Студенческая научная лаборатория кафедры гистологии ДГМА - Лабораториум
 home главная · контакты · форум · книги  
    

Поляризационно-интерференционный микроскоп BIOLAR
(Техническое описание и инструкция по эксплуатации)

← Ранее: Введение. Далее: Раздел 2. Описание конструкции специальных элементов микроскопа

Раздел 1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

  1. Принцип действия поляризационно-интерференционного микроскопа с одной двупреломляющей призмой
  2. Принцип действия поляризационно-интерференционного микроскопа с двумя двупреломляющими призмами

1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО МИКРОСКОПА С ОДНОЙ ДВУПРЕЛОМЛЯЮЩЕЙ ПРИЗМОЙ

Схема оптической системы и общий принцип действия поляризационно-интерференционного микроскопа представлены на рис. 1. Основной частью, отличающей этот микроскоп от обыкновенного биологического микроскопа, является поляризационно-интерференционная система, состоящая из дву преломляющей призмы W1, поляризатора Р, анализатора А и щелевой диафрагмы D или соответствующего кварцевого компенсатора. Двупреломляющая призма W1 является призмой специального вида типа Волластона. Она помещена за объективом Ob и может перемещаться как в параллельном так и в перпендикулярном направлениях по отношению к оси тубуса микроскопа. Действие этой призмы заключается в раздвоении падающего на неё светового пучка на два пучка: обыкновенный и необыкновенный, а также в создании соответственного фазового сдвига между этими пучками. Угловое раздвоение ε лучей тем больше, чем больше преломляющий угол φ двупреломляющей призмы.

Схема оптической системы поляризационно-интерференционного микроскопа Biolar

Рис. 1. Схема оптической системы поляризационно-интерференционного микроскопа с одной двупреломляющей призмой: Z — источник света, Kol — коллектор, Dp — диафрагма поля, Р — поляризатор, D — щелевая диафрагма, S — щель, К — конденсор, В — - препарат, Ob — объектив, W1 — двупреломляющая призма, А — анализатор, ND — бинокулярная насадка, Ok — окуляр, MP — вспомогательный микроскоп, E — окуляр, L — объектив (пояснение остальных обозначений находится в тексте).

Задачей поляризатора Р и анализатора А является линейная поляризация света. Это обыкновенные поляризационные фильтры (поляроиды). Их можно поворачивать вокруг оси, параллельной направлению прохождения света в микроскопе. Поляризатор Р находится в осветляющей части микроскопа под конденсором, а анализатор А между двупреломляющей призмой и окуляром.

Система, состоящая из поляризатора Р и анализатора А, а также помещенной между ними двупреломляющей призмой W1, создает в проходящем свете систему прямолинейных интерференционных полос, причем интенсивность этих полос будет максимальной, если плоскости поляризации поляризатора Р и анализатора А установлены по отношению к себе перпендикулярно или параллельно и составляют угол 45° с преломляющей гранью двупреломляющей призмы W1 (грань, находящаяся при угле φ, перпендикулярная к плоскости рис. 1).

Эти полосы находятся внутри призмы W1 или на некотором расстоянии ниже её, т.е. там, где находятся точки С разветвлений световых лучей. Расстояние h между полосами постоянное вдоль всей длины призмы и выражено формулой h = λ / ε (1), где λ — длина световой волны.

Щелевая диафрагма D находится в фокусе конденсора К, причем щель S установлена параллельно преломляющей грани двупреломляющей призмы W1. Щель S вместе с конденсором К составляет коллиматор, из которого выходят параллельные пучки когерентного света, поддающегося интерференции в плоскости изображения микроскопа.

Интерференционные полосы в этой плоскости появляются только при соответственно суженной щели S, тогда как интерференционные полосы в выходном зрачке объектива Ob, оговоренные выше, появляются при любой ширине щели.

Пусть исследуемый фазовый объект В (рис. 1) имеет форму, например, узкой полоски с толщиной t. Этот объект изотропный, совершенно прозрачный, а его коэффициент преломления п отличается от коэффициента преломления n1 окружающей среды (пусть например n > n1). Тогда плоская световая волна Σp выходящая из конденсора K, предварительно линейно споляризованная поляризатором P, подвергается, в пространстве занимаемом объектом В, запаздыванию по фазе, принимая форму волны 2. Эта волна попадает в объектив Ob и затем раздваивается двупреломляющей призмой W1 на волны: обыкновенную и необыкновенную, взаимно споляризованные в перпендикулярных плоскостях. Из этих волн анализатор А пропускает только те составляющие, которые являются параллельными его собственному направлению световых колебаний.

