Магазин форменной и спецодежды

Ньютон Исаак

Источник: Ньютон Исаак

Вода

Источник: Вода

МИКРОСКОП

МИКРОСКОП (от греч. mikros—малый и skopeo—смотрю), оптический инструмент для изучения малых предметов, недоступных непосредственному рассмотрению невооруженным глазом. Различают простой М., или лупу, и сложный М., или микроскоп в собственном смысле. Лупа употребляется обычно для более грубого изучения мелких деталей и дает сравнительно небольшие увеличения (прямые мнимые); сложный М. употребляется для более тонкого изучения деталей строения и дает обратное увеличенное и мнимое изображение, слагающееся из двух моментов: увеличения передней оптической системы М.—объектива, дающего обратное действительное увеличенное изображение, и увеличения второй системы—окуляра, дающего увеличенное прямое мнимое изображение. — Современные типы М. являются результатом длительного процесса усовершенствования как оптических, так и механических частей инструмента. История М. Искусство изготовления оптических стекол связано с шлифовкой камней, известной еще в очень древние времена. Первые сведения о применении оптических стекол также относятся к глубокой древности, и еще в раскопках Ниневии найдены указания на применение двояковыпуклых собирающих линз, приготовленных из горного хрусталя. Свойство двояковыпуклых линз увеличивать предметы известно было также древним грекам и римлянам, f-iillilil'l'l i

lib

Рисунок 1.                            Рисунок 2.

Рисунок 1. А—плоско-выпуклая линза; С—диафрагма; Е—исследуемый объект; G—отверстие в вогнутом зеркале; Н—глаз; I—параллельные лучи. и у Плиния имеются сведения о применении таких оптических стекол, но всеобщее распространение и систематическое изучение их относится к началу 13 в., когда двояковыпуклые или плоско-выпуклые стекла стали применяться в качестве стекол для чтения и очков. Для собственно микроскоп. целей оптические стекла стали применяться с конца 16 и начала 17 вв. Первые М. состояли из одного двояковыпуклого стек-

ла, следовательно представляли собой простой М. (лупу). Такое стекло вставлялось в оправу и для целей освещения было соединено с вогнутым зеркалом или с другой собирающей линзой, концентрирующей свет на изучаемом предмете. Из таких первых М. следует упомянуть первый микроскоп Декарта (рис. 1), Цановское блошиное стекло и микроскоп Ледермюллера, представляющие собой одно стекло в оправе в виде трубки, причем в последней модели имеется уже приспособление в виде винта для б. или м. грубой установки на фокус. Дальнейшим усовершенствованием и усложнением такого М. являются М. голландского ученого-самоучки Левенгука, в к-ром (рис. 2) имеется приспособление для укрепления объекта и его передвигания при помощи винта, и микроскоп Вильсона, Либеркюна и Жобло, снабженные штативом или ручкой для держания инструмента и осветительн. стеклом для концентрирования света (рисунок 3).                  Рис.3.

Первые микроскопи-сты изготовляли свои стекла сами и некоторые из них, как например Левенгук, достигали в этом отношении большого искусства, как об этом свидетельствуют рисунки Левенгука, открывшего ряд микроорганизмов, семенные нити и проч. Однако первые М. несмотря на то, что с ними был сделан целый ряд открытий, имели так много недостатков, что не получили большого распространения. Основными недостатками их являлась наличность сферической и хроматической аберрации, сильно портивших получаемое изображение, хотя увеличение, даваемое такими М., и доходило до сотен раз. Настоящее свое место серьезного научного инструмента М. заняли только с начала 19 века, когда в результате работ целого ряда физиков (Фраунгофер, Амичи и др.) и техников, конструкторов М., были введены в употребление сложные оптические системы, комбинации из двух или нескольких стекол разного сорта, давшие возможность устранить сферическую аберрацию. В наст, время в качестве простого М. пользуются исключительно сложными стеклами (системами), дающими небольшие увеличения (рис. 4). Сложный М., представляющий собой соединение двух оптических систем: объектива—стекла, обращенного к изучаемому предмету, и окуляра—стекла, обращенного к глазу исследователя, был предложен в 1590 году Поганом и Захарией Янсенами из Миддельбурга в Голландии. В Янсеновском М.          объективом, так и окуляром слу- жили простые двояковыпуклые чечевицы. Представляя собой комбинацию двух простых оптических стекол (рис. 5), этот М. конечно еще усугублял недостатки простого М., т. к. несовершенное изображение объ-, ектива рассматривалось в столь же несовершенный окуляр. В 1665 году Гук в качестве окуляра предложил комбинацию двух собирающих чечевиц, положив этим основание для конструкции современных окуляров. Во второй половине 18 в. М. Эйлер рассчитал первый ахроматический объектив, построенный и усовершенствованный Мартином в 1759 г. и затем Дей-лем в 1807 г. Неудивительно, что большинство исследователей отдавали предпочтение простому М., И МИК-

