Справочник врача 21

Поиск по медицинской литературе


Аберрация линз




На феномене хроматической аберрации глаза основан и другой метод рефрактометрии — исследование с кобальтовым стеклом, пропускающим только две узкие полосы спектра — в области красных и в области синих лучей. При наблюдении через такой фильтр за светящейся точкой она бывает бесцветной только при идеальном фокусировании на сетчатке. При гиперметропической установке глаза видно синее пятно с красным венчиком, при миопической — красное пятно с синим венчиком. Венчики устраняют с помощью линзы, компенсирующей вид и степень аметропии. Вопросу об оптических аберрациях глаза посвящено очень мало работ. Это объясняется главным образом тем, что измерение их на живом человеческом глазу представляет большие трудности. В отдельных работах приводятся данные о сферической аберрации человеческого глаза безотносительно к его рефракции. Как известно, суть сферической аберрации состоит в том, что преломляющая сила линз со сферическими поверхностями больше в их периферических частях, чем в центральных. Установлено [Sami G. et al., 1973; Millidot В., Sivak J.G., 1974], что в роговице и хрусталике обычно наблюдаются аберрации противоположного знака. В результате суммарная оптическая аберрация глаза в большинстве случаев уменьшается. При исследовании преломляющей силы глаза в центре зрачка и на его периферии получены разноречивые данные. Н.Т. Pi (I925) обнаружил, что в большинстве глаз периферическая зона зрачка более близорука, чем центральная. По данным G.H. Stine (1930), это наблюдалось только в 22 % исследованных глаз, в 14 % более сильной была центральная область зрачка и в 64 % выявлена смешанная аберрация, когда в одном и том же глазу в зависимости от участка периферии зрачка она была то более сильной, то более слабой, чем центральная область зрачка. Таким образом, в человеческом глазу в отличие от искусственных оптических систем может наблюдаться и сферическая аберрация против правила [Сергиенко Н.М., 1982]. Очевидно, прав М.С.Смирнов (1971), который отметил, что сферическая аберрация сильно варьирует в разных глазах и часто резко асимметрична, поэтому само понятие «сферическая аберрация» к большинству глаз неприменимо. В связи с этим особый интерес вызывает исследование волновой аберрации или неправильного астигматизма. Измерение этого вида аберраций, который можно рассматривать как суммарный эффект нескольких оптических несовершенств, удалось осуществить М.С.Смирнову (1961), а затем G. van den Brink 86... [стр. 85 ⇒]

Физические основы магнитно-резонансной томографии, компьютерной томографии. Метод ядерного магнитного резонанса. Оптика. Тепловое излучение тел. 45. Оптическая микроскопия. Предел разрешения, разрешающая способность и связь между ними, полезное увеличение микроскопа. Микроскопия в проходящем и отраженном свете. 46. Специальные методы оптической микроскопии: иммерсионная и ультрафиолетовая микроскопия. Измерение размеров малых объектов. Метод фазового контраста. 47. Поляризованный свет, его отличия от естественного. Способы получения поляризованного света. Понятие поляризатора и анализатора. Закон Малюса. Области применения поляризованного света в медико-биологических исследованиях. Оптически активные вещества формула для определения угла вращения для растворов. 48. Когерентные источники. Интерференция света. Условие максимума и минимума интерференции. Применение интерференции в медицине. 49. Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики. 50. Дифракция света. Принцип Гюйгенса–Френеля. Дифракционная решетка. Основная формула дифракционной решетки. Применение дифракции в медикобиологических исследованиях. 51. Оптическая система глаза: светопроводящий и световоспринимающий аппарат. Аккомодация. Острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их компенсация. 52. Линза. Оптическая сила линзы. Построение изображений в линзах. Формула тонкой линзы. Аберрации линз: сферическая, хроматическая, астигматизм. 53. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика и ее использование в медицине. 54. Ультрафиолетовое (УФ) излучение. Основные характеристики и источники. Фотобиологические процессы возникающие при УФ-облучении. Использование УФ-света в медицине. 55. Основные характеристики инфракрасного (теплового) излучения: спектральная плотность энергетической светимости, коэффициент поглощения. Черное и серое тела. Закон Кирхгофа. 56. Энергетическая светимость черного тела. Законы Стефана–Больцмана и смещения Вина. 57. Применение теплового излучения в медицине. Тепловое излучение человека. Методы термографии и тепловидения. [стр. 4 ⇒]

Феномен аберрации (искажения) Должно наблюдаться то же явление дисперсии, как и в призме: красный цвет должен отклоняться меньше синего. Этот феномен действительно имеет место (его называют хроматической аберрацией), но если линза достаточно тонкая, он остается незначительным. В призме данный эффект усиливается за счет значительного наклона стенок. Кроме того, можно продемонстрировать, что, если линза достаточно тонкая, все лучи, исходящие из точки А, сходятся в одной и той же точке В: это важное свойство, потому что это позволяет четко видеть сквозь линзу. На самом деле одна точка должна давать одну точку после линзы, а не пятно… Это называется «стигматизм». Чем толще линза, тем меньше выражено это свойство, и изображение, видимое через линзу, становится более расплывчатым: это явление геометрической аберрации. В дальнейшем мы будем рассматривать только тонкие линзы. [стр. 248 ⇒]

Вязкость жидкости. Уравнение Ньютона. Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Реологические свойства биологических жидкостей. Формула Пуазейля. Методы определения вязкости жидкости: капиллярные, ротационные, закон Стокса. Диагностическое значение определения вязкости крови (вискозиметр Гесса). Поверхностное натяжение. Коэффициент поверхностного натяжения. Явление смачиваемости и несмачиваемости. Капиллярные явления. Поверхностно-активные вещества. Газовая эмболия. Ламинарное и турбулентное течение жидкости. Факторы, определяющие характер течения. Число Рейнольдса. Условие неразрывности струи. Скорость кровотока в разных участках сосудистого русла. Уравнение Бернулли. Модели кровообращения (механическая, электрическая). Ограничения представленных моделей. Работа и мощность сердца. Общая энергия массы движущейся крови. Физические основы клинического метода определения давления крови (метод Короткова). Электрическое поле, его характеристики: напряженность, электрический потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Физические основы электрокардиографии. Дипольный момент сердца. Теория В.Эйнтховена. Генез зубцов, сегментов и интервалов. Векторкардиография. Гальванизация, лекарственный электрофорез. Плотность тока в растворе электролитов. Электропроводимость биологических тканей. Первичные процессы, происходящие при действии постоянного тока. Переменный электрический ток и его характеристики. Полное сопротивление в цепи переменного тока. Активное, ёмкостное сопротивление. Понятие импеданса. Эквивалентная электрическая схема тканей организма при воздействии переменным током. Частотная зависимость импеданса (дисперсия импеданса). Физические основы реографии. Электрический импульс и импульсный ток, их характеристики. Применение импульсных токов в медицине. Физические основы применения переменных магнитных (индуктотермия) и электрических (УВЧ-терапия) полей в медицине. Физиотерапевтические методы СВЧ- и микроволновой терапии. Датчики как устройство съема биологических сигналов. Генераторные и параметрические датчики, их классификация и характеристики (функция преобразования, чувствительность, порог чувствительности, предел преобразования). Классификация медицинской электронной аппаратуры. Требования, предъявляемые к медицинской аппаратуре. Понятие электробезопасности и надежности медицинской аппаратуры. Физические основы магнитно-резонансной томографии, компьютерной томографии. Метод ядерного магнитного резонанса. Оптическая микроскопия. Предел разрешения, разрешающая способность и связь между ними, полезное увеличение микроскопа. Микроскопия в проходящем и отраженном свете. Специальные методы оптической микроскопии: иммерсионная и ультрафиолетовая микроскопия. Измерение размеров малых объектов. Метод фазового контраста. Поляризованный свет, его отличия от естественного. Способы получения поляризованного света. Понятие поляризатора и анализатора. Закон Малюса. Области применения поляризованного света в медико-биологических исследованиях. Оптически активные вещества формула для определения угла вращения для растворов. Когерентные источники. Интерференция света. Условие максимума и минимума интерференции. Применение интерференции в медицине. Интерференция света в тонких пластинках (пленках). Просветление оптики. Дифракция света. Принцип Гюйгенса–Френеля. Дифракционная решетка. Основная формула дифракционной решетки. Применение дифракции в медико-биологических исследованиях. Оптическая система глаза: светопроводящий и световоспринимающий аппарат. Аккомодация. Острота зрения. Недостатки оптической системы глаза и их компенсация. Линза. Оптическая сила линзы. Построение изображений в линзах. Формула тонкой линзы. Аберрации линз: сферическая, хроматическая, астигматизм. Законы отражения и преломления света. Полное внутреннее отражение. Волоконная оптика и ее... [стр. 2 ⇒]

Кроме того, для улучшения качества изображения за счет коррекции хроматических аберраций одна из положительных линз головного объектива, например, вторая, состоит из склеенных между собой положительной и отрицательной линз из материалов с близкими значениями показателей преломления и различными по величине дисперсиями, так что радиус склейки влияет только на коррекцию хроматизма увеличения. Так как в научно-технической и патентной литературе недостаточно информации о конструктивных параметрах объективов эндоскопов, то в качестве примера нами был рассчитан простой объектив для трубки эндоскопа прямого наблюдения, оптическая схема которого построена на основе двух двухлинзовых склеенных компонентов и отрицательного защитного стекла. Принципиальная схема объектива близка к представленной на рисунке 15, а конструктивные параметры и величины остаточных аберраций приведены в приложении Б. Параметры объектива могут быть использованы в качестве исходных при расчете оптических систем эндоскопов при курсовом и дипломном проектировании. Объектив при фокусном расстоянии 3 мм, угловом поле в пространстве предметов 90° и наибольшем световом диаметре линз 3,6 мм обеспечивает размер изображения 6 мм. Для обеспечения большого поля зрения перед двумя склеенными компонентами установлена отрицательная линза. Для того, чтобы эта линза не вносила кому и астигматизм, ее рекомендуется выполнять плосковогнутой со сферической поверхностью, концентричной центру входного зрачка расположенной за ней части объектива [21]. Расстояние между первой отрицательной линзой объектива и двухлинзовыми склеенными компонентами выбрано больше величины эквивалентного переднего фокального отрезка последних. При этом обеспечиваются фокусное расстояние объектива меньше эквивалентного фокусного расстояния склеенных компонентов, т.е. [стр. 37 ⇒]