Следовательно, после прохода световых лучей через анализатор А получаем две волны: обыкновенную Σ'0 и необыкновенную Σ'e, линейно споляризованные в параллельных по отношению к себе плоскостях. Эти волны могут взаимно интерферировать и в результате их суперпозиции в плоскости изображения микроскопа появляется, в общем, интерференциальное изображение в виде прямолинейных интерференционных полос, искаженных в противоположных направлениях в месте появления обыкновенного B'0 и необыкновенного В'e, изображений объекта В (рис. 2).

Изображение узкой полосы в интерференционном поле полос

Рис. 2. Изображение узкой полосы в интерференционном поле полос: В'0 — обыкновенное изображение, В'е — необыкновенное изображение, h' — межполосное расстояние, d — отклонение интерференционных полос

Интерференционное изображение, появляющееся в плоскости изображения микроскопа, можно интерпретировать как суперпозицию плоской волны Σp и волны Σ', которая в пространстве одного изображения исследуемого объекта является опережающей по фазе, а в пространстве второго изображения — запаздывающей по фазе. Можно это себе представить таким образом, как будто мы посредством обыкновенного интерферометра наблюдаем два предмета с оптической толщиной, соответственно, t(n1 — n) и —t(n1 — n), раздвинутые по отношению к себе на расстояние r = l ε / G (2), где l является расстоянием между точкой расхождения световых лучей и плоскостью изображения микроскопа (l=CB'), ε — угол расхождения, выраженный в радианах, G — увеличение объектива микроскопа. Получаемое таким образом интерференционное изображение аналогично общеизвестным интерференционным фигурам равной толщины, появляющимся на воздушном клине, с той только разницей, что в этом случае получаем два раздвинутых изображения одного и того же объекта, причем отклонение интерференционных полос в этих изображениях выступает в противоположных направлениях.

Во многих случаях исследований такая ситуация очень выгодна, потому что, измеряя двойное отклонение полос 2d (рис. 2), получаем большую точность измерения разности оптического пути. При применении монохроматического света получается интерференционное изображение в виде перемещающихся темных и светлых полос.

При скрещенных поляризаторе Р и анализаторе А, темные полосы появляются в тех местах, где разность оптического пути между интерференционными волнами Σ0 и Σ'е равна нулю или равна полной кратности длины волны I примененного света; при параллельных же поляризаторе и анализаторе темные полосы пробегают в тех местах, где разность оптического пути между этими волнами равна нечетной кратности λ/2. В случае применения белого света, интерференционные полосы окрашены, за исключением нулевой полосы при скрещенных поляризаторе и анализаторе, причем по мере возрастания порядка интерференции они становятся все менее интенсивными и в конце концов исчезают (рис. 45).

Интерференционное поле полос в белом свете

Рис. 45. Интерференционное поле полос в белом свете вместе с раздвоенным изображением волокна канадского бальзама, погруженного в кедровом масле (двупреломляющая призма № 2, объектив с увеличением 10x).

Представленный выше метод, который в дальнейшем будет называться методом интерференционных полос, особенно годится к исследованиям об особенных объектов, а также небольших отдельных объектов, которых изображения могут быть раздвоены по крайней мере в 50%.

При этом удлиненные предметы, как-то: волокна, тонкие пояски или грани, советуется устанавливать более или менее под углом в 45° к направлению интерференционных полос (рис. 2).

Измеряя расстояние между полосами h' и смещение полос d, а также зная коэффициент преломления n1 окружающей среды, можно определить коэффициент преломления n, исследуемого объекта, если известна его толщина t, или же толщина t, если известен коэффициент преломления n. Применяя две иммерсионные жидкости с известными коэффициентами преломления n1 и n, можно одновременно определить t и n. Это положение более точно оговорено в дальнейшем в разделе 6.