ЙОб ектив.

|Окуляр Рисунок 4. Аплана-тическаялупа. Рисунок 5. роскоп сложный не мог занять должного места вплоть до начала 19 в., когда его усовершенствование пошло быстрыми шагами вперед. В 1811 г. работы Фраунгофера, в 1816 г. ■— Амичи и наконец Селли, рассчитавшего сложный объектив, выполненный знаменитым франц. оптиком Шевалье (1824), настолько усовершенствовали оптические части микроскопа, что о прежнем скептическом отношении к нему уже не могло быть и речи. Устройство коррекционной оправы (Росс; 1839), применение иммерсионной среды [сперва воды, а затем кедрового масла—

6. Микроскоп Роберта Гука (1665 г.

гомогенная иммерсия (Аббе; 1878)] и наконец построение апохромата (Аббе; 1886) являются важнейшими этапами в развитии М. В наст, время для тонкого изучения недоступных невооруженному глазу деталей пользуются исключительно сложным М., к-рому и присвоено название М. в собственном смысле.—Первые сложные М. являлись очень неуклюжими и неудобными в обращении, как это можно видеть из ряда прилагаемых рисунков (рис. 6, 7, 8, 9 и 10). Только постепенно выработался тот внешний вид М., который в настоящее время является общепринятым. Простой М. (лупа). Лупы в наст. время употребляются при работе с объек- тами, стоящими на границе макроскопического и микроскопического изучения (макро-микроскопия). Особое значение они имеют при манипуляциях с мелкими объектами (экспериментальная эмбриология, препаровка очень тонких сосудов и нервов и пр.). Лупы соответственно их назначению изготовляются в различных оправах и состоят из

Рис.

Рисунок 8. Рисунок Микроскоп Кёльшшера и Скарлетта (1750 г.). Рисунок 8.Микроскоп Селли иШевалье(1824г.). одной или нескольких ахроматических линз, расположенных так, что-общий их фокус всегда больше расстояния между отдельными членами лупы. Лупа должна иметь достаточно большое поле зрения и хорошую коррекцию, чтобы получались резкие контуры. Из наиболее употребительных типов луп следует упомянуть следующие .—1. Ручная лупа. Она представляет собой ахроматическую пару в оправе с шарниром, благодаря к-рому она складывается и удобно помещается в кармане. Часто в одну оправу вставляются 2—3 лупы, к-рыми можно пользоваться как по-

Рисунок 9.

Рисунок 9. Микроскоп Шевалье (около 1850 г.). Рисунок 10. Микроскоп Zeiss'a (1895 г.). одиночке, так и в комбинации, т. к. при выдвижении она благодаря зарубкам на оправе центрируется (рис. 11).—2. Лупы для оптических установок имеют короткий фокус и заключены в оправу, в к-рой могут быть закреплены в определенном положении, причем их оправа плотно устанавливается на стекле. Даваемое ими увеличение колеблется от 6 до 10 раз. Употребляются для наведения на фокус в микрофотографии (рис. 12).—3. Препаровальные лупы—различной силы ахроматические лупы из одной или нескольких пар, вставляемые в гнездо соответственного штатива, к-рый может быть очень различным. В простейшем виде это — кольцо,          _mi вмещающее лупу ИМтмЯИИ с ручкой, соеди-

Рисунок 11.

Рисунок 12.

Рисунок 13.

неннои шаровым шарниром с тяжелой подставкой, снабженной вертикальной колонкой с зубчаткой для установки на фокус. Более сложные препаровальные лупы имеют вид столика микроскопа со стеклянной зеркальной пластинкой, под которой на шарнире помещается непрозрачная, наполовину белая, наполовину черная пластинка, служащая фоном для объектива. Под столиком помещается зеркало, одна сторона которого сделана матовой для препа-рования в проходящем свете. Нередко на добавочной подставке располагается собирательная линза для освещения препарата сверху. Для получения разных увеличений к штативу дается набор луп с разными фокусными расстояниями (рис. 13 и 14).—4. Демонстрационная лупа на штативе в виде пластинки с ручкой; на столбике укреплено кольцо для луп, увеличивающих от 6 до 30 раз, под лупой круглое отверстие и 2 клеммы для удержания препарата. Лупа с препаратом может быть послана по аудитории для рассматривания препарата в проходящем свете (рис. 15).—5. В качестве лупы для чтения употребляются большие плоско-выпуклые линзы с оправой или без нее. К препаровальным лупам часто относят в прейскурантах монокулярные и бинокулярные М. (см. ниже), а также очки-лупы, представляющие собой своеобразно устроенные бинокли, т. е. зрительные трубы с призмами. Такие препаровальные очки-лупы, требующие работы с очень мелкими объектами, выпущены фирмой Цейса и с успехом употребляются при различного рода операциях.