Так как угловые поля и относительные отверстия компонентов оборачивающих систем небольшие, то в их качестве традиционно используются ахроматические линзовые склейки (рисунок 17а). Однако, преследуя цель сократить количество оптических деталей в эндоскопе и упростить его изготовление, линзы оборачивающей системы можно выполнять одиночными, а для исправления хроматизма и сферической аберрации ввести афокальный двухлинзовый склеенный компенсатор [16] (рисунок 17б). Наиболее высокие значения оптических характеристик достигаются в эндоскопах, в системе передачи изображения которых используются так называемые стержневидные линзы (рисунок 17в). Анализ формул с (15) по (16) свидетельствует, что повышением показателей преломления сред между линзами оборачивающей системы, а также до и после этой системы можно достичь повышения коэффициента информативности эндоскопа, т.е. разработать эндоскоп с большим угловым полем и меньшим диаметром. Одновременно при равных значениях инварианта Лагранжа-Гельмгольца можно добиться и увеличения длины оборачивающей системы, так как при сохранении неизменными диаметров линз при переходе к пространствам с показателями преломления, отличными от единицы, получается возрастание фокусных расстояний пропорционально показателям преломления. Этот переход может быть осуществлен заполнением пространства перед и за оборачивающей системой, а также между ее линзами стеклянными плоскопараллельными пластинками с толщинами, равными фокусным расстояниям линз. Таким образом, необходимо ввести три дополнительных оптических компонента (плоскопараллельные пластины). Существует большое число различных оптических схем оборачивающих систем эндоскопов. В работе [22] приведен сравнительный анализ восьми часто используемых схем, для которых проведена коррекция трех продольных аберраций (сферической, хроматизма положения и кривизны изображения) при выполнении следующих дополнительных условий: линейное увеличение -1×, расстояние L от плоскости предмета до плоскости изображения составляет 100 мм, световой диаметр линз равен 5 мм, виньетирование крайних наклонных пучков света не превышает 30%, главные лучи имеют телецентрический ход в пространствах предметов и изображений (рисунок 18). 1 ω... [стр. 40 ⇒]

Оценку качества изображения эндоскопа следует проводить при расчетном положении предмета 40 мм. При этом необходимо учесть, что при юстировке объектива на требуемое расчетное расстояние несколько увеличится осевое расстояние между объективом и коллективом (в примере – до 41,38 мм). Анализ результатов расчета свидетельствует, что и аберрации широких пучков лучей, и полевые аберрации имеют допустимые значения: сферохроматическая аберрация не превышает 1′; астигматизм – 0,2 дптр; кривизна изображения – 1,3 дптр; дисторсия – не более 11%. 2.7. Жесткие медицинские эндоскопы 2.7.1. Оптические схемы жестких медицинских эндоскопов Ниже рассматривается ряд оптических схем эндоскопов, построенных с использованием стержневидных линз, определены их основные достоинства и недостатки. Головной объектив 1, в соответствии с рисунком 32а, формирует изображение рассматриваемых объектов в уменьшенном виде перед первой из оборачивающих систем 2 внутри стержневидного коллектива 3. Полученное изображение последовательно передается с помощью ряда компонентов к окуляру 4. Окуляр позволяет рассматривать изображение с увеличением [29]. Недостатком рассмотренной схемы, связанным с ее конструктивными особенностями, является значительная величина дисторсии. Для повышения качества изображения в работе [30] предлагается оптическая схема, представленная на рисунке 32б. Оптическая схема содержит головной объектив 1, состоящий из отрицательного (2) и положительного (3) компонентов, оборачивающую систему 4 и окуляр 5. Система снабжена компенсатором 6, установленным за оборачивающей системой на расстоянии, не превышающем двух диоптрий от фокальной плоскости окуляра 5, выполненным в виде отрицательной плоско-вогнутой (7) и положительной выпукло-плоской (8) линз, при этом показатель преломления последней превышает не менее, чем на 0,2, показатель преломления отрицательной линзы 7. Пучки лучей, проходя через компенсатор 6, преломляются на отрицательной (7) и положительной (8) линзах. В силу того, что аберрационные свойства оптической поверхности зависят как от величины и знака ее кривизны, так и от угла падения лучей относительно нормалей в местах встречи лучей с этой поверхностью, при прохождении пучков лучей через линзы 7 и 8 происходит уменьшение дисторсии и улучшение качества изображения. В работе [31] предложена оптическая схема эндоскопа, позволяющая повысить качество изображения за счет улучшенной коррекции астигматизма при одновременном повышении качества центрирования оптических деталей в одном склеиваемом блоке (не превышает 4 деталей, в предыдущей схеме используется до 5 деталей). [стр. 65 ⇒]

При отражении от цилиндрической поверхности возникает яркая каустика и еще более яркая точка сборки. Проведите экспериментальное исследование этой каустики (в частности определите положение точки сборки) и сравните с результатами теоретического анализа. 96. Пронаблюдайте картину, возникающую при прохождении света через “гофрированное” стекло. Что будет происходить при шевелении стекла? 97. Обсудите известные вам аберрации линз с позиций теории катастроф. 98. В узких заливах океанские волны могут образовывать каустики. Обсудите проблему безопасности плавания в таких заливах. 99. В момент времени t=0 волновой фронт имеет форму параболы y=x2. Получите уравнение линии, задающей положение волнового фронта в момент времени t. Скорость распространения волны c. Когда волновой фронт претерпит катастрофу ласточкин хвост? 100. Какие катастрофы волновых фронтов акустических волн наиболее опасны с точки зрения возможных разрушений?... [стр. 27 ⇒]

ОСЛОЖНЕНИЯ В ОРТОКЕРАТОЛОГИИ, ПРИЧИНЫ И МЕТОДЫ ПРОФИЛАКТИКИ В течение первого месяца использования ОК-линз в ночном режиме, когда зона коррекции на поверхности роговицы еще не полностью сформирована, некоторые пользователи могут испытывать проблемы со зрением, такие как: ореолы вокруг источника света, двоение в глазах, снижение контрастной чувствительности и/или гала-эффекты, особенно в ночное время. Эти визуальные симптомы наблюдаются при изменении центральной части кривизны роговицы, что приводит к возникновению аберраций оптической системы глаза высших порядков, особенно сферической аберрации. Жалобы, как правило, исчезают к концу первого месяца ОКкоррекции. Если данные проблемы сохраняются в дальнейшем, причиной может быть отсутствие центрации линзы (кома, трефойл) и/или очень широкий зрачок (при свете или в темноте). Решение возможно путем смены дизайна линз (с выбором линз большой оптической зоны), смена материала для линз, увлажнение глаз или другими методами. Все осложнения, связанные с круглосуточным ношением мягких контактных линз и ношением жестких газопроницаемых контактных линз, также могут проявиться у пациентов, использующих ортокератологическую коррекцию. В частности, осложнения могут быть связаны с относительной гипоксией роговицы (недостаток кислорода) при длительном ношении контактных линз (без ежегодной замены линз, как того требуют производители), или в линзах, сделанных из нелицензированного к ночному использованию материала. Однако использование высоких или гиперкислородопроницаемых материалов, утвержденных FDA, значительно снижает гипоксию, и эти материалы обычно применяют в производстве ОКЛ. Воспалительные осложнения при ношении ОКЛ могут возникать из-за отказа пациента следовать соответствующим рекомендациям по гигиене при обращении с линзами и чистке линзы. Одно... [стр. 26 ⇒]

...achromatos — бесцветный) —сложная линза, состоящая из двух (собирающей и рассеивающей) линз, изготовленных из неодинаковых по дисперсии света сортов стекла и, как правило, склеенных между собой. По сравнению с одиночной линзой у ахромата существенно уменьшена хроматическая аберрация: путём подбора линз добиваются того, что лучи света каких-либо двух длин волн сходятся в один фокус точно, а остальные лучи сходятся в значительной степени. Передняя линза обычно положительная, имеет заметный хроматизм. Вторая линза отрицательная, имеет хроматизм другого знака, удлиняет фокусное расстояние объектива и уменьшает его хроматическую аберрацию, сводя красные и фиолетовые лучи в одном фокусе. Ахроматические объективы применяются для телескопов и биноклей. Первый ахромат изобрёл в 1729 г. английский юрист и математик Честер Холл (Chester Moor Hall, 1703-1771). По его заказу в 1733 г. оптик Г. Бест построил несколько телескопов с объективами диаметром 2,5 дюйма, имеющими положительную линзу из крона и отрицательную из флинта. Но стекло, особенно флинт, было неоднородным, и качество этих объективов оказалось плохим. Патент на изобретение Холл получать не стал. В 1754 г. английский оптик Джон Доллонд (1706-1761), основатель знаменитой династии конструкторов научных приборов, в 1754 г. самостоятельно построил ахромат, получил в 1758 г. патент и медаль от Королевского общества и стал изготавливать телескопы-рефракторы высокого качества. Его сын Питер Доллонд (1730— 1820) изобрёл ахроматический триплет, объединив две выпуклые кроновые линзы и одну двояковогнутую из флинта. Такая комбинация - апохромат - свободна не только от хроматической, но и от сферической аберрации. [стр. 48 ⇒]

Обычно линзы изготавливают из однородного стекла, кварца или прозрачной пластмассы. Форма большинства линз обладает осевой симметрией, хотя встречаются цилиндрические и более сложные линзы. Как минимум одна из поверхностей линзы не является плоской, поэтому параллельные лучи, падающие на линзу на различных расстояниях от оптической оси, преломляются под разными углами. Линзы бывают собирающими (положительные) и рассеивающими (отрицательные). Пучок параллельных лучей собирается в фокусе положительной линзы на расстоянии от неё, равном фокусному расстоянию. Обычно плоские поверхности линзы сферические, но в ряде случаев, например при изготовлении коррекционной пластины для камеры Шмидта, применяются более сложные асферические поверхности. Основным недостатком простой одиночной линзы являются аберрации, среди которых особенно заметна хроматическая аберрация; её устраняют путём комбинации двух или более линз, изготовленных из разных сортов стекла. Точность изготовления поверхностей линзы может быть вдвое ниже, чем у зеркала, но у линзы, в отличие от зеркала, приходится обрабатывать две поверхности вместо одной. К тому же стеклянная заготовка для линзы должна быть более высокого качества —однородной, без внутренних дефектов, так как свет проходит сквозь неё. ЛИНЗА... [стр. 196 ⇒]

