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

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

Далее: Раздел 4. Калибровка двупреломляющих призм →

Раздел 3 ПРИГОТОВЛЕНИЕ МИКРОСКОПА К РАБОТЕ

1. Установка освещения
2. Дифференциальный метод — конденсор со щелевой диафрагмой
3. Метод однородного поля с большим раздвоением изображения
4. Метод полос
5. Дифференциальный метод — конденсор с компенсаторами
6. Применение поляризационно-интерференционных объективов

Точное отрегулирование поляризационно-интерференционного микроскопа является необходимым условием для достижения правильного изображения и получения точных результатов измерения.

Следовательно, приготовление микроскопа для исследований и измерений при применении отдельных методов должно быть выполнено тщательно и без упрощений, в соответствии с приведенными ниже указаниями.

Правильной и наиболее удобной установкой микроскопа является установка, представленная на рис. 16.

Первой манипуляцией является соединение интерференционной головки со штативом микроскопа при помощи зажима 8. Анализатор 16 (рис. 11) должен быть направлен в сторону наблюдателя. Штифт, выстающий из нижней плиты интерференционной головки, должен попасть в приготовленную для него канавку в оправе зажима, делая таким образом поворот интерференционной головки невозможным. Следующей операцией является помещение окулярной насадки 31 в гнезде интерференционной головки и её фиксация зажимным винтом 32.

Конденсор со щелевой диафрагмой 2 помещают в гнезде держателя конденсора 33 (рис. 17) таким образом, чтобы шариковая защелка, находящаяся в нижней части щелевого механизма, была обращена в направлении штатива микроскопа. Конденсор фиксируется в держателе посредством зажимного винта 34 (рис. 17).

Конденсор с компенсаторами 3 (рис. 18) крепится таким же образом, как конденсор со щелевой диафрагмой с той разницей, что следует применять специальный ключик 7 (рис. 18) для того, чтобы сделать возможным зажатие винта 34 (рис. 17).

Очень важна симметрическая установка конденсора по отношению к держателю.

Конденсор с компенсаторами применяется только вместе с дифференциальной призмой (№ 1) и служит только для качественных исследований, при которых очень важно иметь большую апертуру и большое количество света.

Для количественных исследований и измерений следует применять, исключительно конденсор со щелевой диафрагмой, потому что конденсор с компенсаторами благодаря большой апертуре вводить в результаты измерений так называемую "апертурную погрешность".

1. УСТАНОВКА ОСВЕЩЕНИЯ

1.1. После закрепления интерференционной головки и конденсора со щелевой диафрагмой (или конденсора с компенсаторами), следует вкрутить объективы в гнезда объективного револьвера, вставить осветитель 35 (рис. 16) в гнездо, находящееся в основании микроскопа, и вставить соответствующие окуляры в тубусы бинокулярной насадки.

Осветительную лампу подсоединяют через трансформатор к сети с напряжением 220 в переменного тока.

Первой операцией, которую следует выполнить в так приготовленном микроскопе, гарантирующей оптимальные условия наблюдений и измерений, является установка освещения по Келеру (по Кёллеру, Koehler).

Во время проведения этой операции, отдельные элементы микроскопа должны быть установлены следующим образом:

• а) рычаг переключения призм 13 — в положение "0";
• б) анализатор 16 отключен, т.е. установлен в положении, в котором напротив указателя в виде прореза находится точка;
• в) поляризатор 9 отключен от конденсора;
• г) щеки щелевой диафрагмы максимально раздвинуты (что достигается поворотом воротков 17, согласно с направлением стрелок часов — до отказа, или диск конденсора с компенсаторами установлен в положение "0";
• д) затенители 18 максимально раздвинуты перемещением рычагов: переднего вправо, заднего — влево;
• е) конденсор установлен в верхнем положении.

1.2. Освещение по Келеру наиболее удобно наладить, применяя объектив 10х или 20Х.