Описание современного М. В сложном М. различают механические части и оптику, к к-рой относятся объектив, окуляр и конденсор. Механические части М.: колонка с укрепленным на ней предметным столиком; труба, могущая передвигаться вверх и вниз, и осветительный прибор с диафрагмой. Колонка микроскопа укреплена на тяжелой, обычно подковообразной подставке, придающей всему М. необходимую устойчивость. На подставке укреплена нижняя, неподвижная часть колонки М., имеющая форму цилиндра, а в последнее время призмы с прорезом для помещения штанги, на которой прикреплены механические части осветительного прибора. Неподвижная часть колонки б. ч. соединяется с верхней,подвижной частью посредством шарнира, дающего возможность наклонять верхнюю часть М. до прямого угла, причем труба М. приобретает горизонтальное положение. При помощи винта с ручкой шарнир может быть закреплен в любом положении совершенно прочно. Такой шарнир отсутствует только в самых дешевых моделях.

Рис 15

Верхняя, подвижная часть колонки М. устраивается двояко: в более старых моделях она представляет трехгранную призму, по к-рой ходит с соответственной выемкой по оси цилиндрическая часть, поддерживаемая пружиной; при помощи поперечной перекладины пружина удерживается в определенном напряжении и стремится поднять кверху наружную часть подвижной части колонки с прикрепленной к ней трубой; наверху подвижной части находится микрометрический винт с определенным ходом, дающий возможность при вращении его головки плавно и медленно опускать трубу микроскопа при завинчивании и поднимать при отпускании винта благодаря действию расправляющейся пружины. В новейших моделях микроскопа верхняя часть колонки, соединенная шарниром с нижней, также делается неподвижной и может ел у жить ручкой для переноски М. с места на место; на передней стороне этой части колонки в соответственной вырезке помещается горизонтальный микрометрический винт, приводящий во вращение косо срезанный цилиндрик, по к-рому ходит маленькое колесо, соединенное с трубой М., отдавливаемой книзу пружиной; такое устройство ми-крометрич. винта обеспечивает его большую сохранность и допускает более мелкие передвижения трубы, что важно при сильных увеличениях (рис. 16). В нек-рых случаях, в более дешевых моделях, микрометрический винт передвигает по наклонной поверхности небольшой стальной шарик, соприкасающийся с подставкой трубы, которая своей тяжестью опускается книзу, а шари- ком может быть поднимаема; такой винт значительно дешевле, но зато часто дает остановки при опускании трубы благодаря трению шарика о наклонную плоскость и загустеванию смазки. Головка микрометрического винта делается большой в виде низкого конуса или (в лежачем винте) в виде цилиндра и бывает разделена по окружности на деления, дающие возможность * зная ход микрометрического винта, определить экскурсию трубы М. при повороте винта на определенное количество градусов; обычно на головке бывает выгравирована шкала деления головки винта. Такое приспособление дает возможность вертикальных измерений под микроскопом при установ-

Рисунок 16. Микрометрический винт с бесконечным ходом.