В «Началах» изложены основы теории всемирного тяготения, с большим успехом применённой к определению движения тел Солнечной системы. Ньютон показал, что Кеплеровы эллипсы, по которым движутся планеты, являются частным случаем траекторий небесных тел, движущихся под влиянием центральных сил. Более общим видом этих траекторий являются конические сечения - эллипс (в частности, окружность), парабола, гипербола. В этой же книге были впервые объяснены главные особенности движения Луны, явление прецессии, приливы в океанах, сжатие Юпитера; дана теория фигуры Земли и решён ряд вопросов гидромеханики. Ньютон написал много замечательных работ по оптике, в частности фундаментальный труд «Оптика» (1704). В этих работах он показал, что с помощью стеклянНЬЮТОН, Исаак (Newton, Sir Isaac) (04.01.1643, Вулсторп близ Грантема, Ан­ ной призмы можно разложить белый свет на лучи разных цветов с различной стеглия, —31.03.1727, Кенсингтон, ныне часть Лондона, Англия) - английский физик, пенью преломляемости, и объяснил этим астроном и математик, один из осново­ хроматическую аберрацию линз. Ошиположников современного естествозна­ бочно полагая эту аберрацию неустраниния. Замечание: Ньютон родился 25 де­ мой, создал в 1668 и 1671 гг. телескопырефлекторы, основанные на явлении откабря 1642 г. и умер 20 марта 1727 г. по ражения световых лучей от вогнутого зерюлианскому календарю, действовавшему в Англии до 1752 г.; или 4 января 1643 г. — кала. Изучил интерференцию света, изме31 марта 1727 г. по григорианскому кален­ рил длину световой волны и сделал ряд других открытий в оптике. Считал свет дарю, уже действовавшему в то время в потоком мельчайших частиц (корпускул), большинстве западноевропейских стран. хотя и не отрицал возможности волновой Ньютон родился в семье фермера. Его отец умер незадолго до рождения сына. природы света. Ньютон создал математику непрерывных процессов. Разработал В 12 лет Ньютон начал учёбу в школе в Грантеме, в 19 лет поступил в Тринити- (одновременно с Г. В. Лейбницем) осноколледж Кембриджского университета, вы дифференциального и интегрального исчислений. Занимался алгеброй, аналикоторый окончил в 22 года со степенью бакалавра, в 1668 г. получил степень ма­ тической геометрией, поставил ряд прогистра. В 1669-1701 гг. возглавлял физико- блем вариационного исчисления. Труды Ньютона и его последователей математическую кафедру Кембриджского университета. Член Лондонского коро­ составили эпоху в развитии естествознания. На основе его работ в области мелевского общества (1672), его президент (с 1703). В 1695 г. назначен смотрителем, ханики и его теории всемирного тяготев 1699 г. — директором Монетного дво­ ния П. С. Лапласом была блестяще развира, где провёл большую работу по пере­ та небесная механика, давшая миру замечеканке монеты, привёл в порядок монет­ чательные примеры научного предвидения (предсказание существования Нептуное дело в Англии. на). В результате опытов Ньютона по разНаиболее плодотворный период творческой деятельности Ньютона отно­ ложению белого света призмой стало возсится к 1660-1680 гг. В это время сло­ можным открытие в 1859 г. Кирхгофом и жились важнейшие идеи Ньютона, при­ Бунзеном спектрального анализа, одноведшие к блестящим открытиям. Основ­ го из основных методов исследования в ные его труды были опубликованы позд­ астрофизике. Открытия Ньютоном интернее. Величайший труд Ньютона — «Мате­ ференции и периодических свойств свематические начала натуральной филосо­ та были фундаментальными для оптики фии» (сокращённо «Начала») — был из­ и в конечном счёте привели к пониманию природы изображения в телескопе. дан в 1687 г. В нём сформулированы основные понятия и принципы механи­ Первый маленький отражательный телеки в виде трёх законов: закона инерции, скоп Ньютона стал прообразом мощных закона изменения импульса пропорци­ рефлекторов нашего времени. Наконец, онально приложенной силе, закона ра­ от ньютоновской механики и теории всемирного тяготения был совершён переход венства действия и противодействия. На их основе Ньютон вывел законы дви­ к релятивистской механике А. Эйнштейна и современной космологии. Вклад Ньютожения тел в поле центральных сил не только в вакууме, но и в сопротивляю­ на в естествознание навсегда вошёл в сокровищницу человеческого разума. щейся среде. [стр. 270 ⇒]

В зависимости от качества исполнения и стоимости окуляры делят на три класса - А, В, С Класс С: простейшие окуляры — Доллонда, Рамсдена и Гюйгенса. Имеют малое поле зрения и недостаточное исправление некоторых аберраций, в частности кривизны поля. Сравнительно недорогие, но из-за указанных недостатков не заслуживают серьёзного внимания. Класс В: окуляры Кельнера, ортоскопический, моноцентрический, сплошной и симметричный (Плёссла). У окуляров класса В, как правило, исправлена аберрация, большее поле зрения (от 45 до 65°), и они незначительно превосходят по цене окуляры класса С. Окуляры класса В являются основными у большинства наблюдателей и пригодны практически для всех видов наблюдений. Класс А: группа наиболее дорогих, хорошо исправленных окуляров. Включает широкоугольные окуляры Кёнига, Эрфле и Неглера, а также паноптический, сверхширокоугольный, лантановый и др. Поле зрения у окуляров этой группы может достигать 85° (поле зрения глаза около 50°). Нет смысла приобретать дорогой короткофокусный широкоугольный окуляр, поскольку при рассматривании объекта с большим увеличением его обычно приводят в центр поля зрения; в этой ситуации окуляр класса В также способен обеспечить хорошее качество изображения. Однако длиннофокусные широкоугольные окуляры весьма полезны при поиске объектов и при наблюдении слабых протяжённых объектов с увеличениями, близкими к равнозрачковому. Окуляр с переменным фокусным расстоянием удобен для оперативного рассматривания объекта с разными увеличениями, хотя, как правило, его оптические характеристики хуже окуляра сравнимой силы с фиксированным фокусным расстоянием. - окуляр, состоящий из двух плоско-выпуклых линз, причём фокусное расстояние полевой линзы равно удвоенному фокусному расстоянию глазной линзы, а расстояние между линзами равно половине суммы их фокусных расстояний. Полезное поле зрения окуляра составляет около 25°, хроматическая аберрация пренебрежимо мала, но кривизна поля значительна. Фокальная плоскость окуляра находится между линзами, что усложняет размещение креста нитей. Окуляр Гюйгенса относится к простейшим окулярам (класс С). [стр. 277 ⇒]

У этого окуляра хорошо исправлены все аберрации. - окуляр класса С (т. е. довольно дешёвый), состоящий издвух плоско-выпуклых линз равного фокусного расстояния, разделённых промежутком, также равным фокусному расстоянию. Окуляр имеет полезное поле зрения около 25° и небольшой вынос выходного зрачка. У него заметны остаточная хроматическая аберрация и кривизна поля. Фокальная плоскость окуляра Рамсдена находится перед полевой линзой, поэтому в нём возможна установка креста нитей. В стандартной схеме полевая линза находится в фокусе глазной линзы, поэтому любые соринки или пыль на полевой линзе отчётливо видны. Чтобы избежать этого, на практике расстояние между линзами окуляра делают несколько меньше их фокусного расстояния. ОКУЛЯР РАМСДЕНА... [стр. 277 ⇒]

Сферическая аберрация простой линзы объект находится на главной оптической оси системы. Распределение освещённости в пятне рассеяния таково, что в центре получается острый максимум при быстром уменьшении освещённости к краю пятна. У зеркального объектива этот дефект устраняется переходом от сферической формы зеркала к параболической: параболоид не обладает сферической аберрацией, он строит точечное изображение далёкого источника, лежащего на оптической оси. Сферическая аберрация линзового объектива устраняется корректировкой («ретушью») поверхности линзы или переходом от одиночной линзы к сложной многолинзовой системе. СФЕРИЧЕСКАЯ АСТРОНОМИЯ - раздел астрономии, разрабатывающий математические методы решения задач, связанных с изучением видимого расположения и движения космических тел (звёзд, Солнца, Луны, планет, искусственных спутников Земли и др.) на небесной сфере, в частности разработка теоретических основ счёта времени. СФЕРИЧЕСКАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ, или сферический компонент, — элемент структуры спиральных галактик; представляет сферическую или эллипсоидальную область, заполненную относительно старыми звёздами, движущимися по вытянутым орбитам и сильно концентрирующимися к центру, совпадающему с центром диска галактики. Обычно простирается значительно дальше диска и подразделяется по радиусу (в порядке удаления от центра и уменьшения плотности) на ядро, балдж, гало и корону. Единственным структурным элементом сферической составляющей являются шаровые скопления звёзд, встречающиеся во всем её объёме, за исключением ядра. Межзвёздный газ в ней крайне разрежен и горяч. СЦИНТИЛЛЯЦИИ - вспышки света, возникающие при прохождении через некоторые вещества ионизирующего излучения - рентгеновских и гамма-лучей, частиц космических лучей. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР - детектор ионизирующего излучения (рентгеновских и гамма-лучей, космических лучей). В сцинтилляционных детекторах используются кристаллы йодистого натрия... [стр. 383 ⇒]

Ниже располагаются цифры заводского номера: две первые обозначают год выпуска микроскопа; буквы ВИ, МИ на объективе указывают на иммерсию среды — водную или масляную; АХРО, АПО, ПЛАН — обозначают категорию объектива, связанную с аберрацией линз (недостатками, искажающими изображение). Окуляр строит мнимое изображение и увеличивает его и состоит из двух линз, вставленных в металлический цилиндр. Окуляры нередко состоят из двух линз. Они могут иметь различное увеличение и позволяют проводить наблюдения в полях зрения разного диаметра. Увеличение объектива указано на оправе, там же указана и числовая апертура (табл. 1.1). Таблица 1.1. Характеристика некоторых окуляров Маркировка окуляра К5× К10× К20×... [стр. 6 ⇒]

Буквы ВИ, МИ на объективе указывают на иммерсию среды (водную или масляную; АХРО, АПО, ПЛАН – обозначают категорию объектива, связанную с аберрацией линз (недостатками, искажающими изображение). О к у л я р устроен намного проще объектива и состоит всего из двух линз, вставленных в металлический цилиндр. Он строит мнимое изображение и увеличивает его, не выявляя подробностей строения. На практических занятиях будут использоваться окуляры с -7, -10 и 15 кратным увеличением. Для более качественного... [стр. 6 ⇒]