Интерференционное изображение полос в плоскости изображения микроскопа получается только тогда, когда плоскость локализации интерференционных полос двупреломляющей призмы W1 не совпадает с фокусом F'ob объектива Ob микроскопа. Если двупреломляющую призму будем приближать к объективу Ob, то интерференционные полосы все более и более расширяются в плоскости изображения микроскопа, переходя в широкие полосы, и наконец, получается однородное поле. Такие условия появляются тогда, когда точка раздела световых лучей точно совпадает с фокусом F'ob объектива. В таком случае, фронтальные поверхности волны Σ'o и Σ'е не пересекаются и не наклонны по отношению к себе, как это имеет место в случае прежде описанного метода интерференционных полос, но являются взаимно параллельными (рис.3). Разность оптического пути ψ за пределами пространства, где появляются раздвоенные изображения В'o и В'e объекта В, не изменяется теперь непрерывно, но является постоянной величиной. В результате, фон поля зрения микроскопа представлен в виде однородного цвета, а наблюдаемый объект в виде изменения этого цвета в месте появления раздвоенных изображений В'o и В'e или изменения яркости при условии применения монохроматического света. Яркость поля зрения зависит при этом от разности оптического пути у между волнами Σ'o и Σ'e. При скрещенных поляризаторе и анализаторе, фон поля зрения будет максимально темным, если разница оптического пути ψ равна нулю или полной кратности длины волны λ примененного света. Наоборот, для разности оптического пути ψ равной нечетной кратности λ/2 поле зрения будет максимально светлым. Для промежуточных значений яркость поля будет соответственно изменяться. При параллельно установленных поляризаторе и анализаторе ситуация меняется: минимальное затемнение поля зрения получаем для ψ = mλ (m = 0; 1; 2...), а максимальное для ψ = m λ/2 (m = 1; 3; 5).

Рис.3

При применении белого света, вместе с изменением разности оптического пути ψ, имеем дело в общем, не с изменениями яркости, но с изменением цвета. Интерференционные цвета для разных оптических путей ψ, как при скрещивающихся так и при параллельно установленных поляризаторе и анализаторе, приведены в таблице 1. Итак, например, для ψ = 0, в случае скрещенных поляризатора и анализатора, получаем темный цвет, который затем, по мере возрастания ψ, переходит в серый цвет, белый цвет и в различные оттенки желтого и красного цветов. Для ψ=565 им появляется т.н. чувствительный цвет первого интерференционного порядка. Это пурпурный цвет, характеризующийся тем, что быстро переходит в красный или фиолетовый цвет, если разность оптического пути ψ подвергнется незначительному изменению. Таким образом, получаем большой скачок цвета, при незначительном изменении разности оптического пути. В случае параллельной установки поляризатора и анализатора, чувствительный цвет первого порядка появляется для ψ = 280 им.

Значение разности оптического пути ψ, между интерферирующими волнами Σ'o и Σ'e, зависит от того, в каком месте двупреломляющей призмы W1 (рис. 1) проходит свет. Передвигая эту призму в направлении перпендикулярном к оси микроскопа (это направление на рис. 1 обозначено стрелкой p), можно главным образом изменять разность оптического пути ψ и тем самым, яркость или цвет фона поля зрения микроскопа и изображений наблюдаемых объектов.

Это дает возможность соответственного подбора условий наблюдения в цветовом интерференционном контрасте, а также делает возможным выполнение измерения разности оптического пути Ф, вызванной исследуемым объектом.

Чтобы это выяснилось более точно допустим, что наблюдение производится с белым светом и при установке двупреломляющей призмы на чувствительный цвет первого порядка (скрещенные поляризатор и анализатор). В таком случае фон поля зрения микроскопа (зона a, b, c на рис. 3) будет пурпурным. Зато, в тех местах поля зрения, где появляется обыкновенное В'o и необыкновенное В'e изображение рассматриваемого объекта В, цвет будет иной, потому что в В'o разность оптического пути ψ между интерферирующими волнами Σ'0 и Σ'e является меньшей, а в В'е — большей на величину разности оптического пути Ф, вызванной исследуемым объектом B. Следовательно, при изображении В'o разность оптического пути ψ = (560-Ф) нм, а при изображении В'e ψ = (560 + Ф) нм.