ке фокуса на верхнюю и нижнюю поверхность изучаемого предмета или на разные его элементы, расположенные в разных плоскостях. Для грубой установки труба соединена при помощи кремальеры с зубчаткой, дающей возможность независимо от микрометрического винта поднимать и опускать трубу микроскопа на значительные расстояния. Такая зубчатка теперь устраивается почти во всех моделях, и ее лишены только старые модели или самые дешевые школьные М. В них труба передвигается непосредственно рукой и удерживается на месте благодаря трению между наружным и внутренним отрезками трубы. Над нижней, неподвижной частью колонки над шарниром к колонке М. прикрепляется (почти всегда наглухо) предметный столик; только в моделях, специально приспособленных для исследования в падающем свете и для киномикрофотографии, предметный столик соединяется посредством кремальеры с нижней частью подвижного отдела колонки и может подниматься и опускаться. В середине предметного столика, соответственно оптической оси трубы, имеется отверстие, достаточно большое для пропускания света и помещения осветительного аппарата. Форма предметного столика и его величина бывают различны. В более дешевых моделях столик делается четырехугольным и совершенно неподвижным, в более дорогих моделях столик делается круглым и может передвигаться на несколько мм при помощи винтов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также вращаться вокруг оси микроскопа, что очень важно при применении для изучения поляризованного света. Наиболее совершеннымподвижным столиком должен считаться большой крестообразный подвижной столик, устраиваемый большинством фирм очень точно. На дискообразном основании такого столика устроены салазки, по к-рым при помощи зубчатки и винта верхняя часть столика может передвигаться в двух направлениях, взаимно перпендикулярных. Передвижение столика в ту и в другую сторону может быть отмечено при помощи нониуса. Такой столик дает возможность систематически, поле за полем просмотреть весь препарат, а также, записавши деления соответственных нониусов. отметить для данного М. определенное место в препарате и затем легко отыскать его снова. На кремальере столика имеется зажим-арретир, дающий возможность превратить столик в неподвижный. Круговое движение верхней части предметного столика также при помощи винта может быть задержано в определенном положении. В нек-рых моделях край верхнего диска подвижного столика снабжается делениями на градусы (важно при применении поляриза¹ ционных приборов). Удобства большого крестообразного предметного столика могут быть заменены в более дешевых моделях применением приставного крестообразного столика (рис. 17). Объективный винтовой микрометр представляет собой подвижной столик с микрометрическим винтом, позволяющим передвигать его с препаратом слева направо и обратно. На головке винта имеются деления, показывающие насколько столик передвинулся. С винтом связан счетчик оборотов, что дает возможность измерять относительно большие предметы. Труба М. обычно состоит из двух частей, вдвигающихся друг в друга;наружная, более широкая трубка, соединена с кремальерой и микромет- |: рическим винтом, а внутренняя, более узкая, свободно двигается внутри наружной и удерживается благодаря трению. На стенке внутренней трубки обычно наносятся деления, указывающие общую длину всей тру-быв мм, что очень важно при употреблении объективов разных фабрик, коррегированных на разную длину трубы. Нек-рые фабрики в наст, время дают даже дорогие модели М. с нераздвигающейся трубкой, что лишает возможности правильного применения объективов других фирм с коррекцией на другую длину трубы. Длина трубы определяется расстоянием от нижнего обреза наружной трубы до верхнего края внутренней трубы, на к-ром лежит своими закраинами окуляр.* Нижний конец внутренней трубки снабжается винтовым нарезом для ввинчивания т. н. внутреннего М. (см. ниже). В верхний конец внутренней трубы свободно входит окуляр М., удерживающийся закраинами оправы. На нижнем * Под оптической, или редуцированной трубойчасто разумеют расстояние от верхнего фокуса объектива до нижнего фокуса окуляра.

Рисунок 17.

конце наружной трубы имеется винтовая нарезка для привинчивания объективов или приборов для перемены объективов: револьвера или санного аппарата. Внутренняя поверхность обеих труб вычернена, чтобы избежать образования световых рефлексов. Ввинчивание и вывинчивание объектива из микроскоп, трубы является хлопотливым, всегда в значительной степени нарушает установку и отнимает довольно много времени; поэтому б. ч. пользуются револьверами на два, три или четыре объектива или санными аппаратами для смены объективов.— Револьвер состоит из верхней плотной пластинки с выступом, снабженным винтовой нарезкой, при помощи к-рой он привинчивается к нижней части трубы М.; к верхней пластинке прикреплен на оси вращающийся диск с гнездами для ввинчивания объективов. Для центрировки объективов при их перемене на задней части вращающегося диска револьвера имеется зарубка, в к-рую входит пружинная щелкуш-ка, прикрепленная к верхнему диску: при совпадении щелкушки с зарубкой объектив центрирован. Т. к. револьвер имеет высоту около 15 мм, то при применении его необходимо соответственно . укоротить оптическую трубу; при применении объективов той же фирмы, что штатив, труба М. может оставаться в покое, и при перестановке объективов приходится только исправить наведение на фокус при помощи микрометрического винта; при применении объективов разных фабрик необходимо трубу поднимать и всю установку производить заново.— Санный аппарат состоит из двух частей, вдвигающихся одна в другую; верхняя часть, снабженная вырезками, привинчивается к нижней части трубы, а нижняя часть аппарата служит для ввинчивания объектива; для центрировки имеются винты с ключиком, вращением к-рых может быть достигнуто совпадение оптической оси объектива с оптической осью М. Для каждого объектива должна быть своя отдельная нижняя часть (санки), для него центрированная; для хранения таких объективов с санками весьма удобны ящики с гнездами, в которые вдвигаются санки (рис. 18). В последних прейскурантах Лейца предлагается для той же цели аппарат в виде щипцов с пружинкой; в нижнюю ветвь аппарата вставляется объектив, смена систем происходит очень быстро. К нижней части предметного столика прикрепляется приспособление для помещения осветительного прибора. Простейшим осветительным прибором служит зеркало, имеющее две поверхности: плоскую и вогнутую; к нижней поверхности столика прикрепляется гнездо для диафрагм (цилиндрических или пластинчатых) или диск с круглыми отверстиями разной величины, укрепленный на оси так, что отверстие располагается точно на оси М., что отмечается защелкиванием пружинки. В последних моделях, даже дешевых, освещение М. производится осветительным аппаратом Аббе, б. или м. сложным, почему различают малый, средний и большой осветительный аппарат. Весь осветительный при- бор прикреплен к столу микроскопа на штанге и передвигается вверх и вниз при помопш винта или кремальеры.(последнее удобнее), причем ось аппарата, совпадающая с осью всего М., в стороны не сдвигается. В верхней части прибора укреплено кольцо, в к-рое входит осветитель, а ниже находится диафрагма. В дешевых моделях, не имеющих конденсора, в это кольцо помещаются пластинчатые или цилиндрические диафрагмы. В более дорогих моделях диафрагма всегда зрачковая. Она устраивается т.о., что в низком барабанчике свободно ходят серповидные металлические секторы, при передвиганий ручки диафрагмы располагающиеся или параллельно окружности барабанчика или становящиеся к радиусам под углом; в пер-

