В учебных лабораториях наиболее распространены
биологические микроскопы МБР-1 (МБИ-1) и М-11 (М-9), приведенные на
рисунке 1. Они дают увеличение от 56 до 1350 раз.
Рис.1. Общий вид
биологических микроскопов:
А – микроскоп
М-11; Б – микроскоп
МБР-1; 1-окуляр;
2-тубус; 8 – тубусодержатель; 4 – кремальера грубой
наводки; 5 – микрометрический винт; 6 – основание
штатива; 7 – зеркало; 8 – конденсор и ирисовая
диафрагма; 9 – подвижный предметный столик; 10 –
револьвер с объективами.
В каждом микроскопе независимо от конструкции можно различить
оптическую и механическую части.
Оптическая
часть, являясь главной в микроскопе, состоит из
объективов,
сменяемых окуляров и осветительного устройства. При помощи объектива,
состоящего из системы 5-7 линз, получают сильно увеличенное,
действительное, обратное изображение исследуемого объекта (или его
части) и при помощи окуляра, как через лупу, рассматривают это
изображение. Окуляр состоит из системы 2-3 линз и дополнительно
увеличивает изображение объекта без добавления тонких деталей. Обычно
микроскопы имеют три объектива, дающие увеличение в 8, 40 и 90 раз.
В соответствии с этим на объективе поставлена цифра 8, 40 или 90.
Аналогично и на окулярах поставлены цифры их увеличения. Чаще всего
употребляют окуляры с увеличением 7, 10 и 15 раз (соответственно этому
ставят обозначения 7 Х , 10 Х и 15 Х). Общее увеличение микроскопа
можно определить, если умножить увеличение объектива на увеличение
окуляра. Например, при окуляре 10 Х и объективах 8 и 40 мы будем иметь
увеличение микроскопа 8 Х 10 = 80 раз и 40 Х 10 = 400 раз, а при
окуляре 15 Х и объективах 8 и 40 – соответственно в 120 и 600
раз. Размеры поля зрения микроскопа ограничены специальной диафрагмой,
находящейся внутри окуляра между его линзами. Поэтому при малых
увеличениях микроскопа мы будем видеть общую картину объекта, а при
больших увеличениях – центральный участок рассматриваемого
объекта. На объективах ставят не только цифры, показывающие их
собственное увеличение, но и цифры (0,20; 0,65; 1,25), обозначающие их
численную (нумерическую) апертуру. Чем больше нумерическая апертура
объектива, тем выше его разрешающая способность и тем больше тонких
деталей можно увидеть в изучаемом объекте. Иногда бывает и третья
цифра, характеризующая толщину покровного стекла, на которую рассчитан
объектив.
Нумерическая апертура объектива (NA) – это величина,
характеризующая светособирающую способность объектива. Под разрешающей
способностью объектива микроскопа (d) понимают тот наименьший диаметр
частицы, которую можно увидеть в микроскоп d = λ / 2NA, где
λ – длина волны световых лучей, NА –
нумерическая апертура объектива.
Для занятий достаточно употреблять два увеличения: слабое (56-80 раз) с
объективом 8 и сильное (400-600 раз) с объективом 40.
Осветительное устройство состоит из подвижного зеркала, ирисовой
диафрагмы, конденсора и двух матовых стекол (обычного и синего). Оно
служит для направления света на препарат (объект), установки
оптимального освещения объекта и регулировки силы освещения. Зеркало
имеет две поверхности – плоскую и вогнутую. Иногда
рекомендуют применять вогнутую поверхность зеркала при слабых
источниках освещения, а плоскую поверхность при сильных источниках
освещения. Однако эта рекомендация ошибочна, так как совершенно не
учитывает принцип освещения объектов в современных микроскопах, имеющих
конденсор. Вогнутое зеркало следует применять только при снятом
конденсоре микроскопа, а во всех остальных случаях для правильного
освещения изучаемого объекта следует применять плоское зеркало.