Пусть, например Ф = 100 нм, тогда в В'o разность оптического пути ψ = 460 нм, а в В'е ψ = 660 нм. Как видно из таблицы интерференционных цветов изображение В'o будет окрашено в оранжевый цвет, а изображение В'e, в голубой. Для ψ = 0 (при скрещенных поляроидах), т.е. при установке двупреломляющей призмы на темный цвет, оба изображения будут окрашены одинаково в лавандо-серый цвет. При установке двупреломляющей призмы на другой цвет фона поля зрения, раздвоенные изображения принимают конечно иной цвет. Следовательно, устанавливая двупреломляющую призму на разные цвета фона поля зрения и оценивая изменение цвета в раздвоенных изображениях исследуемого объекта можно затем определить разность оптического пути Ф этого объекта по отношению к окружающей среде.

Вышеописанный метод, хотя во многих случаях совершенно достаточный и может давать хорошие результаты, является однако в большой степени субъективным. Поэтому в поляризационно-интерференционном микроскопе применен более объективный метод измерения разности оптического пути, который в то же время прост в употреблении и гарантирует большую точность измерений. Он состоит в том, чтобы довести окраску обыкновенного изображения, или необыкновенного изображения, до исходной (эталонной) окраски фона поля зрения и одновременно измерять поперечное передвижение двупреломляющей призмы. Для этого лучше всего употреблять темный цвет нулевого порядка интерференции (при скрещенных поляризаторе и анализаторе). Более наглядно поясняет это рис. 4. Неличиной, которую мы желаем измерить, является разность оптического пути Ф вызванная наблюдаемым объектом. Допустим, что двупреломляющая призма сначала установлена на темный фон поля зрения (рис. 4а). Пусть этой установке отвечает p0 двупреломляющей призмы (это как бы нулевое положение). При перемещении двупреломляющей призмы в поперечном направлении по отношению к этому положению, в одном или другом направлении, поверхности волн раздвигаются, причем либо обыкновенная волна Σ'0 опережает по фазе необыкновенную волну Σ'e либо необыкновенная волна Σ'е опережает по фазе обыкновенную волну Σ'0. Когда разность оптического пути ψ между волнами Σ'0 и Σ'е за пределами В'0 и В'е сделается равной разности оптического пути Ф, вызванной рассматриваемым объектом, то либо обыкновенно изображение В'0 (рис. 4b) либо необыкновенное изображение В'е (рис. 4с) принимают темный цвет, т.е. такой цвет, какой прежде (рис. 4а) имел фон поля зрения. Пусть установке на максимальное затемнение одного или второго изображения отвечает положению p1 двупреломляющей призмы. Тогда, разность оптического пути Ф будет равна: Ф = (p1-p0)ψp (3), где ψр является разностью оптического пути между волной Σ'0 и Σ'е, отвечающей единичному поперечному передвижению двупреломляющей призмы.

Рис.4.

Можно легко убедиться в том, что ψp = λ / h (4).

Производя отсчет положения р1 и р2 призмы, при которых одно, а затем второе изображение исследуемого объекта принимают максимально темный цвет, определяем двойное значение Ф: 2Ф=(р2-р1)ψp (5), что увеличивает точность измерения.

В случае исследования объектов с изменяющейся толщиной или С изменяющимся коэффициентом преломления, разность оптического пути ψ в зонах раздвоенных изображений не является постоянной, а изменяется (рис. 5).

В связи с этим будем соответственно изменяться также цвет или яркость отдельных мест изображения. По изменению цвета можно судить о изменении разности оптического пути в предмете, или наоборот, затемняя отдельные части изображения можно определить разность оптического пути в каждой точке исследуемого объекта.

Рис.5.

До сих пор рассматривался только случай полного раздвоения обоих (обыкновенного и необыкновенного) изображений исследуемого объекта. Ситуация несколько меняется, когда изображения не разделены полностью и частично находят на себя. Разница заключается в том, что в зоне совпадания изображений отсутствует изменение цвета (или яркости фона поля зрения), если исследуемый предмет изотропный и оптически однородный. Поясняет это рис. 6.

Рис.6.

Окраска фона поля зрения (зона а, е) и зоны с, где изображения В'0 и В'с находят на себя, такая же самая, потому что разность оптического пути ψ в этих пространствах одинакова.