Последовательность процедуры следующая:

• а) поместить препарат на столике микроскопа, включить освещение и оперируя сначала вращением рукоятки, грубой, а потом точной фокусировки достичь резко видимого изображения препарата,
• б) поворотом кольца 36 (влево до отказа) максимально уменьшить диафрагму поля, а затем передвинуть, поворачивая рукоятку 37 (рис. 17), конденсор в положение, в котором в поле зрения видно изображение кромок диафрагмы поля; в случае, если изображение в поле зрения расположено нецентрально, следует ввести его на середину поля, поворачивая регулировочные винты 38:
• в) расширить диафрагму поля так, чтобы её края открыли полностью поле зрения, дальнейшее её открытие не рекомендуется в связи с возможностью появления неблагоприятных отблесков и падением контрастности изображения;
• г) в место одного из окуляров поместить вспомогательный микроскоп 4 (рис. 16);
• д) смотря через вспомогательный микроскоп, перемещать окуляр 30 до тех пор, пока не получится резкое изображение выходного зрачка объектива (световой кружок, резко выступающий в поле зрения микроскопа);
• е) передвинуть осветлитель 35 с лампой в гнезде основания в положение, в котором в поле зрения вспомогательного микроскопа резко выступает изображение нити накала осветительной лампы:
• ж) колебательным движением патрона 27 лампы установить изображение нити накала центрально в поле зрения вспомогательного микроскопа;
• з) поворачивая рукоятки 17 конденсора со щелевой диафрагмой (рис. 17), установить щеки симметрично по отношению к центру зрачка на расстоянии около 3 до 5 мм, определяемом в кажущемся поле зрения;
• и) замонтировать поляризатор, вдвигая его на направляющие конденсора;
• й) в случае использования конденсора с компенсаторами, вместо операций, описанных в п-ктах: д, е, ж, з — следует, наблюдая снизу плоскость ирисовой диафрагмы конденсора, передвинуть осветительную лампу в гнезде основания таким образом, чтобы получить центральное и резко выступающее изображение нити накала в плоскости ирисовой диафрагмы.

После выполнения вышеописанных операций, можно приступить к самой регуляции, которая выполняется также в зависимости от выбранного метода наблюдения и измерений.

2. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД — КОНДЕНСОР СО ЩЕЛЕВОЙ ДИАФРАГМОЙ

2.1. Установить рычаг 23 (рис. 11) в положение "1".

2.2. Передвинуть препарат (движениями столика) таким образом, чтобы объектив находился за пределами исследуемого препарата, там где нет больших оптических неоднородностей.

2.3. Анализатор 16 установить на значение шкалы "45", а поляризатор на значение "45" или "135" (обозначенное "х"). Смотря во вспомогательный микроскоп 4 (рис. 16) и расширяя немного щель путем поворачивания рукоятки 17 (рис. 17), в выходном зрачке объектива видим широкие интерференционные полосы с темной полосой нулевого порядка и цветными полосами первого, второго и последующих интерференционных порядков.

Система интерференционных полос с темной нулевой полосой создается при скрещенных поляроидах (анализатор 16 установлен на 45, поляризатор 9 на "х"), система со светлой нулевой полосой - при поляроидах, установленных параллельно (анализатор на "45". Поляризатор на "||").

Только при этих положениях поляризатора 9 достигается максимальная интенсивность полос в зрачке объектива и тем самым оптимальный контраст изображения наблюдаемого объекта.

Выбор одной или другой системы интерференционных полос зависит от рода наблюдаемого препарата и конкретных исследовательских заданий пользователя. В нормальных условиях, рекомендуется применять систему полос с темной нулевой полосой.

2.4. Поворачивая воротки 27 (рис. 17), сузить щель так, чтобы её ширина в иоле зрения составляла приблизительно 2 мм, и так её уставить, чтобы её изображение появилось в середине выходного зрачка объектива (наблюдаемого через вспомогательный микроскоп) И чтобы это изображение было параллельно направлению интерференционных полос.

В случае, если изображение щели не является параллельным направлению нулевой полосы, конденсор вместе со щелевой диафрагмой следует немного повернуть в держателе конденсора 33. Винт 34, зажимающий конденсор, следует слегка отпустить, предохраняя выпадение конденсора рукой. После точной установки направления щели завинтить винт крепче. Затем установить ширину щели так, чтобы она из первой цветной полосы (считая от темной нулевой полосы) отделяла только пурпурный цвет. Эту полосу наводим на изображение щели, перемещая двупреломляющую призму при помощи воротка 25 (рис. 16). Затем, затенителями 18 (рис. 17) ограничить длину щели до такой степени, чтобы изображение "вырезаемой" полосы не было длиннее диаметра выходного зрачка объектива.