Используя специальные методы стабилизации, удается получить относительную стабильность частоты В случае лазера, работающего в многомодовом режиме, монохроматичность связана с числом генерируемых мод и может составлять несколько гигагерц. В импульсном режиме работы минимальная ширина линии ограничена величиной, обратной длительности импульса. Высокая степень монохроматичности лазерного излучения определяет высокую спектральную плотность энергии высокую степень концентрации световой энергии в очень малом спектральном интервале. Высокая монохроматичность облегчает фокусировку лазерного излучения, поскольку при этом хроматическая аберрация линзы становится несущественной.) (Монохромность – свет состоит из одного цвета или узкого диапазона цветов, каждому цвету обычно соответствует отпределнная длина волны (измеряется она обычно в нанометрах-нм).Соответственно, если Вы вспомните школьный курс физики, обычный световой луч состоит из большого количества цветов)... [стр. 27 ⇒]

Рис. 1.13. Схема расположения линз в объективе фотоаппарата изображение − по краям оно будет искажаться (это называется аберрацией). Пучок света должен идти прямо на сенсор, не рассеиваясь по пути. В какой-то мере этому способствует ирисовая диафрагма − круглая пластинка с дыркой посередине, состоящая из нескольких лепестков. Но сильно закрывать диафрагму нельзя − из-за этого уменьшается количество света, попадающее на сенсор (что и используется при определении нужной экспозиции). Если же собрать последовательно несколько линз с различными характеристиками, то искажения, даваемые ими вместе, будут гораздо меньше, чем аберрации каждой из них в отдельности. Чем больше линз − тем меньше аберрации и тем меньше света попадает на сенсор. Ведь стекло не пропускает весь свет − какая-то часть рассеивается и отражается. Чтобы линзы пропускали как можно больше света, на них наносят специальное просветляющее напыление 9. Если посмотреть на объектив камеры, 46... [стр. 46 ⇒]

Это умножение дистанцировании — типичная когнитивная стратегия в мире затрудненного зрительного восприятия. Неуверенность персонажей отражает типичную ситуацию инструментального зрения как зрения, обращенного на иллюзию. Особенно характерна эта ситуация для ранней истории оптических приборов — микроскопа и телескопа. Многие врачи вообще отрицали способность микроскопа иметь дело с реальностью. Знаменитый французский анатом XVIII века Ксавье Биша, например, считал, что лишь наблюдения невооруженного глаза заслуживают доверия. Это мнение разделял создатель френологии Франц Йозеф Галль. История аберраций зрения, связанных с микроскопом, весьма показательна50. Так, в XVIII веке одно время была популярна предложенная Антони ван Левенгуком еще в 1684 году теория о строении нервов из шарообразных тел-глобул. Микроскопические исследования Эверарда Хоума (Everard Home) подтверждали глобулярное строение клеток мозга и нервов, и лишь после усовершенствования микроскопа в 1820-х годах эта теория была отвергнута Томасом Ходкином (Thomas Hodkin), а глобулы были отнесены к оптическим иллюзиям, сферической аберрации, создававшейся линзами объектива до изобретения ахроматического микроскопа 51 . Между прочим, сам открыватель глобул Хоум выражал скептицизм по поводу эпистемологической надежности микроскопа: «Вряд ли следует подчеркивать, что части тела животных не приспособлены для изучения сквозь сильно увеличивающие стекла; когда же они предстают увеличенными в сто раз по сравнению с их естественными размерами, нельзя полагаться на их видимость»52. 50 Анализ эпистемологической неуверенности, связанной с ранним использованием оптики в науке, был дан в многочисленных публикациях Vasco Ronchi: The General Influence of the Development of Optics in the Seventeenth Century on Science and Technology. — In: Vistas in Astronomy, № 9. Ed. by Arthur Beer, Oxford, Pergamon Press, 1968, pp. 123—133; The Influence of the Early Development of Optics on Science and Philosophy. — In: Galileo: Man of Science. Ed. by Ernan McMullin. New York, Basic Books, 1967, pp. 195—206. См. также главу об этом в книге: Wilson Catherine. The Invisible World. Early Modern Philosophy and the Invention of the Microscope. Princeton, Princeton University Press, 1995, pp. 215-250. 51 Ранние микроскопы и телескопы страдали от двух видов искажений — сферической аберрации, связанной с тем, что лучи в центре линзы отклоняются меньше, чем у краев, и хроматической, связанной с тем, что края линзы преломляют свет как призма и создают цветовые ореолы. 52 Cit. in: Clarke Edwin and Jacyna L.S. Nineteenth-century Origins of Neuroscientific Concepts. Berkeley—Los Angeles—London, University of California Press, 1987, p. 59. [стр. 36 ⇒]

При отрицательном стекле фокуса нет, и описанное определение не удастся. В этом случае надо иметь плюсовую линзу, фокус которой вы тут же узнаете. Далее прикладываем минусовую линзу к плюсовой и получаем фокусное расстояние. Если, например, у вас есть линза с силой +5,0 дптр, и вы к ней приложили, приставили неизвестную отрицательную, и фокус стекла остался на том же месте (40 см) — они равны, ваша неизвестная линза теперь известна, это concav — 5,0 дптр. Если фокус отодвинулся, ищем линзу, при приставлении которой фокус окажется на том же месте. Недостатки оптических стекол. Работая с оптическими стеклами, необходимо помнить об их существенном недостатке — аберрации. Это отклонение световых лучей, проходящих через линзу (aberratio — отклонение). Выделяется сферическая аберрация — неодинаковое преломление лучей на разных расстояниях от центра линзы вследствие большей преломляемости краев линзы сравнительно со средней ее частью. Из-за этого, строго говоря, после прохождения через линзу лучи собираются не в точку, а в некоторую зону (рис. 15). Хроматическая аберрация — разная степень преломления лучей разной длины волны, из которых состоит пучок белого цвета. Оказывается, красный цвет преломляется слабее других, синий — сильнее (рис. 3 на цв. вкл.). [стр. 27 ⇒]

Терминология, относящаяся к оптике Аберрация оптическая — ошибка, вызванная отклонением свойств реальной оптической системы от свойств идеальной. Аберрация сферическая — нарушение резкости изображения за счет неравномерного преломления лучей света реальной оптической системой (Урмахер Л. С, Айзенштат Л. И., 1982); или неодинаковое отклонение лучей света при прохождении через сферическую линзу вследствие разницы в преломлении краев и центра. Аберрация хроматическая — нарушение резкости изображения за счет разложения белых лучей света на цветные составляющие (дисперсия); или проще — неодинаковое отклонение оптическими средами лучей света с разной длиной волны. Астигматическая линза — линза, имеющая два различных фокуса для парааксиальных лучей, проходящих в перпендикулярных плоскостях. Астигматическая линза имеет два значения оптической силы, и одна из ее преломляющих поверхностей имеет вид тороида. Астигматические линзы называют сфероцилиндрическими, тороидальными и битороидальными. Асферическая линза — линза, у которой хотя бы одна поверхность имеет асферическую форму. Асферические поверхности получаются при вращении вокруг оси кривых, имеющих форму окружности, параболы, гиперболы, эллипса. Афокальная линза — линза, у которой задняя вершинная рефракция равна нулю. Дисперсия — разложение призмой (линзой) луча белого света на основные цвета спектра. Дисторсия — искажение формы объекта очковыми линзами за счет различной степени увеличения на разных расстояниях от оптического центра линзы. Дифракция — нарушение закона прямолинейного распространения света (разложение его на составляющие) при прохождении его через активные... [стр. 215 ⇒]

Рис. 2.52. За исключением линз, содержащих анаберрационные поверхности, сферическая аберрация у положительной линзы отрицательная, а у отрицательной – положительная (рис. 2.52). Можно найти форму линзы с минимальной сферической аберрацией. Если предмет в бесконечности и n = 1.5 , то минимальная сферическая аберрация третьего порядка будет у линзы с соотношением радиусов: r1 : r2 = −1 : 6 (рис.2.53). [стр. 44 ⇒]

Если предмет в бесконечности, то система, построенная по симметричному принципу, будет иметь небольшое значение комы, дисторсии и хроматизм увеличения. 2.7.6. Анаберрационные линзы с асферическими поверхностями Если предмет находится в бесконечности, то линз со сферическими поверхностями, не имеющих сферической аберрации, нет. Линзы без сферической аберрации при S = ∞ могут быть получены только с использованием асферических поверхностей (см. Дополнительные главы). Две такие линзы, не имеющие совершенно сферической аберрации, показаны на рис. 2.62 и рис. 2.63. Линза, показанная на рисунке 2.62, плоскогиперболическая. Эксцентриситет гиперболической поверхности этой линзы ε равен показателю преломления материала линзы n . [стр. 52 ⇒]

Для коррекции сферической аберрации можно пойти по одному из двух путей: • ввести в оптическую систему конденсора отрицательные линзы; • применить асферическую поверхность. Оба этих пути приводят к удорожанию конденсора и часто оказываются экономически неоправданными. В таком случае в конденсоре, состоящем только из положительных линз, минимизируется сферическая аберрация. Рассмотрим расчет конденсора на минимум сферической аберрации. Для упрощения расчетов вначале будем считать все толщины линз равными нулю и все высоты нулевых лучей на поверхностях линз конденсора равными. Расчет выполняется по формулам теории аберраций третьего порядка. Составляется выражение для сферической аберрации третьего порядка, берется первая производная по углам нулевого луча, приравнивается нулю, затем после преобразования получаются формулы для определения нечетных и четных углов конденсора. Для нечетных углов: S − 1 + (m − S + 1) ⋅ β к , (3.10) tgα S = m для четных углов: 2n + 1 S − 1 + (m − S + 1) ⋅ β к ⋅ , (3.11) tgα S = n+2 m где m - число преломляющих поверхностей, S - номер поверхности. Если конденсор однолинзовый, то получаются следующие расчетные формулы: tgα1 = β к , 2n + 1 1 + β к ⋅ , tgα 2 = n+2 2 tgα 3 = 1 . При расчетах по формулам (3.10), (3.11) всегда tgα1 = β к , а для последнего угла tgα m+1 = 1 . Радиусы кривизны линз конденсора определяются по формуле:... [стр. 77 ⇒]

При этом изображение точки имеет вид диска с неоднородным распределением освещённости, а форма каустической кривой позволяет судить о характере распределения освещённости. В общем случае, фигура рассеяния, при наличии сферической аберрации, представляет собой систему концентрических окружностей с радиусами пропорциональными третьей степени координат на входном (или выходном) зрачке. Сферическая аберрация линзы (системы линз) объясняется тем, что её преломляющие поверхности встречают отдельные лучи сколько-нибудь широкого пучка под различными углами. Вследствие чего, более удалённые от оптической оси лучи преломляются сильнее, нежели нулевые лучи, и образуют свои точки схода удалённые от фокальной плоскости. [стр. 41 ⇒]