Цвет изменяется только в пространствах b и d, где изображения раздвоены. Условия в этих пространствах такие же самые как в случае полного раздвоения и только здесь можно производить измерение разности оптического пути ψ, вызванной исследуемым объектом.

Представленный выше метод, который в дальнейшем будет называться методом однородного цвета с большим раздвоением изображения, особенно хорошо годится для исследования отдельных объектов (клеток, бактерий небольших микроорганизмов), тонких однородных слоев и пленок, мелких кристаллов и пр.

Особо интересный вариант метода однородного цвета в поляризационно-интерференционном микроскопе представляет собой т.н. дифференциальный метод, при котором поперечное раздвоение интерферирующих волн очень невелико, порядка разрешающей способности объектива микроскопа.

Рис.7.

Этот метод может быть пояснен самым лучшим образом на примере сравнительно просторного объекта, отличающегося мягким уменьшением разности оптического пути, например, капли жидкости, помещенной на предметном стекле микроскопа (рис. 7а). Если коэффициент преломления п этого объекта больше коэффициента преломления n1 окружающей среды, то фронтальные поверхности интерферирующих волн Σ'0 и Σ'e принимают форму, представленную на рис. 7b. Как видно, разность оптического пути между волнами Σ'0 и Σ'e является постоянной только за пределами изображения рассматриваемого объекта в пространстве a и d, где цвет однороден. В пространстве изображения разность оптического пути не является постоянной и изменяется непрерывным образом. Следовательно и окраска изображения непрерывно изменятся. При симметричном изменении оптического пути в рассматриваемом объекте, отдельные цвета в его изображении изменяются симметрично по отношению к цвету фона, причем центральная часть изображения имеет такой же цвет как фон поля зрения.

Основной особенностью, отличающей этот метод от прежде описанных методов, является то, что разность оптического пути ψ в интерференционном изображении не выражает непосредственно разности оптического пути Ф в объекте, но только лишь падение этой разности в направлении раздвоения изображений. Для более точного представления необходимо применение математических формул.

С этой целью, в пространстве предмета В (рис. 8а) принимает систему перпендикулярных координат х, у, причем ось х направлена по направлению к раздвоению изображения (т.е. перпендикулярно к преломляющей грани двупреломляющей призмы W1), ось у проходит через вершину Я предмета В. Примем теперь во внимание произвольное место x1 объекта B.

Рис.8.

Изменение оптического пути dФ в объекте В при изменении координатаx на dx составляет: dФ = (n1-n)dy (6).

Как видно из рис. 8а: dy/dx = tg α (7), где α является углом между касательной в точке (х1, у1,) и осью х. Следовательно:

dФ = (n1—n)tg a · dx (8), или dф/dx = (n1-n)tg α (9).

С другой стороны dФ /dx = tg β (10), где β является углом между касательной к волновой поверхности в месте x1 (после прохода света через объект (В) и осью х (рис. 8b).

Разность оптического пути ψ между раздвоенными волнами Σ'0 и Σ'е в изображении рассматриваемого места предмета, как это видно на рис. 8с, равна:

ψ =r • tg β (11), где r является поперечным раздвижением интерферирующих волн Σ'0 и Σ'е.

Соединяя формулы (10) и (11) получаем следующую зависимость: dФ / dx = ψ / r (12).

тангенс альфа

Как видно из вышеизложенного, разность оптического пути ψ в дифференциальном интерференционном изображении равна произведению градиента разности оптического пути dФ/dx и раздвоения r. Приравнивая выражения (9), (10) и (11) получаем формулу, из которой может быть определен угол касания α: tg α = ψ / (r(n1-n)) (13)

Следовательно, измеряя разность оптического пути ψ в произвольном пункте изображения, можно определить угол касания α в соответствующем пункте объекта, если известна разность коэффициентов преломления n1-n. Производя измерения разности оптического пути ψ в нескольких точках, можно определить профиль объекта вдоль произвольного сечения. Зная профиль объекта или угол в каком-нибудь месте этого объекта, является возможным определить разность коэффициента преломления n1—n или один из этих коэффициентов, если второй известен. Производя измерения в двух разных иммерсионных средах с известными коэффициентами преломления n1, n2 можно одновременно определить угол а и коэффициент преломления п. В таком случае, мы имеем в своем распоряжении два уравнения типа формулы (13), из которых определяется коэффициент преломления n и tg а. Если одна поверхность рассматриваемого объекта будет плоской, а другая сферической, то кроме этого, можно определить радиус кривизны R этой поверхности, если измерим угол α и расстояние х между вершиной сферы и точкой, в которой выполнено измерение разности оптического пути ψ:

R = x (sqrt(1+tg^2 α)) / (tg α)  (14).