Взаимная ориентация изображения щели интерференционных полос, находящихся в выходном зрачке объектива и направлений колебаний света в поляризаторе представлена на рис. 19.

2.5. Если щель совпадает точно с пурпурной частью интерференционной полосы, то поле зрения, наблюдаемое через окуляр должно быть тоже полностью окрашено в пурпурный цвет (рис. 46b), т.е. такой же самый, какой "выделяет" щель из интерференционной полосы. В случае, если поле зрения не окрашено полностью в такой цвет и кроме пурпурного цвета появляются соседние цвета (рис. 46а), то из этого следует, что двупреломляющая призма не находится на соответствующем расстоянии от фокуса объектива. В таком случае следует повернуть накатанное кольцо 14 (рис. 16) в одном или другом направлении пока не покажется поле зрения однородно окрашенное в пурпурный цвет. При повертывании кольца 14, двупреломляющая призма может передвинуться немного вбок, в одну или другую сторону, что вызовет исчезновение пурпурного цвета. Цвет этот приводим обратно повертыванием воротка. 15. В этом месте следует обратить внимание на то (особенно при применении объектива 10X), не входит ли изображение нитки накала осветительной лампы в предметную плоскость и не портит ли однородности поля зрения. Если это имеет место, то следует осветительную лампу немного передвинуть в одном или другом направлении, пока не получится, по мере возможности, однородное поле. Неоднородность поля зрения, имеющая свою причину в нитки накала, может быть поправлена посредством матового стекла, которое устанавливается в гнезде основания микроскопа 39 (рис. 16).

Двупреломляющая призма поднимается вверх при повертывании накатанного кольца 14 вправо, а опускается при повертывании влево.

2.6. Ввести препарат движениями столика в поле зрения объектива, пыбрать исследуемый фрагмент и скорректировать резкость изображения механизмом точной фокусировки.

2.7. Вынуть вспомогательный микроскоп 4 и вставить в его место второй окуляр. Передвинуть окулярные трубки тубуса соответственно расстоянию между глазами наблюдателя и скорректировать резкость изображения, смотря сначала только одним глазом в нефокусированый окуляр, а затем поворачивая диоприческое кольцо 40 (рис. 16) подогнать фокусированный окуляр до резкого видения вторым глазом. Это операция, какая нормально выполняется, применяя для наблюдения бинокулярную насадку.

2.8. После выполнения вышеупомянутых операций микроскоп и поляризационно-интерференционное устройство уже приготовлены к проведению наблюдений или измерений, а также к выполнению микорофотографирования. При замене объектива следует проверить, при раздвинутых щеках диафрагмы конденсора и при отключенном анализаторе, установку свещения по пунктам 1, 2 (а, б, в), а также выполнить операции, приведенные в п. п. 2.4. — 2.7.

Имея так установленный микроскоп и однородное поле зрения, окрашенное в пурпурный (чувствительный) цвет первого порядка, автоматически получаем однородное поле зрения в каждом ином интерференционном цвете.

При одном крайнем положении двупреломляющей призмы появляется темное интерференционное поле, а при втором — интерференционный контраст в цветах второго и третьего интерференционного ряда. Устанавливая двупреломляющую призму па темное поле, а чатем перемещая его в обратном направлении получаем интерфереренционный контраст в сером и серозеленом поле (изображение в таком поле до некоторой степени похоже на изображение в фазовом контрасте, однако оно гораздо более пластично и не имеет вредных окаймлений, типичных для фазового контраста), затем появляется светлое поле (изображение фазовых предметов становится мало контрастным или совершенно невидимым) потом выступает желтый цвет (дающий довольно хороший контраст), затем оранжевый, пурпурный (чуствительный), голубой и зеленый.

Между этими цветами выступает целая гамма переходных цветов с разными промежуточными оттенками. Перемещая дальше двупреломляющую призму, попадаем на те же самые цвета второго и третьего интерференционного ряда, однако с немного иным тоном, чем прежние, дающие в общем меньшую контрастность микроскопного изображения. В пределах этих цветов можно, в соответствии с данным препаратом, подобрать наиболее оптимальные условия наблюдения (хорошую контрастность, должную пластичность, и четкость одних или других деталей изображения).