Рис. 2. Сферическая аберрация в двояковыпуклой линзе Как видим, широкий пучок света не фокусируется линзой: чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе он пересекает главную оптическую ось после преломления. Это явление называется сферической аберрацией и относится к недостаткам линз — ведь хотелось бы всё же, чтобы линза сводила параллельный пучок лучей в одну точку1 . Весьма приемлемой фокусировки можно добиться, если использовать узкий световой пучок, идущий вблизи главной оптической оси. Тогда сферическая аберрация почти незаметна — посмотрите на рис. 3. [стр. 2 ⇒]

Рис. 4. Преломление в двояковогнутой линзе Луч, выходящий из точки A0 и идущий вдоль главной оптической оси, не преломляется — ведь главная оптическая ось, будучи осью симметрии линзы, перпендикулярна обеим сферическим поверхностям. Луч AB, параллельный главной оптической оси, после первого преломления начинает удаляться от неё (так как при переходе из воздуха в стекло ∠CBN < ∠ABM ), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух ∠QCD > ∠P CB). Двояковогнутая линза преобразует параллельный пучок света в расходящийся пучок (рис. 5) и называется поэтому рассеивающей. Здесь также наблюдается сферическая аберрация: продолжения расходящихся лучей не пересекаются в одной точке. Мы видим, что чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе пересекает главную оптическую ось продолжение преломлённого луча. Как и в случае двояковыпуклой линзы, сферическая аберрация будет практически незаметна для узкого приосевого пучка (рис. 6). Продолжения лучей, расходящихся от линзы, пересекаются приблизительно в одной точке — в фокусе линзы F . Если такой расходящийся пучок попадёт в наш глаз, то мы увидим за линзой светящуюся точку! Почему? Вспомните, как возникает изображение в плоском зеркале: наш мозг обладает способностью продолжать расходящиеся лучи до их пересечения и создавать в месте пересечения иллюзию светящегося объекта (так называемое мнимое изображение). Вот именно такое мнимое изображение, расположенное в фокусе линзы, мы и увидим в данном случае. [стр. 3 ⇒]

Говорят, что линза тонкая, если её толщина d много меньше диаметра D (рис. 2.3). Здесь уместно отметить, что упрощённый подход, который мы будем использовать в нашем исследовании, с одной стороны, позвоD ляет ясно понять основные свойства тонких линз, с другой, – не позволяет учесть некоторые эффекты, например искажения (их называют аберрациями), неизбежно возникающие d d при прохождении света через реальные толстые РИС. 2.3 линзы. Для того чтобы исправить аберрации, при производстве оптических приборов часто используют составные линзы или линзы, поверхность которых имеет специальную форму, например, параболическую. Заметим, что хороший объектив микроскопа РИС. 2.4 может содержать более десяти линз (рис. 2.4). §3. Фокусные расстояния плосковыпуклой линзы , Рассмотрим линзу, предA A 2 1 ставляющую собой кусок стекла, который с одной стоh X C роны ограничен плоской поверхностью, а с другой – сферической (рис. 3.1). Пусть R радиус сферической поверхности равен R, а показатель преломления стекла n. ГлавF ной оптической осью такой РИС. 3.1 линзы назовём прямую СX, перпендикулярную плоской поверхности линзы и проходящую через центр кривизны C выпуклой поверхности. Предположим, что слева на плоскую поверхность линзы падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси. Выберем из этого пучка произвольный луч AA, проходящий на расстоянии h от главной оптической оси. Этот луч, преломившись на сферической поверхности, пересечёт главную опти... [стр. 6 ⇒]

Он определяет количество световой энергии, перехваченной прибором, что оказывается решающим фактором при наблюдении слабо светящихся или очень удалённых небесных тел. Кроме того, с ростом диаметра объектива снижаются так называемые дифракционные искажения (вызванные волновой природой света) наблюдаемой картины. Максимальный диаметр объектива современного рефрактора чуть более 1 м, рефлектора — свыше 10 м1. Ограничения на размер объектива — технологические. Трудно изготовить большую линзу, удовлетворив всем требованиям к чистоте (отсутствие пузырьков, вкраплений и т. п.) и однородности стекла. Большое зеркало изготовить легче, но оно обладает значительно меньшей жёсткостью. Как следствие возникают существенные температурные деформации, прогибы под действием силы тяжести, вибрации за счёт тряски фундамента обсерватории и т. п. Принципиальным недостатком рефрактора по сравнению с рефлектором является наличие хроматической аберрации. Такие аберрации возникают из-за того, что показатель преломления любого вещества зависит от длины волны падающего света (т. е. от его цвета). Стало быть, фокусное расстояние линзы зависит от длины падающей волны. Если на вход рефрактора поступает параллельный пучок, состоящий из волн разных длин, то в фокальной плоскости, относящейся к средней длине волны, получается не точка, а цветное пятнышко, и изображение объекта оказывается размытым. Впрочем, используя комбинации линз из различных сортов стекла, удаётся значительно уменьшить хроматические аберрации. В общем, каждый из рассмотренных типов телескопов имеет свои преимущества и недостатки и оба типа используются в астрономии2. [стр. 14 ⇒]

Задание 3. Вычисление увеличения изображения, даваемого собирающей линзы и общую длину оптической скамьи, рассчитайте и расположите осветитель, экран и линзу так, чтобы получить n-кратное (n = 2, 3, … - по заданию преподавателя) увеличение предмета. Полученный результат проверить путем измерения высоты изображения и предмета. Задание 4. Определение сферической и хроматической аберраций тонкой собирательной линзы. Собрать схему согласно рис. Систему отцентрировать. Первоначально светофильтр 3 не устанавливать. Настроить линзу для получения изображения сетки на экране. Четкость изображения контролировать путем перемещения линзы от экрана к осветителю. Согласно методических указаний определить фокусное расстояние линзы. Установить в оправу сетки осветителя синий светофильтр и, передвигая экран, найти четное изображение шкалы. Произвести измерение расстояние а,. Измерения повторить для красного светофильтра. Согласно методике определить продольную аберрацию. Убрать светофильтры и установить на оправу линзы дисковую диафрагму. Передвигая экран, найти четкое изображение шкалы и произвести измерение... [стр. 5 ⇒]

На рисунке 2.2 дан вид сбоку на такие линзы. Мы с вами рассмотрим основные свойства так называемых тонких линз. Говорят, что линза тонкая, если еѐ толщина d много меньше 1 2 3 4 5 6 диаметра D (рис. 2.3). Здесь РИС. 2.2 уместно отметить, что упрощѐнный подход, который D мы будем использовать в нашем исследовании, с одной стороны, позволяет ясно понять основные свойства тонких линз, с другой, – не позволяет учесть некоторые эффекты, например d d искажения (их называют аберрациями), неизбежно РИС. 2.4 возникающие при прохождении света через реальные толстые линзы. Для того чтобы исправить аберрации, при производстве оптических приборов часто используют составные линзы или линзы, поверхность которых имеет специальную форму, например, параболическую. РИС. 2.3 Заметим, что хороший объектив микроскопа может содержать более десяти линз (рис. 2.4). [стр. 6 ⇒]

Телескопический ход лучей реализуется в зрительных трубах – астрономической трубе Кеплера и земной трубе Галилея. Тонкие линзы обладают рядом недостатков, не позволяющих получать высококачественные изображения. Искажения, возникающие при формировании изображения, называются аберрациями. Главные из них – сферическая и хроматическая аберрации. Сферическая аберрация проявляется в том, что в случае широких световых пучков лучи, далекие от оптической оси, пересекают ее не в фокусе. Формула тонкой линзы справедлива только для лучей, близких к оптической оси. Изображение удаленного точечного источника, создаваемое широким пучком лучей, преломленных линзой, оказывается размытым. Хроматическая аберрация возникает вследствие того, что показатель преломления материала линзы зависит от длины волны света λ. Это свойство прозрачных сред называется дисперсией. Фокусное расстояние линзы оказывается различным для света с разными длинами волн, что приводит к размытию изображения при использовании немонохроматического света. В современных оптических приборах применяются не тонкие линзы, а сложные многолинзовые системы, в которых удается приближенно устранить различные аберрации. Формирование собирающей линзой действительного изображения предмета используется во многих оптических приборах, таких как фотоаппарат, проектор и т. д. [стр. 7 ⇒]

Корригирующие очки 11.4.3 При нормальной некорригируемой остроте зрения и нормальном диапазоне аккомодации никаких средств коррекции для выполнения задач в пилотской кабине, связанных со зрением, не требуется. Тем не менее многие члены летного экипажа, диспетчеры воздушного движения и кандидаты на эти должности не отвечают требованиям к зрению без очков или контактных линз, поэтому члену врачебной комиссии следует быть знакомым с этими оптическими средствами. Линзы современных очков малой силы могут обеспечивать превосходный уровень коррекции обычных ошибок рефракции без каких-либо искажений. К сожалению, по мере усиления линз становятся все более значительными оптические аберрации, существующие во всех оптических системах. Такие аберрации включают сферическую аберрацию, хроматическую аберрацию, кому4, астигматизм наклонных пучков, кривизну поля и дисторсию. Подробные характеристики этих аберраций вряд ли важны, однако необходимо знать, что ухудшение изображения может стать значительным при силе линз свыше 5 диоптрий и весьма значительным, когда сила линз превышает 10 диоптрий. Помимо перечисленных аберраций, при неправильном выборе очков могут возникать следующие проблемы: a)... [стр. 388 ⇒]