В случае, если объект является шариком с известным радиусом кривизны R, то один из коэффициентов преломления n и n1 может быть из формулы (13) и (14) определен, при условии, что известен второй.

Разность оптического пути ψ в изображении исследуемого объекта можно оценить на основании изменения цвета или точно измерить посредством прежде описанного метода затемнения данного места изображения, измеряя величину производимого при этом поперечного перемещения двупреломляющей призмы. Способ проведения измерения более обширно представлен в разделе 5.

Как видно из вышеизложенного, дифференциальный метод предоставляет значительно больше возможностей измерений, чем метод однородного цвета с большим раздвоением изображения. Но не только в этом заключается превосходство этого метода. Кроме многочисленных возможностей выполнения количественных измерений он предоставляет также чрезвычайно интересные возможности качественных исследований. Связано это с тем, что дифференциальное интерференционное изображение отличается большой пластичностью пространственностью) и верностью воспроизведения, лишено вредных окаймлений ("гало") и иных нежелательных эффектов типичных для фазового контраста, и дает значительно больше информации о форме, структуре и виде разных объектов (как фазовых, так и амплитудных), чем фазовый контраст.

2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО МИКРОСКОПА С ДВУМЯ ДВУПРЕЛОМЛЯЮЩИМИ ПРИЗМАМИ
(применение поляризационно-интерференционных объективов)

Сфера применения поляризационно-интерференционного микроскопа с одной двупреломляющей призмой в случае использования метода однородного цвета с большим раздвоением изображения (призма № 3) ограничивается исследованиями объектов, имеющих сравнительно небольшие поперечные размеры небольших биологических клеток и тонких волокон или таких удлиненных препаратов, которые отличаются крутыми краями и однородны в отношении разности оптического пути.

Значительно большее раздвоение изображения в интерференционном однородном поле получается при замене обыкновенных объективов, входящих в комплект микроскопа, объективами с большим раздвоением изображения (поляризационно-интерференционные объективы).

Схема оптической системы поляризационно-интерференционного микроскопа

Рис. 9. Схема оптической системы поляризационно-интерференционного микроскопа с двумя двупреломляющими призмами Р — поляризатор, D — диафрагма конденсора со щелью S, К — конденсор, П — предметная плоскость микроскопа, Ob — объектив, — вращающая, двупреломляющая призма, W1 — двупреломляющая призма, передвигающаяся в вертикальном направлении "w" и горизонтальном "p", А — анализатор, ND — бинокулярная насадка, Ok — окуляр, MP — вспомагательный микроскоп, L — объектив, Е — окуляр (пояснения остальных обозначений находятся в тексте).

Введение объективов с большим раздвоением изображения в систему микроскопа создает поляризационно- интерференционный микроскоп, которого схема представлена на рис. 9.

Призма W1 (в интерференционной головке) и W2 (в объективе) вместе со скрещенными или установленными параллельно поляроидами Р и А и щелью S, помещенной в фокусе конденсатора K и установленной параллельно преломляющей грани призмы W1, представляют собой как бы двойной поляризационный интерферометр. Призма W2 со сравнительно большим преломляющим углом находится непосредственно за последней линзой объектива Ob и может вращаться вокруг его оси, причем плоскость H2 в которой помещаются интерференционные полосы этой призмы, совпадает с фокусом F', объектива Ob. В то же время двупреломляющая призма W1 имеющая значительно меньший преломляющий угол φ1 находится в интерференционной головке.

Вращательное движение призмы W2 служит изменению величины раздвоения изображения, а именно, если эта призма установлена так, что её преломляющий угол φ2 направлен также как преломляющий угол φ1 призмы W1, то получается максимальное раздвоение r изображения, являющееся суммой раздвоений r1 и r2, даваемых каждой призмой в отдельности.

Напротив, если призма W2 установлена так, что её преломляющий угол φ2 направлен в противоположном направлении по отношению к преломляющему углу φ1 призмы то получаем результирующее раздвоение r изображения равное разности раздвоений r2 и r1.