Рисунок 18.

вом случае все отверстие конденсора открывается, во втором благодаря накладыванию краев секторов друг на друга посередине остается большей или меньшей величины отверстие, которое может суживаться вплоть до полного закрытия его. Такая диафрагма-ирис (зрачковая) очень удобна в обращении и дает возможность легко регулировать количество света в зависимости от качеств препарата, цели исследования и индивидуальных особенностей исследователя. В больших осветителях ирис-диафрагма может быть поставлена б. или м. эксцентрически при помощи зубчатки, может вращаться вокруг вертикальной оси и может быть совершенно выведена в сторону.—На нижнем конце штанги в вилкообразной оправе помещается зеркало, с одной стороны вогнутое, с другой—плоское; зеркало может вращаться вокруг взаимно перпендикулярных осей и без изменения положения М. может быть наведено на любой источник света спереди и сбоку от исследователя. В гильзу верхней части осветительного прибора вставляется конденсор (осветитель), представляющий собой комбинацию двух или трех простых или ахроматических собирающих стекол; в зависимости от количества членов системы его апертура (см. ниже) может быть различной: от 1 до 1,4. Верхняя линза осветителя делается плосковыпуклой и устанавливается своей плоской стороной на уровне верхней поверхности предметного столика или немного ниже; фокусное расстояние осветителя рассчитывается так, чтобы параллельные лу- чи света сводились конденсором на расстоянии, равном толщине обычного предметного стекла. Т. о. достигается наиболее яркое освещение; указанной выше кремальерой аппарат может подниматься и опускаться,

Рисунок 19. Аппарат Аббе: а—с вставным конденсором; Ь—с центрирующимися салазками для Z-конденсора.

В нек-рых моделях осветитель может при помощи трех винтов немного передвигаться в стороны для центрировки по оси М. (рис. 19).* В дорогих М. конденсор помещается в особую оправу, при помощи к-рой он

Рисунок 20. а—Схема хода лучей в сложном микроскопе: Об—объектив; Ос—окуляр; В^В_%— отверстие диафрагмы объектива; E_tE_z—мнимое изображение объективной диафрагмы (входной зрачок); -Fi и F₂—главные фокусные точки объектива; F'_x и F'₂ — главные фокусные точки окуляра; Р,Р₂—объект; Р^Р_г'—изображение предмета (увеличенное, действительное, обратное), даваемое объективом; Pi' и Pj' — изображение, даваемое окуляром (увеличенное, мнимое, прямое); АА—выходной зрачок микроскопа (Рамсденовский кружок); Ъ—изменение положения окончательного изображения предмета в зависимости от перемещения трубы микроскопа по отношению к предмету: Р_г и Р₂—предмет; Pi"— изображение, расположенное на расстоянии ясного видения (25 0 мм); Р'_а"—изображение на расстоянии, меньшем 250 мм—оно меньше. (Разница для эмметропа и миопа.)