Поворачивая поляризатор 9 (рис. 17) в одном или другом направлении на 90°, т.е. до положений, обозначенных параллельными черточками "II", можно автоматически производить наблюдения при параллельно установленных плоскостях поляризации поляризатора и анализатора 16 (рис. 16). В этом случае темное поле не появляется. Цвета отдельных рядов интерференции схожи с цветами при скрещенных поляризаторе и анализаторе, но имеют немного иной топ, иногда они создают столь же выгодные условия наблюдения. Чтобы быстро сравнить характер изображения, получаемого в поляризационно-интерференционном микроскопе с характером изображения, получаемого в обыкновенном микроскопе (светлое поле), достаточным будет выключить анализатор или повернуть поляризатор па 45° от полажения, обозначенного крестиком "X" или двумя черточками "II".

3. МЕТОД ОДНОРОДНОГО ПОЛЯ С БОЛЬШИМ РАЗДВОЕНИЕМ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Установив микроскоп со щелевой диафрагмой по пункту 2, установить рычаг 13 (рис. 16) в положение "3".

Регулировка микроскопа производится таким же образом как в случае дифференциального метода. После наводки микроскопа на однародное поле, приблизительно в среднем положении двупреломляющей призмы появляется темное поле (при скрещенных поляризаторе и анализаторе). Перемещая призму от этого положения в одном или другом направлении, проходим через целый ряд однородных цветов первого, второго, третьего и следующих интерференционных рядов.

Измерения и наблюдения следует производить как можно ближе середины поля зрения в связи с возможностью возникновения некоторой потери однородности окраски по краям поля.

Следует применять микроскоп, снабженный бинокулярной насадкой.

4. МЕТОД ПОЛОС

4.1. Установить освещение по Келеру (п.1), а затем перевести рычаг 13 (рис. 16) в положение "2".

4.2. Передвинуть препарат (движениями столика) так, чтобы объектив находился за пределами исследуемого препарата, там где изображение не проявляет больших оптических неоднородностей.

4.3. Анализатор установить, как прежде, на значение шкалы "45", а поляризатор на значение шкалы "45" или "135", обозначенное крестиком "X".

4.4. Сильно сузить щелевую диафрагму, заботясь при этом, чтобы она находилась в центральном положении по отношению к оптической оси микроскопа.

Раздвоенное изображение щели, видимое при помощи вспомогательного микроскопа, должно лежать в середине выходного зрачка объектива.

4.5. Смотря в окуляр, наблюдатель должен различать прямолинейные цветные интерференционные полосы (рис. 45) с темной нулевой полосой. Если это не имеет места, то следует переместить двупреломляющую призму в поперечном направлении (посредством рукоятки 15) так, чтобы полосы появились в поле зрения микроскопа.

Затем, при слегка завинченном зажимном винте 34 (рис. 17), повернуть конденсор в гнезде в одном или другом направлении и, поворачивая одну из рукояток 17, так установить ширину щели, чтобы интерференционные полосы получили максимальную четкость и одновременно должную светлоту в поле зрения микроскопа.

4.6. После выполнения этих операций, микроскоп уже приготовлен к наблюдениям в поле полос. При замене объективов следует только соответственно скорректировать ширину щели, апертуру диафрагмы поля и, если окажется необходимым, центровку конденсора. Стоит подчеркнуть, что передвигая двупреломляющую призму вдоль оси микроскопа (поворотом кольца 14) можно до некоторой степени сужать и расширять интерференционные полосы. При верхнем положении двупреломляющей призмы полосы более узки, а при нижнем — более широки.

Рекомендуется производить измерения при самом нижнем положепии двупреломляющей призмы.

Ориентировочные значения постоянной р', которые приведены таблице II, обязывают именно для этого положения. При выполнении точных измерений следует определить значение постоянной p' для каждого отдельного случая.

5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МЕТОД — КОНДЕНСОР С КОМПЕНСАТОРАМИ

5.1. В гнездо подъемника вставить конденсор с компенсаторами. Вдвинуть поляризатор на направляющие конденсора (рис. 13). Конденсор следует установить симметрично по отношению к регулировочным винтам 38 (рис. 17). Зажимный винт 34 затягивается посредством ключика 7 (рис. 18). Анализатор 16 (рис. 16) установлен также как прежде, на значение деления "45", а поляризатор 9 (рис. 17) на значение "45" или "135", обозначенное "X".