В промежуточном положении, когда преломляющая грань призмы W2 находится под углом 45° по отношению к преломляющей грани призмы W1, получаем результирующее раздвоение r равное раздвоению r1 которое дает только призма W1. Система в таком случае сводится к системе, представленной на рис. 1.

Таким образом, поворачивая призму W2 вокруг оси объектива Ob получаем три разные величины раздвоений изображения: r2+r1; r; r2-r1.

Следовательно, в зависимости от ширины исследуемого предмета, можно быстро подбирать соответствующее раздвоение изображения без необходимости замены объектива или двупреломляющей призмы, как это имеет место при поляризационно-интерференционном микроскопе с одной только двупреломляющей призмой. Получаемые при этом максимальные значения раздвоений при объективах с разными увеличениями могут быть в несколько раз больше, что создает возможность проведения измерений разности оптического пути на растянутых объектах, широких биологических клетках и даже на биологических срезах.

В случае применения призмы с интерференционными полосами № 2 (W1) и при противоположной установке призмы W2 по отношению к ней (φ1 направлен в противоположном направлении по отношению к φ2), получаем поле с интерференционными полосами с дифференциальным раздвоением изображения. Эта возможность недопустима при системе с одной двупреломляющей призмой. Передвигая призму с интерференционными полосами № 2 в вертикальном направлении можно получить незначительные разницы раздвоений изображения, вызываемых одной и другой призмой, и тем самым, в зависимости от ширины исследуемого объекта и существующего в нем градиента разности оптического пути, можно подбирать оптимальные условия наблюдения и измерений.

Метод дифференциальной интерференции с полосатым полем особенно пригоден при измерении двойного лучепреломления волокна и двупреломляющих плёнок, в особенности плёнок, которые характеризуются мелкими местными неоднородностями.

Поворачивая призму W2 на 180° так, чтобы направление её преломляющего угла φ2 совпадало с направлением преломляющего угла призмы с интерференционными полосами № 2, получаем большое раздвоение изображения, позволяющее измерять разность оптического пути, как изотропных так и анизотропных объектов, а также определение их толщины, коэффициентов преломления и иных физических величин.

Имея в своем распоряжении комплект объективов с двупреломляющими призмами W2 можно проводить микроскопические исследования, используя четыре интерференционных метода, а именно:

  1. метод однородного интерференционного цвета с большим (изменяющимся) раздвоением изображения (призмы № 3 и 1),
  2. метод дифференциальной интерференции в однородном интерференционном поле (призма № 1),
  3. метод интерференционных полос с большим (изменяющимся) раздвоением изображения (призма № 2),
  4. метод дифференциальной интерференции в полосатом поле (призма № 2).
 
← Ранее: Введение. Далее: Раздел 2. Описание конструкции специальных элементов микроскопа
 
© PZO — Polskie Zakłady Optyczne, 1976

Комментарии

Ваши сообщения, дополнения, отзывы, объявления.
Внимание спамерам: все ссылки публикуются через редирект (рефер) и не индексируются!
Ваш ip адрес записан: 54.81.88.93

nikol
91.197.133.202
03-08-2011
куплю
 очень нужен тринокуляр к микроскопу Biolar PI (Польша)
Николай
nickolaid \"собака\" mail`ru
elen
109.108.240.13
13-11-2011
продам
 Новый (в заводской упаковке) биологический микроскоп Biolar 1DP5AZ
elen.d.1@mail.ru
 
  для других приборов - пользуйтесь нашим форумом).
Оставьте Ваши контактные данные здесь:
 
 © 2008-2016, Laboratorium.dp.ua — документация на лабораторное оборудование. © Dr. Andy  
 
 

Авторство

Днепропетровская государственная медицинская академия, кафедра гистологии.
Адрес: 49005, Днепропетровск, ул. Севастопольская, 17 (морфологический корпус ДГМА).
info контактная информация, написать сообщение
Key words: laboratory equipment, microscopy histology, biology.   Ключевые слова: лаборатория, методики, техника, реактивы, описание приборов, инструкции, паспорт, медицина, биология, гистологические исследования, микроскопы.
в каталоге DMOZ! Rambler's Top100