может быть выведен в сторону—в ы к и д-ной конденсор, что несомненно удобно при пользовании очень слабыми системами, имеющими большое поле зрения, превышающее таковое осветителя. К сожалению однако это выкидное приспособление является очень нежным и часто портится, * Иногда в качестве конденсора применяется слабый объектив при помощи специальной переходной части, вводимой в гильзу на место конденсора и снабженной системой винтов для центрировки. чем нарушается центрировка. В последнее время фирмой К. Цейса выпущены М. (FZ), дающие возможность при помощи санного приспособления менять осветитель так же, как меняются объективы, что дает исследователю возможность при одной и той же установке применять как обычные осветители разной апертуры, так и специальные, напр. осветители, дающие темное поле зрения, поляризаторы и пр. Оптические части М. Среди оптических частей М. главное внимание следует уделить объективу, так как окуляр играет роль только вспомогательную, давая возможность рассмотреть то, что дано объективом, и не внося ничего нового (рис. 20).— Построение изображения и ход лучей в объективе. Лучи, выходящие из светящейся точки на оптической оси, после преломления в оптическом стекле дадут схождение (изображение точки) также на оси в определенной точке, в сопряженном фокусе оптического стекла (собирающего); светящиеся точки, лежащие не на оптической оси, дают изображение в плоскости, перпендикулярной к оптической оси и проходящей через сопряженный фокус, так наз. фокальной плоскости. Т. о. светящийся предмет, лежащий по одну сторону оптического стекла, копируется точка за точкой по другую сторону его. При этом лучи, идущие от очень удаленного предмета," рисуют его в плоскости, проходящей через главный фокус, в уменьшенном виде. По мере приближения предмета к оптическому стеклу его изображение увеличивается. При расстоянии предмета, равном двойному фокусному расстоянию стекла, он копируется в натуральную величину, на таком же расстоянии. При дальнейшем приближении предмета к стеклу его изображение удаляется за пределы двойного фокусного расстояния и быстро увеличивается. Когда предмет достигает главного фокуса стекла, его изображение уходит в бесконечность,, а при дальнейшем приближении лучи уже не перекрещиваются, а расходятся, и изображение предмета не получается, но оно может быть воспринято глазом и кажется увеличенным и прямым, лежащим на той же стороне, как и предмет, тогда как действительное изображение является обратным: верхние точки рисуются внизу, левые направо и т. д. (рис. 21). Действительное изображение может быть принято на экран, и в нем каждой точке предмета соответствует одна точка изображения; но это имеет место только в том случае , если точки предмета лежат близко к оси стекла, работает только его центральная часть и свет состоит из однородных лучей. При прохождении света через краевые зоны стекла лучи преломляются сильнее, и на экране точке предмета соответствует уже не одна точка изображения, а ряд точек, расположенных вдоль оси,—получается феномен т. н. сферической аберрации; равным образом при смешанном свете лучи разной длины волны, различно преломляясь, дадут ряд изображений разного цвета: фиолетовые ближе, красные дальше—получается феномен хроматической абер-р а ц и и (рис. 22). Принимая изображение на экран, при наличности сферической и хроматической аберрации мы ни при каком положении экрана не сможем получить резкого изображения: круги светорассеяния, накладываюсь друг на друга, будут портить контуры рисунка и искажать изображение. Сферическая аберрация может быть довольно легко устранена соответственным изменением кривизны периферической части опти- Рисунок 21. Точки Р_г, f Ё ⁴v-./^J ;             I Рг, Р₃, Р* — поло- М\ V>W          ■ жения предмета; f \ v V«          I р;, Pj, Pi, Р'—изо-          \          v\ браженияприраз-            \           ^чч\ | ных положениях             \             ^VC\ i относительно гл.              \                ⁴\j_P' фокуса; F_t и F_a—               \                  NP» главные фокус-                \                    ^N ные точки. При положении точки Р в плоскости, проходящей через F'_lt лучи идут параллельно, и изображения не получается. ческого стекла, а еще лучше комбинированием стекол с разной кривизной, так что все лучи будут сведены в одну точку. Устранение хроматической аберрации сопряжено с гораздо большими трудностями. Способом устранения хроматич. аберрации является построение сложной оптической системы, составленной из разных сортов стекла. Разные сорта стекла, а также другие прозрачные твердые среды, как например кварц, горный хрусталь, отличаются не только разн. показателями преломления, но и разной рассеивающей способностью по отношению к смешанному лучу—угол расхождения лучей разных цветов после их преломления оказывается различным и не соответствующим разнице в показателях преломления. Устраивая комбинации из различных сортов •стекла, возможно добиться того, что два определенные луча спектра будут в точности сведены в одну плоскость; это дает громадный выигрыш в качестве изображения, особенно если брать лучи средней части спектра, более сильно раздражающие сетчатку. Остальные лучи спектра, участвующие в построении изображения, воспроизводят предмет в плоскости, не совпадающей с плоскостью коррекции, и образуют по краям изображения цветные каемки, правда, слабые, но все же портящие изображение—-в торич-ные,остаточные спектры. Оптические стекла, в которых хроматическая аберрация устранена для двух лучей, носят название ахроматических стекол (см. Ахроматизм, ахрсмат). Введение их в микроскоп, технику дало сильнейший •толчок к развитию и усовершенствованию М. Дальнейшим этапом в этом направлении было изготовление объективов, состоящих не из одного ахроматического стекла, а из ряда стекол, центрированных и расположенных друг от друга на определенных расстояниях. В новейших микроскоп, объективах количество таких стекол доходит до пяти. Такие сложные стекла, особенно если в число их вводится флюорит или особые сорта стекла, полученные фирмой Шотта в Иене и использованные Аббе на фабрике К. Цейса, дают возможность добиться сведения в одну плоскость трех цветных изображений, что сводит хроматическую аберрацию до совершенно ничтожных, едва заметных пределов. Такая комбинация носит название а п о х р о-матической (см. Апохромат). Сведение разных лучей в одну точку может быть достигнуто только для совершенно определенного расстояния изображения предмета от стекла; поэтому для точности картины всегда необходимо знать длину трубы, на которую коррегирован данный объектив. Теории разре ш е н и я М. Приведенное выше построение изображения в М. построено по правилам геометрической оптики и дано для самосветящегося объекта. В действительности объекты, изучаемые под М., освещены заимствованным светом. Это обстоятельство настолько влияет на качество изображения, что при определенной и, как будет показано ниже,высчитаннойвнаст. время величине частиц и расстояний между ними ни величина фокусного расстояния ни длина трубы М. не в состоянии дать отчетливого изображения. Если величина частичек или расстояние между ними достигают определенного минимума, то М. не в состоянии дать представления о структуре, он не «разрешает» ее. Отсюда понятие о «разрешении» в М., которое как видно не совпадает с понятием—увеличение в М. Пользуясь сильным освещением и проекцией, можно получить колоссальные увеличения, но они будут совершенно бесполезными, т. к. структурные детали от этого не разрешаются лучше. Задачей теории микроскопа является выяснение тех условий, при которых возможно достичь наилучшего разрешения, и определение того предела, до которого возможно разрешение мельчайших структур. Одним, а                                         Ъ Рисунок 22. а—сферическая* аберрация: РА и РА_Х—центральные лучи; Ра—даваемое ими изображение точки Р; РВ и РВ_г—красные лучи; РЪ— даваемое ими изображение точки Р; Ь--хроматическая аберрация: F_x—точка пересечения фиолетовых лучей; F₂—точка пересечения красных лучей. из первых исследователей, подвергших теоретическому анализу условия разрешения в микроскопе, был Гельмгольп, к-рый, исследуя влияние диффракции в М. на свойство изображения, пришел к тому выводу, что, каково бы ни было увеличение, разрешить структуру, интервал которой является меньшим, нежели половина длины световой волны, является совершенно невозможным: диффракция настолько испортит изображение, что какого-либо соответствия изображения предмету не будет. Более детально в разбор хода лучей в М. Гельмгольц не входил, и его анализ относится одинаково ко всем оптическим инструментам (микроскоп, телескоп и т. д.). Специально анализом по- 22а строения изображения в М. несамосветящегося предмета занялся научный руководитель Цейсовской фабрики Аббе, который помимо математического анализа подверг вопрос также экспериментальной разработке. Изучая построение изображения предмета, освещенного заимствованным светом, Аббе мог установить, что изображение предмета является побочным продуктом изображения источника света объективом, является так сказать результатом порчи его теми диффрак-ционными явлениями, к-рые вызывает в проходящем свете структура предмета изучения. Действительно если, снявши окуляр, будем смотреть в трубу М. сверху, то увидим изображение источника света, данное объективом, и вокруг него целый ряд спектров, расположенных на разных расстоянршх, если предмет имеет сложную структуру. Особенно хорошо можно видеть такие спектры, если в нижний конец выдвижной трубы М. ввинтить очень слабую систему и поставить окуляр на место; через такой «внутренний М.» все спектры будут видны очень ясно. Для эксперимент, изучения этого явления Аббе устроил простую оптическую ре-шотку в виде ряда светлых линий, нанесенных делительной машиной на посеребренное стекло на точно определенных расстояниях друг от друга. Такая диффракционная пластинка Аббе в своей простейшей форме состоит из двух систем линий, из к-рых в одной интервал между линиями равен 15 /л , а в другой—7,5 ii. Чертеж дает ясное представление об образовании и расположении получающихся при этом диффракционных спектров. Если без конденсора при помощи щелевой диафрагмы (см. отдельную таблицу к статье Оптика, рисунки 1 и 2), поставленной параллельно линиям диффракцион-ной пластинки, осветить ее плоскими волнами (от далеко расположенного источника света), то по удалении окуляра из трубы мы увидим ряд ясно видимых и без «внутреннего М.» линейных спектров, цвета которых расположены так, что фиолетовые их концы расположены ближе к середине поля зрения, где видно белое изображение щелевой диафрагмы (абсолютный или первичный максимум), а красные концы лежат в наибольшем удалении от центра. Эти спектры являются результатом диффракции при прохождении света через систему упомянутых линий. Расположение диффракционных спектров является совершенно определенным, и их угловое расстояние зависит только от интервала между линиями решотки: линий с интервалом в 15 у« дадут спектры на расстоянии вдвое меньшем, нежели линии густой системы (7,5 ц). Их положение, угловое расстояние может быть легко и точно вычислено. Спектры расположены на таких расстояниях, что вполне возможно применением соответственных щелевых диафрагм, накладываемых поверх объектива, закрывать те или другие из них по выбору. С такими диафрагмами и произвел Аббе свои знаменитые опыты, подтвердившие правильность его выводов и объяснившие суть явлений диффракции в препарате и механизм получения изображения несамосветящегося предмета, которое т. о. является вторичным. Для поста- новки опытов Аббе необходимо иметь привинчивающийся к трубе промежуточный барабанчик с прорезом для диафрагм (в который ввинчивается объектив), набор подходящих диафрагм и диффракционн. пластинку (рис. 23). Опыты Аббе состоят в следующем. Если в барабанчик вставить диафрагму, закрывающую все, за исключением рас-, положенного посередине первичного максимума (см. отдельную таблицу к ст. Оптика, рис. 3—10), то никакого изображения не получится, и мы увидим только освещенное-поле зрения соответственно расположению-линии пластинки Аббе. Вставляя диафрагму настолько широкую,. чтобы прошли первичный максимум и первые спектры от редкой системы линий, мы ясно увидим под М. систему редких линий" и светлую полосу на месте густой системы линий. Поставивши диафрагму с тремя прорезами, расположенными на месте первичного максимума и первых спектров от густой системы линий (вторых спектров редкой системы), ■ мы ясно ^увидим густую систему линий, а на месте редкой системы удвоение линий с уменьшением интервала между ЛИНИЯМИ Рисунок 23. Промежу-ВДВОе. ЕСЛИ ИСКЛЮЧИТЬ точная вртавка диф