Контактные линзы 11.4.19 Обычно контактные линзы носят по причинам косметического характера, однако с точки зрения обеспечения видения они дают серьезные преимущества по сравнению с очками. К ним относятся улучшение поля зрения и устранение или значительное ограничение аберраций, о которых говорилось выше. Для кандидатов со значительными ошибками рефракции контактные линзы, как правило, обеспечивают более эффективную визуальную функцию, чем очки. 11.4.20 Современные мягкие (гидрофильные) и газопроницаемые твердые контактные линзы могут успешно использоваться многими лицами со сферическими и астигматическими ошибками рефракции. Распространенные в прошлом твердые контактные линзы, изготавливаемые из полиметилметакрилата (ПММА) и непроницаемые для газов с присущими им проблемами "затуманивания", практически исчезли из употребления. Имеются бифокальные контактные линзы, однако они значительно менее успешны, чем обычные монофокальные линзы, и их использование членами летного экипажа не допускается. 11.4.21 Даже самым тщательным образом подогнанная контактная линза представляет собой инородное тело в глазе, некоторым образом нарушающее нормальную физиологию роговицы. Ношение контактных линз создает незначительные, но определенные риски, включающие образование царапин на роговице, аллергические реакции к жидкости для промывания контактных линз, развитие неоваскуляризации роговицы, изъязвление роговицы и глазные инфекции. 11.4.22 Тем не менее, убедившись в том, что кандидат носит надлежащим образом подогнанные контактные линзы и может работать в них комфортно в течение периода времени, достаточного для выполнения требуемых летных обязанностей, такому кандидату можно разрешить использование контактных линз вместо очков. 11.4.23 Появление материалов с высоким индексом преломления позволяет лицам с большой ошибкой рефракции носить очки, создающие меньше искажений и в меньшей степени влияющие на периферическое поле зрения, чем обычные линзы очков. Несмотря на это, встречаются кандидаты с такой высокой степенью ошибок рефракции, что требуемые очки будут вызывать неприемлемые аберрации и/или ограничивать поле зрения. В таких случаях успешное применение контактных линз может стать требованием, т. е. кандидат может использовать в полете контактные линзы, но не очки. В такой ситуации кандидат должен иметь запасную пару контактных линз во время осуществления прав, предоставляемых ему свидетельством. Помимо запасного комплекта контактных линз, кандидаты, которые отвечают требованиям в контактных линзах, но не в очках,... [стр. 391 ⇒]

Для светового микроскопа длина волны в среднем 0,55 мм, апертура (А1) у каждого объектива своя, например, для МИ 90x А1 = 1,25, А2 – апертура конденсора, А2 = 0,95. Расстояние между двумя точками объекта, разрешаемое объективом, при этом будет: d = 0,55/2,20 = 0,2 мкм. Чем меньше длина волны используемого света, тем больше разрешающая способность объектива, тем меньшей величины объект можно увидеть. У в е л и ч е н и е м и к р о с к о п а (Vмикр) – величина, определяемая произведением увеличения объектива (Vоб.) на увеличение окуляра (Vок): Vоб ∙ Vок = Vмикр 1.3. Понятие об аберрации и способы её устранения Увеличение объекта с помощью линз со сферическими поверхностями имеет два недостатка. Во-первых, точка объекта приобретает вид не точки, а кружка. Этот дефект называется сферической аберрацией. Причина его в неравномерном преломлении краевых и центральных лучей, в результате чего краевые лучи пересекаются ближе к линзе, чем центральные. Точка при этом распределяется в пространстве между местами пересечения лучей и превращается в кружок. Во-вторых, при увеличении объекта с помощью линз он приобретает окраску, которой на самом деле не имеет. Это хроматическая аберрация, вызванная неравномерным преломлением коротковолновых лучей (синефиолетовый спектр) и длинноволновых (оранжево-красный). Специальная конструкция объективов с применением коррекционных линз со строго пропорциональными спектрами дала возможность получить объективы-ахроматы, т.е. устраняющие окраску. Они содержат, кроме фронтальной, до 6 коррекционных линз. Микроскоп МБИ-1 снабжён такими объективами. Более совершенные объективы устраняют не только хроматическую, но и сферическую аберрацию и называются апохроматами. В них содержится до 10-12 коррекционных линз, изготовленных из специального стекла. На оправе таких объективов есть обозначение «АПОХР». Кроме того, в лучших объективах делается коррекция на ровность поля зрения, т.е. на одинаковую четкость изображения в любом месте поля зрения. Это особенно важно при фотографировании объекта. Такие объективы носят название планхроматы (от лат. план – полностью) и имеют на оправе обозначение «ПЛАН». При использовании объективов «АПОХР» или «ПЛАН» применяют компенсационный окуляр с обозначением «КОМП». 25... [стр. 25 ⇒]

Оптическая часть микроскопа включает: 1) объектив; 2) окуляры; 3) осветительное устройство. Объективы. Основная оптическая часть любого микроскопа – объектив. Он состоит из сложной центрированной системы линз, дающей возможность получить правильное, увеличенное обратное изображение предмета. Передняя линза объектива (сферическая или полусферическая), производящая увеличение изображения, называется фронтальной. Лежащие за ней линзы – коррекционные – исправляют изображение, устраняя недостатки – артефакты (аберрации), создаваемые фронтальной линзой. Фокусное расстояние линзы для лучей разной длины волны различно. Поэтому при исползовании немонохроматического света формируемое линзой изображение предмета имеет окрашенные края. Подобный феномен известен как хроматическая аберрация; ее устраняют ахроматические и апохроматические объективы. Различие оптических свойств центральной и периферической частей сферической линзы обусловливает сферические аберрации; их устраняют апохроматические объективы. В настоящее время для устранения этого недостатка применяют специальные объективы – планахроматы и планапохроматы. В бактериологической практике наиболее широко применяются объективы: апохроматы, ахроматы и планохроматы. Такое подразделение объективов проведено по характеру исправления аберраций, т. е. дефектов изображения оптических систем. Наилучшим объективом считают планапохромат с высокой числовой апертурой. При использовании апохроматических объективов почти полностью отсутствует хроматическая аберрация, т. е. разложение белого цвета на составные части спектра. Следовательно, создаются условия для наиболее правильной передачи окраски объекта. Это свойство обеспечивается за счет усложнения оптики (до 10–12 линз) и применения особых стекол различного химического состава. Более распространенными являются ахроматы, в которых хроматическая аберрация устранена частично. Эти объективы содержат до шести линз и дают изображение, наиболее резкое в центре. При микроскопировании цветных объектов с помощью ахроматов вокруг изображения может получиться желтоватый или зеленоватый фон. При микрофотографировании целесообразно применять планохроматы. Планохроматы полностью устраняют искривление поля зрения вплоть до краёв (рис. 1). [стр. 11 ⇒]

Во время О. проводят микробиол. исследование обсервируемых лиц в целях обнаружения носителей и б-ных в продромальном периоде и субклинической форме болезни. Объективы — элемент оптической системы любого микроскопа. Состоит из передней фронтальной двояковыпуклой линзы, увеличивающей объект, и системы линз, корригирующих аберрации, к-рые дает фронтальная линза. По этому признаку О. разделяют на ахроматы, устраняющие аберрацию 2 цветов, апохроматы — всех цветов и панхроматы, корригирующие хроматическую и пространственную аберрации. На боковой поверхности футляра О. указаны: увеличение — 8, 10, 20,40, 60,90, апертура - 0,02-0,25 - слабая, 0,30 — 0,65 - средняя и 0,70-1,60 - сильная. По среде между фронтальной линзой и препаратом О. разделяют на сухие, в к-рых средой является воздух, и масляные, к-рые при микроскопии опускают в иммерсионное масло (см.). В этом случае на боковой поверхности О. имеется обозначение МИ или ОИ. Объект-микрометр — прибор для установления размеров микроскоп, объектов, представляющий собой предметное стекло с мерной шкалой в 1 мм, разделенной на 100 частей. Цена каждой части обычно равна 10 мкм. См. Окуляр-микрометр. Ожоги инфицированные. Ожоги — повреж... [стр. 231 ⇒]

Ирисовая (апертурная) диафрагма: позволяет регулировать размеры апертуры (отверстия), через которое свет идет к объекту (это влияет на контраст, глубину фокуса и разрешение изображения). Установлена в конденсоре. Объектив Собирает лучи света от объекта и создает первичное перевернутое истинное изображение объекта. Несколько объективов установлены в револьверной головке. При смене объективов фокусное расстояние сохраняется (объект остается в фокусе). Числовая апертура объектива: NA = n x sinα 1. Светосила () 2. Аберрации линз сферические, хроматические... [стр. 3 ⇒]

1. Преломление Преломление есть изменение скорости света, когда он входит в среду. Так, свет движется медленнее в стекле, чем в воздухе, и отношение двух скоростей, а более точно, отношение скорости света в вакууме к его скорости в стекле есть число, которое называется коэффициентом преломления (п) стекла. Во всех системах линз микроскопов свойство преломления стекла используется для фокусировки света и корректировки аберраций в линзах, а также для того, чтобы передать увеличенное изображение препарата в глаз. Коэффициент преломления зависит от длины волны света (Я). Он возрастает с уменьшением длины волны (синий свет) и убывает с увеличением длины волны (красный свет). Это различие в зависимости от длины волны света имеет большое значение. Белый свет, проходя через линзу, сфокусируется в серии фокусов, в соответствии с длинами волн составляющих цветов, причем синие лучи окажутся ближе к линзе (для них фокусное расстояние короче), чем красные (их фокусное расстояние длиннее). Расстояние между этими фокусами есть величина хроматической аберрации линзы. Распределение коэффициентов преломления-света в зависимости от длины волны называется дисперсией к является характеристикой материала линзы. Стекла с различной дисперсией используются для коррекции аберраций в системах линз. Явление дисперсии можно использовать для исследования некоторых образцов — например для выявления в препарате волокон асбеста. [стр. 7 ⇒]

