відсікати стороннє підсвічування, фіксувати положення ока у певному положенні щодо очної лінзи окуляра.
- Надійну механіку, включаючи плавне перемикання кільця, що зумирує, установку запобіжної виточки для закріплення окуляра у фокусері.
- Вага та габарити.
Залишкові аберації сучасного окуляра
Від якості абераційної корекції залежить чіткість зображення, можливість спостерігати дрібні деталі на зоряному небі. Причинами зниження якості зображення фахівці вважають кривизну поля зору, хроматизм, а також астигматизм.
Для всіх окулярів характерний польовий астигматизм, тому краю поля спостереження зірки стають рисками чи хрестиками.
При витягуванні зображень зірок у лінію, спрямовану від центру спостережень, існує меридіональний астигматизм. При перпендикулярному розташуванні – сагітальний варіант.
Для окулярів також характерна польова аберація, яка призводить до фокусування об'єкта в центрі поля розгляду, а по краях воно виглядає розфокусованим. Спроба змінити фокус миттєво призводить до зміни фокусування центру зору.
Вона трохи росте до краю картинки, а в поєднанні з астигматизмом призводить до появи овальних абераційних плям. Результатом хроматизму збільшення є витягування зірки в міру відходу від центру поля зору в хроматичний спектр, центр якого має синє забарвлення.
Дисторсія певною мірою викликає спотворення виду об'єкта, не вносячи змін у контрасті та деталізації картинки. Наприклад, диск планети ближче до країв зору стискується чи витягується. Мабуть, подібний вигляд можна вважати однією з нешкідливих аберацій окулярів.Але при проведенні математичних обчислень реального та теоретичного поля кутового зору з'являтимуться суттєві відмінності.
Справні щодо дисторсії очки називають ортоскопічними. Сферична аберація викликає появу симетричних радіальних ореолів навколо однієї зірки. У багатьох сучасних телескопах поєднується астигматизм і кома поля зору. Між центром та краєм існує залежність знака та величини коми від довжини хвилі. Найнеприємнішим є те, що дві аберації можуть функціонувати одночасно, причому разом із дефектами об'єктива.
Висновок
В даний час зростає інтерес у любителів атрономічних спостережень до телескопів. Якщо в ХХ столітті основним завданням шанувальників зоряного неба було придбання телескопа будь-якого розміру і виду, то в двадцять першому ситуація змінилася докорінно. Тепер любителі астрономії можуть вибирати оптику найвищої якості, що гарантією якісних досліджень.