5.2. Установить освещение по Келеру в соответствии с п. 1, причем револьверный диск должен находиться в положении "О" (проходное отверстие).

Наблюдение следует производить применяя объектив 10 X.

5.3. Поворачивая револьверный диск 22 (рис. 14) включить в ход лучей компенсатор "10".

5.4. Наблюдая состояние выходного зрачка объектива посредством вспомогательного микроскопа, ввести в зрачок (поворачивая рукоятку 15) пурпурный (чувствительный) цвет первого ряда. Изображение нити накала осветительной лампы, находящейся в зрачке, должно быть заполнено этим цветом. Если этого не наблюдается и кроме пурпурного цвета появляются соседние цвета, то следует повернуть конденсор в держателе подъемника 33 (рис. 17) в одном или в другом направлении.

Поворот следует выполнять слегка отпуская зажимный винт 34 и придерживая рукой нижнюю часть конденсора.

Компенсаторы установлены на заводе и поэтому после замены объектива повторная регуляция не является необходимой (поворот конденсора); а в случае разрегулировки конденсора, т.е. когда это условие не выполнено, следует поправить установку компенсаторов, пользуясь ключиком 24 (рис. 14), который вставляется в гнездо 25. Раз установленные компенсаторы в основном не требуют повторной регулировки при последующем использовании конденсора, при условии, что способ его крепления в держателе всегда такой самый.

5.5. Если изображение нитки накала осветительной лампы, находящееся в зрачке окрашено однородно, то, смотря в окуляр микроскопа, мы должны получить однородное поле зрения, окрашенное в тот же самый цвет, что и выходной зрачок объектива.

Если этого не наблюдается, то двупреломляющую призму следует приблизить или отдалить от объектива, как приведено в пункте 2.5.

5.6. После выполнения вышеописанных операций микроскоп отрегулирован. Последующие операции выполняются в соответствии с пп. 2.6 и 2.7.

При замене одного объектива другим, следует включить соответствующий компенсатор и повторить операции, приведенные в пп. 5.2 и 5.5. Находящаяся под конденсором с компенсаторами ирисовая диафрагма 23 (рис. 14) служит для ограничивания апертуры конденсора, в частности, при обыкновенных наблюдениях в "светлом поле", когда револьверный диск 22 установлен па "О".

6. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ ОБЪЕКТИВОВ

6.1. Дифференциальный метод однородного цвета.

Микроскоп следует установить в соответствии с правилами, приведенными выше, с включенной, в зависимости от потребностей, двупреломляющей призмой № 1 или № 3. Затем, вместо обыкновенного объектива вкрутить объектив с двупреломляющей призмой и установить его (поворачивая оправу) так, чтобы его интерференционные полосы, наблюдаемые при помощи вспомогательного микроскопа, были направлены параллельно интерференционным полосам призмы, находящейся в интерференционной головке. В этом случае конфигурации интерференционных полос от одной и второй двупреломляющей призмы накладываются один на другою, в результате появляется новая система интерференционных полос, более узких и более сгущенных. Затем следует прикрыть щель конденсора таким образом, чтобы она из вышеупомянутой результирующей системы "вырезала" пурпурный цвет первого порядка интерференции. В этом случае поле зрения должно быть однородно пурпурное. Если этo не происходит, то следует немного поднять или опустить призму в интерференционной головке посредством повертывания накатанного кольца 14 (рис. 11).

Объектив должен быть установлен так, чтобы было резко видимым изображение препарата. Затем, поворачивая оправу объектива (с находящейся в ней двупреломляющей призмой) на 180° или 45°, получаем иные значения раздвоения изображения.

В случае, если после выполнения этой операции, поле зрения становится неоднородным, следует довести его до первоначального однородного состояния, поворачивая накатанное кольцо 14 в одном или другом направлении.

6.2. Метод полос.

Микроскоп установить согласно правилам описанным выше, вместо обыкновенного объектива вкрутить объектив с двупреломляющей призмой. Оправу объектива поворачивать так, чтобы в поле зрения появились максимально четкие и контрастные интерференционные полосы, при этом регулируют соответственно ширину щели.

 

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

Далее: Раздел 4. Калибровка двупреломляющих призм →