Угол, под которым луч света преломляется в веществе, зависит от угла падения. Так, луч света, падающий на стекло перпендикулярно его поверхности, не преломляется, в то время как луч, падающий под острым углом, отклоняется от своего направления в плоскости, перпендикулярной поверхности стекла (называемой нормалью). В случае линзы такой луч пройдет через фокус на другой стороне линзы. Различие в фокусных расстояниях для лучей, проходящих вблизи оси линзы и вблизи ее краев, есть величина сферической аберрации линзы. Линза для объектива выбирается таким образом, чтобы она имела минимальную хроматическую и минимальную сферическую аберрации. Рис. 1.2. Покровное стекло, преломление света и числовая апертура А. В левой части нет покровного стекла. Краевой луч идет под углом (а); NA=sin α. В правой части есть покровное стекло; лучи преломляются на границе стекло— воздух. Б. Слева — граница раздела стекло — воздух для сухого объектива. Справа — граница раздела стекло — масло для гомогенной иммерсии, при которой NA гораздо больше, чем в случае сухого объектива. В. Пунктирная линия указывает на видимое положение краевых лучей, идущих из препарата при двух различных по толщине покровных стеклах. Следует отметить, что препарат, заключенный в заливочную среду, может влиять на эффективность конуса света, попадающего на него из конденсора. Угол, под которым свет падает на стекло, важен для объяснения концепции критического угла. Если свет падает под слишком острым углом, то он полностью отражается и не входит в стекло, а свет, выходящий из стекла в воздух, может в этих условиях отразиться внутрь и остаться в стекле (рис. 1.2, Л). Обе эти возможности могут реализоваться, когда свет собирается от препарата объективом и при освещении препарата через конденсор. В некоторых случаях конус света может быть полностью использован только в том случае, когда с целью избежать влияния границы раздела стекло — воздух используют иммерсионное масло, имеющее тот же показатель преломления, что и стекло (рис. 1.2, Б). Так, например, иммерсионное масло иногда необходимо наносить между фронтальной поверхностью линзы конденсора и нижней поверхностью предметного стекла, но более часто масляную иммерсию используют для объективов. Для некоторых линз применяются другие иммерсионные жидкости, например вода в случае флуоресцентных или интерференционных объективов. 2.1.1. Числовая апертура На рис. 1.2 изображен угол между крайними лучами пучка света, входящего в линзу объектива. Половина этого угла обозначена как а. Величина данного угла, как можно видеть, зависит от расстояния между линзой и препаратом и от размера линзы. Эти соотношения обычно объединяют и выражают как sin a. На рис. 1.2, Л справа пространство между линзой и образцом заполнено воздухом (n = 1). Таким образом, sin a есть числовая апертура (NA) объектива. Для сухих систем величина NA ограничена критическим углом конуса световых лучей, выходящего из покровного стекла препарата. Как правило, ее величина для сухих систем не превосходит 0,95. Если между объективом и препаратом находится иммерсионное масло, за счет чего система, через которую проходит свет, становится гомогенной, то может быть использован значительно более широкий пучок света (рис. 1.2, Б). Величина светособирающей способности системы обозначается попрежнему как NA, но теперь она представляет собой произведение показателя преломления иммерсионной среды на sin a. В современных объективах максимальная величина NA обычно составляет 1,3. Конденсоры также имеют определенную величину NA, которая служит характеристикой максимального угла для пучка света, выходящего из верхней линзы конденсора на препарат. Конденсоры с большой NA дают широкий пучок света. Большая числовая апертура, отсутствие сферической и хроматической аберраций и плоское поле зрения — вот цели, к которым стремятся изготовители объективов. Эти свойства определяют в основном стоимость последних. Сухие объективы с большой числовой апертурой весьма тщательно исправлены от аберраций, и для работы с ними требуются покровные стекла строго определенной толщины. Разъяснения к этому представлены на рис, 1.2,5. Для слишком толстых покровных стекол объектив будет недоисправлен, а для слишком тонких — переисправлен. Некоторые объективы имеют коррекционную оправу для установки на различную толщину покровного стекла, но другие требуют строго определенной толщины его, в соответствии со своей NA и увеличением. Дальнейшие подробности будут рассмотрены в разд. 5.2.3 гл. 3. Для того чтобы определить возможности вашего микроскопа, проведите проверку, предлагаемую в табл. 1.2. [стр. 8 ⇒]

Резюме Итак, препарат, освещаемый цугами световых волн, рассеивает их в различной степени в зависимости от своей структуры. Объектив собирает часть рассеянного света в соответствии со своей апертурой. Рассеянный свет, взаимодействуя со светом, прямо прошедшим через препарат, в результате преломления в линзах дает интерференционную картину, которая является первичным изображением микроскопа. Наблюдатель считает, что эта картина отражает строение препарата, однако аутентичность их лимитируется рядом факторов. Такими факторами являются аберрации линз и недостаточная разрешающая сила объектива,... [стр. 19 ⇒]

5.2.1. Числовая апертура и увеличение объективов Как отмечалось ранее в разд. 4.1 гл. 1, чем больше NA объектива, тем более мелкие детали он может разрешать. Если посмотреть на паспортные данные объективов, то можно видеть, что увеличение и апертура не связаны строго между собой. Так, например, существуют объективы 40/0,65; 40/1,3 и 100/1,3. Первые два дают изображения, сходные по размерам,, однако второй позволяет различить более мелкие детали. Два последних объектива, масляно-иммерсионные, имеют одинаковое разрешение, но объектив 40 позволяет наблюдать большую площадь препарата (при меньшем увеличении) по сравнению с объективом 100. Объективы следует выбирать, исходя, главным образом, из их апертуры, а следовательно, из разрешающей способности, а не из увеличения. В настоящее время многие микроскопы снабжены системами переменного увеличения, которые позволяют изменять конечное увеличение приблизительно вдвое. Кроме того, при печати можно давать дополнительное фотоувеличение. Из трех упомянутых выше объективов при прочих равных характеристиках автор рекомендовал бы для получения качественных фотомикрографий объектив 40/1,3. 5.2.2. Исправление аберраций Объективы для микроскопов подразделяются на несколько типов в зависимости от степени исправления хроматической и сферической аберраций. Эти типы можно в свою очередь подразделить в соответствии с тем, насколько объективы свободны от кривизны поля зрения, каковы их увеличение и числовая апертура, являются ли они сухими или иммерсионными. Простейшие объективы — это ахроматы, которые сводят синие и красные лучи в один фокус, несколько отличающийся от фокуса для зеленого света. Даваемое ими изображение может иметь слабо заметные цветные кольца, окрашенные в зависимости от фокусировки в зеленый или пурпурный цвет. Ахроматы исправлены в отношении сферической аберрации только для зеленых лучей. Они сравнительно дешевы и пригодны для визуальных наблюдений. Для фотомикрографии их следует использовать по возможности вместе с монохроматическим зеленым светофильтром (например, Wratten 58 фирмы Kodak) или интерференционным зеленым фильтром. Тогда они дают сравнительно хорошие результаты. Флюоритовые объективы (названные так потому, что в них стоят линзы из минерала флюорита), или полуапохроматы, лучше исправлены в отношении хроматической аберрации, чем ахроматы. Благодаря этому они выпускаются с относительно большей (при данном увеличении) апертурой и дают более качественное и контрастное изображение. Простота конструкции и большая светосила делают флюоритовые объективы удобными для флуоресцентной микроскопии. Они также могут быть с успехом использованы для фотомикрографии. Апохроматы представляют собой наиболее скорректированные объективы, у которых практически полностью исправлена хроматическая аберрация, а сферическая аберрация исправлена не для одного, а для двух цветов. Эти объективы дают высококачественное изображение и более всего подходят для качественной фотомикрографии, особенно в цвете. Такие объективы сложны в изготовлении, поэтому в микроскопах многих фирм добиваются коррекции вторичной хроматической аберрации с помощью специальных «компенсационных» окуляров. По этой причине полностью исправленная система состоит из объектива и соответствующего окуляра. Для объективов, изготовленных различными фирмами, а иногда и для разных объективов, выпускаемых одной фирмой, нужны различные окуляры. В некоторых случаях полная коррекция аберраций проведена в самом объективе. Обычно практикуемая в лабораториях беспорядочная замена оптических элементов, очевидно, не может дать хороших результатов. Если нет уверенности в целесообразности той или иной замены, то следует обратиться к инструкциям изготовителя. 5.2.3. Сухие объективы и толщина покровного стекла Объективы рассчитаны на то, чтобы наблюдать препарат через материал определенной толщины и с определенным показателем преломления, и чем больше апертура объектива, тем важнее соблюдать данные условия. Если использовать объектив не так, как рекомендуется, то качество изображения ухудшится из-за неполной коррекции сферической аберрации. Для большинства сухих объективов (то есть рассчитанных на воздушную прослойку между препаратом и фронтальной линзой) требуется покровное стекло «№ Р/2» толщиной 0,17 мм, и последнее число выгравировано на их оправе. Некоторые объективы, маркированные Эпи (Epi), 0, или просто «—», рассчитаны на работу с непокрытым препаратом, другие, наоборот, могут быть использованы при работе с культуральными флаконами и рассчитаны на толщину их стенок до 2 мм. В некоторых специальных случаях, например в цитогенетике, используются препараты без покровных стекол (гл.9). Для наблюдения таких препаратов может быть с успехом использован объектив Zeiss Epiplan 80/0,95, который более известен среди специалистов по материаловедению, нежели среди биологов. Небольшие отклонения в толщине покровного стекла, как правило, несущественны для объективов с апертурой менее 0,65, но имеют значение для сухих объективов с большой апертурой (0,75—0,95). Эти объективы часто имеют коррекционную оправу, которая позволяет добиваться максимальной коррекции... [стр. 48 ⇒]