Лучи света, падающие от окна или от электрической осветительной лампы,
зеркало направляет в отверстие диафрагмы через конденсор, состоящий из
системы 2-3 линз, на изучаемый препарат. В простейшем препарате
изучаемый объект помещен в капле воды на специальном предметном стекле
(толщиной 1-1,5 мм) и накрыт покровным стеклом (толщиной 0,12-0,20 мм).
Ирисовая диафрагма служит для изменения ширины светового потока,
направляемого зеркалом через конденсор на препарат, в соответствии с
диаметром фронтальной линзы объектива. Для этого при рассмотрении
препарата вынимают окуляр и, глядя в тубус микроскопа, уменьшают
отверстие диафрагмы конденсора до появления ее краев на светлом фоне
фронтальной линзы объектива. При этом пучок света, проходящий через
диафрагму, становится примерно равным тому, который может пропустить
фронтальная линза объектива. Использовать диафрагму для иных целей не
рекомендуется, так как это может ухудшить качество изображения объекта.
Конденсор можно передвигать специальной кремальерой, и это позволяет
установить оптимальное освещение препарата (то есть сфокусировать
световой пучок на объекте) при различной толщине предметного стекла.
Обычное положение конденсора самое верхнее, и не следует перемешать его
вниз для регулировки силы освещения объекта.
Регулируют освещение в микроскопе матовыми стеклами (белое или синее),
которые вкладывают в специальную откидную оправу, находящуюся под
ирисовой диафрагмой конденсора.
К механической части
микроскопа относятся: подставка микроскопа
(основание штатива – башмак); шарнир (отсутствует в
микроскопах МБР-1 и МБИ-1); тубусодержатель дугообразной формы;
кремальера (винт с зубчаткой и зубчатой рейкой) перемещения конденсора
и диафрагмы; подвижный предметный столик с отверстием в средней части,
двумя пружинящими зажимами (клеммами), двумя винтами для перемещения
столика и стопорным винтом; кремальера перемещения тубуса микроскопа
(винт грубой наводки); коробка микромеханизма и связанный с ней
микрометрический винт; тубус (труба) микроскопа; револьвер с тремя или
четырьмя гнездами для ввинчивания объективов.
Поворотом револьвера быстро сменяют объективы. В верхнюю часть тубуса
вставляют один из окуляров. Шарнир, соединяющий тубусодержатель с
подставкой, позволяет нам устанавливать удобный угол наклона тубуса
микроскопа М-11 (М-9). В микроскопе МБР-1 (МБИ-1) тубус установлен с
постоянным углом наклона. Зажимы служат для закрепления препарата над
отверстием в столике. Винт грубой наводки предназначен для грубого
перемещения тубуса микроскопа и обычно используется при малом
увеличении (8). Микрометрическим винтом пользуются при больших
увеличениях микроскопа (объективы 40 и 90) для изучения всей толщины
объекта; его не следует поворачивать в ту или другую сторону более чем
на один поворот во избежание порчи тонкого микрометрического механизма.
Перед началом работы метка на неподвижной части тубусодержателя
микроскопа должна находиться между двумя черточками подвижной части
коробки микромеханизма (метки нанесены сбоку), а метка на
микрометрическом винте должна стоять против цифры
«ноль» на шкале винта. Микромеханизм перемещает
тубус микроскопа вместе с механизмом грубой подачи.
Нужно бережно обращаться с микроскопом. Переносят его с места хранения
на рабочее место обеими руками: одной рукой берут за тубус, а другой
поддерживают за основание. Никогда не следует применять силу при
заедании револьвера или одной из кремальер. Все части микроскопа нужно
поддерживать в чистоте, оберегать от соприкосновения с химически
активными жидкостями (кислота, щелочи, органические растворители).
Нельзя прикасаться пальцами к линзам объектива, окуляра и конденсора. В
случае загрязнения их протирают чистыми хлопчатобумажными тряпочками
(сухими, или смоченными водой, или увлажненными бензином, или смесью
спирта с эфиром). После окончания работы микроскоп следует накрывать
колпаком, непроницаемым для пыли (из полиэтиленовой пленки или плотной
материи). Ремонтировать, чистить и смазывать микроскоп может только
опытный мастер.