Тем не менее следует помнить, что, если при фотографировании препаратов требуется большая глубина резкости, разрешение может уменьшаться за счет других факторов, например за счет толщины самого препарата, и тогда нет необходимости в применении объективов с большой апертурой. 5.2.6. Кривизна поля зрения Многие объективы дают изображение, в котором центральная часть и периферия не могут быть сфокусированы одновременно. При визуальной микроскопии это не является помехой, однако для фотомикрографии такие изображения непригодны. Данная проблема не очень существенна, если используются сравнительно толстые срезы, поскольку кривизна поля зрения приводит лишь к тому, что резкими оказываются детали, лежащие на разных уровнях, но в случае тонких срезов, которые все чаще используются в настоящее время, эти изображения непригодны для фотомикрографии. Чтобы решить данную проблему, фирмы-изготовители выпускают специальные объективы с минимальной кривизной поля зрения, которые отмечены приставкой «План» (Plan), например Планахромат и Планапохромат. План-объективы специально рекомендуются для фотомикрографии, и их следует всегда использовать с окулярами, рекомендуемыми фирмой-изготовителем. 5.2.7. Типы конденсоров Для фотомикрографии рекомендуются конденсоры с наиболее полно исправленными сферической и хроматической аберрациями. За счет своего высокого качества они обеспечивают большую точность настройки, более высокий контраст (благодаря уменьшению количества рассеянного света) и более равномерное освещение поля зрения. Эти преимущества особенно заметны при цветной фотомикрографии. Типы конденсоров варьируют от простейших двухлинзовых типа Аббе, неисправленных в отношении сферической и хроматической аберраций, и апланатических, исправленных в отношении сферической аберрации, до апланатических ахроматических, исправленных в отношении сферической и хроматической аберраций и дающих наилучшие результаты. Из-за аберраций простейшие конденсоры дают нерезкое, имеющее цветную кайму изображение полевой диафрагмы, что не позволяет точно установить освещение по Кёлеру. Более того, из-за своей ограниченной апертуры они не могут дать необходимого освещения для объективов с большой апертурой, что не позволяет полностью воспользоваться потенциальной разрешающей способностью последних. Наиболее исправленные конденсоры, как правило, рассчитаны на то, что при использовании апертуры 1,0 и больших апертур между их фронтальной линзой и предметным стеклом наносится иммерсионное масло. Применение иммерсии на конденсоре, хотя она и загрязняет его, рекомендуется для получения наилучших результатов при фотомикрографии с использованием высокоапертурных объективов. При использовании объективов с малым увеличением (как правило, меньше 10) могут возникнуть трудности с освещением всего большого поля зрения с помощью стандартных конденсоров. Эта проблема часто вынуждает микроскопистов совершать одну из самых существенных ошибок в микроскопии, а именно опускать конденсор ниже правильного положения, снижая тем самым качество изображения. Для работы с объективами малого увеличения некоторые конденсоры снабжены откидывающейся верхней линзой, а у некоторых микроскопов имеется дополнительная линза, размещаемая под конденсором. В других микроскопах есть дополнительные линзы между коллектором и конденсором, расположенные в основании станины микроскопа. Все указанные системы служат для увеличения изображения полевой диафрагмы, создаваемого конденсором в плоскости образца. Так, конденсор, имеющийся у автора, освещает в плоскости препарата пятно диаметром 1,5 мм, если верхняя линза введена в ход лучей, и пятно диаметром 5 мм при откинутой линзе. В случаях, когда верхняя линза не откидывается, того же эффекта можно достичь, вывернув ее. Если фотомикрография на малом увеличении применяется в лаборатории постоянно, то желательно иметь специальный длиннофокусный конденсор. 5.2.8. Чистка линз Наилучший способ иметь чистые линзы — это предохранять их от загрязнения. Многие оптические стекла значительно мягче, чем оконное стекло, и их просветляющее покрытие очень чувствительно к абразивам. Поэтому чистка оптических поверхностей неизбежно сопряжена с риском повредить полировку линз. В связи с этим можно дать ряд полезных советов: 1) все оптические элементы, когда они не используются, должны быть закрыты. При использовании даже простейшего полиэтиленового чехла потребность в очистке значительно уменьшается; 2) следует очень внимательно следить за тем, чтобы при смене препаратов иммерсия не попала на сухие объективы; 3) следует избегать загрязнений канадским бальзамом и другими заливочными средами со свежеприготовленных препаратов. Их очень трудно удалить, особенно после того, как они застынут; 4) никогда не ставьте иммерсионный объектив на стол «вверх ногами», не удалив предварительно с него все масло, которое может затечь внутрь объектива; 5) никогда не разбирайте объектив для чистки самостоятельно. До тех пор, пока вы не достигнете... [стр. 50 ⇒]

Такая лупа имеет три сменных увеличения Г 1; Г 2 и Г3 = Г х + Г 2, где Tj и Г 2 — увеличения первой и второй отдельной линзы. Лупы среднего и сильного увеличения (свыше 6х) из-за небольшого по сравнению с размером зрачка фокусного расстояния требуют устранения также и осевых аберраций: сферической и хроматической. Так как при одной линзе труднее устранить аберрации, то получение удовлетворительного качества изображения в сильных лупах достигается применением двух или более линз. Примером л у п ы и з д в у х н е с к л е е н н ы х л и н з может служить дуплетная лупа (рис. 1.4, б), предложенная Волластоном, состоящая из двух плоско-выпуклых линз. Все аберрации, кроме хроматической, в большей или меньшей степени устранены, поэтому изображение достаточно хорошее по всему полю зрения. Увеличение лупы может достигать очень больших значений. В е р а н т н а я л у п а (рис. 1.4, в) из положительного и отрицательного менисков имеет значительное поле зрения, достигающее 60°. Лупа свободна от астигматизма, кривизны изображения, дисторсии и хроматической разности увеличений. Рассчитана для определенного положения глаза и имеет небольшое увеличение. А п л а н а т и ч е с к а я л у п а по Штейнгелю (рис. 1.4, г) довольно распространена для увеличения 6—15х . Состоит из трех склеенных линз: средняя—двояковыпуклая, крайние — симметрично расположенные одинаковые отрицательные мениски. В системе благодаря ее симметрии отсутствуют аберрации наклонных пучков, а также устранены сферическая аберрация и хроматическая разность увеличений. Все это обеспечивает хорошее качество изображения по всему полю зрения, угловой размер которого достигает 20°. Четырех линзовые анастигматические лупы (рис. 1.4, д) являются наиболее совершенными лупами с большими увеличениями (10—40х), у которых устранены все аберрации как осевые, так и внеосевые. По своим качествам эти лупы приближаются к микрообъективам. Теоретически возможно изготовить лупы с очень большим увеличением. Фокусное расстояние таких луп будет мало. Это приведет к значительным трудностям: диаметры линз станут малыми, а кривизна поверхностей — большой; сильно уменьшится поле зрения и очень затруднится освещение объекта. Б и н о к у л я р н ы е л у п ы обычно состоят из двух одиночных линз или линз с помещенными перед ними призмами, расположенных так, что наблюдение через них ведется одновременно двумя глазами. Эти лупы дают возможность видеть объемное изображение предмета и поэтому очень удобны для препарировальных и других работ подобного рода. Увеличение луп, как правило, не превышает 3х. Две линзы простейшей бинокулярной лупы (рис. 1.4, е) представляют собой крайние участки одной линзы, в фокусе которой помещается предмет О. Таким образом, при наблюдении лучи из одной точки предмета попадают в оба глаза. Для выполнения этого условия в случае обыкновенных линз перед ними устанавливаются соответствующие призмы. К о н с т р у к ц и и л у п довольно разнообразны, что вызвано различными условиями их применения. На рис. 1.5 показано по одной лупе из всех наиболее употребительных типов (исключая бинокулярные). [стр. 11 ⇒]

Мениск действует собирающе. Так, например, апланатическая линза, изготовленная из марки стекла ТК-16 (п 1,6126), снижает апертуру выходного пучка в 1,6126 раза. Если последовательно установить, например, три апланатические линзы одну за другой, то выходная апертура будет равна sin и7 —— п^ 1 -. Однако число применений апланатических линз ограничено тем, что эти линзы становятся толстыми, а радиусы их поверхностей малыми. Поэтому практически невыгодно применять последовательно более трех менисков. Апланатические линзы не дают действительного изображения. Чтобы получить действительное изображение, необходимо иметь по крайней мере одну неапланатическую поверхность. Апланатические поверхности играют большую роль в конструкции сильных микрообъективов, у которых входная апертура доходит до 0,95 в сухих системах и до 1,5-- 1,6 в иммерсионных. При расчете некоторых сильных объективов имеет место незначительное отступление от апланатизма фронтальной линзы, что является благоприятным в отношении увеличения рабочего расстояния, а также компенсации аберраций высших порядков, которые появляются на последующих преломляющихся поверхностях. 22. Хром атические аберрации... [стр. 63 ⇒]

Для увеличения апертуры до 0,30 к двум двойным склеенным линзам обычно прибавляется плоско-выпуклая фронтальная линза. Такую оптин у— 5------- ческую конструкцию из пяти линз имеют, например, объективы 10x0,30 (ОМ-5, 03-ШИК, Рис. V III.3. Схема распорис. V III. 1, в), 20x0,40 и 40x0,65 и др. На ложения объективов относительно тубуса микрорис. V III.4 и V III.5 приведены конструктивные скопа: А — верхний срез элементы и графики аберрации соответственно тубуса; В — плоскость объективам 20x0,40; 40x0,65. изображения (с нею совВ большинстве случаев в объективах средних мещается фокальная плоскость окуляра); С — диаи больших апертур радиус кривизны второй (выфрагма в оправе объекпуклой) поверхности фронтальной линзы опредетива; D —нижний срез ляется из условия, чтобы изображение, даваемое тубуса; Е — вершина поспервой плоской поверхностью, находилось вблизи ледней поверхности объектива; F — вершина первой апланатической точки второй (выпуклой) поверхповерхности объектива; g —предмет; Я—верхняя ности; отрицательная сферическая аберрация, возникающая в результате преломления лучей чеповерхность покровного рез плоскую поверхность, устраняется последуюстекла (толщина покровного стекла Я = 0,17 мм) щими компонентами системы. В объективах с большой апертурой такая первая плоская поверхность дает большую отрицательную сферическую и сферохроматическую аберрации высших порядков, полностью устранить которые остальной частью системы в большинстве случаев не представляется возможным. Замена плоской поверхности вогнутой в значительной степени уменьшает эти остаточные аберрации. r gpa... [стр. 177 ⇒]

Применение перед фронтальной линзой однородной иммерсии с оптическими константами, равными константам покровного стекла и фронтальной линзы, устраняет в этой части объектива указанные выше аберрации, так как препарат находится в прозрачной однородной среде и лучи до второй поверхности фронтальной линзы не испытывают преломления. В этом случае может быть легко выполнено условие апланатизма, если точку предмета, расположенную на оптической оси, поместить в одну из апланатических точек второй поверхности фронтальной линзы. Иммерсионные объективы-ахроматы больших увеличений преимущественно состоят из четырех компонентов: фронтальной линзы, затем мениска, по форме близкого к апланатическому, и двух двухлинзовых компонентов. На рис. V III.1, г приведен объектив 90x1,25 (М-101) масляной иммерсии, а на рис. V III.6 его конструктивные элементы и остаточные аберрации. В конструкции, приведенной на рис. V III.1, г, линзы объектива центрируются по автоколлимации с оправами и устанавливаются в общий корпус. Для устранения погрешностей изготовления деталей и сборки оправа второй фронтальной линзы посажена в корпус с радиальным зазором. Перемещением этой линзы в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива, добиваются требуемого качества изображения. Такая система юстировки применяется во всех сильных микрообъективах. Наряду с объективами, рассчитанными для применения с масляной иммерсией, применяются также объективы с водной иммерсией для наблюдения живых микроорганизмов в воде. В объективах для водной иммерсии с целью улучшения коррекции аберрации соприкасающейся с водой первой фронтальной поверхности придается преимущественно вогнутая форма (например, апохромат 70x1,23, рис. V III.9, е).2 2. Объективы-апохроматы... [стр. 181 ⇒]

Смотреть страницы где упоминается термин "аберрация линз": [193] [202] [227] [241] [244] [245] [28] [33] [34] [7] [8] [19] [48] [50] [3] [27] [30] [31] [5] [5] [7] [7] [8] [8] [9] [11] [8] [3] [91] [103] [103] [104] [104] [105] [107] [117] [118] [122] [68] [74] [11] [4] [12] [13] [2] [127] [1] [1] [1] [1]