фракционного аппарата Аббе с ухватцем.

первичный максимум и пропустить вторичные максимумы, то поле зрения окажется темным, и на нем в виде светлых линий выступит соответственная структура. На пластинке Аббе явление не так заметно благодаря темному фону, на котором нанесены светлые линии; но если взять какой-либо другой препарат, напр. набор диатомей, как изображено на таблице, явление выступает очень эффектно (см. отд. табл. к ст. Оптика, рис. 11—13). Для всех указанных опытов необходимо иметь хорошо подобранную Цей-совскую систему аа, для которой и рассчитаны места прорезов в диафрагме объектива. С препаратом диатомей также можно проделать ряд опытов для подтверждения теории Аббе. Если рассматривать при обычных условиях такой препарат при узкой: центральной диафрагме, то на некоторых диатомеях с мелкой структурой ясно видны диффракционные цвета; при введении под осветитель диафрагмы с центральным затемнением получается блестящий эффект-темного поля со светлыми линиями структуры препарата и изменением диффракционных цветов; при введении диафрагмы с узкой щелью при освещении плоским пучком света, как в опытах Аббе с пластинкой, можно видеть искажение структуры диатомей в соответствии с теми спектрами, к-рые пропускает объективная диафрагма. Очень. удобным объектом для подобного опыта, вполне подходящим для системы аа Цейса, является диатомея Triceratium favus. Ев' панцырь представляет довольно грубый треугольник, внутри заполненный рядами круглых отверстий, расположенных в шахматном порядке. Если поставить щелевую-диафрагму и взять узкую диафрагму, пропу- екающую только первичный максимум от диффракционной пластинки Аббе, то при этом из трех систем диффракционных спектров пройдут только такие, к-рые расположены в направлении щели объективной диафрагмы, а остальные будут закрыты. При такой постановке опыта вместо круглых отверстий мы увидим светлые полосы, идущие параллельно одной из сторон треугольника. Вращая барабанчик с диафрагмой, можно видеть, что эти полосы меняют свое место и идут уже параллельно другой стороне. При среднем положении щели вместо круглых окошек получаются прямоугольники, лежащие в шахматном порядке, вытянутые перпендикулярно одной из сторон в зависимости от направления щели объективной диафрагмы. — Другим подходящим объектом является рисунок замыкающих пластинок в каемчатом эпителии кишки; здесь также в зависимости от положения щели сеть границ многоугольников превращается в зигзагообразные линии, меняющие свое направление при вращении барабанчика (см. отд. табл. к ст. Оптика, рис.11—13). Выводом из указанных опытов являются следующие положения: 1) освещение поля зрения зависит от прохождения в М. неоткло-ненных лучей источника света — абсолютного или первичного максимума;исключение их дает темное поле зрения; 2) структура, видимая в М., зависит от прохождения вторичных максимумов (спектров), причем для построения изображения необходим хотя один первичный спектр; 3) использование для построения изображения вторичных максимумов (спектров), более отдаленных (не первых), влечет за собой соответственное удвоение (или умножение) структурных элементов в изображении. Путем относительно легкого геометрического анализа хода лучей от вторичных максимумов можно показать, что в плоскости, сопряженной с фокусом объектива, получается благодаря интерференции света точное воспроизведение структуры, давшей использованную систему спектров (рис. 24). Как было указано выше и как можно видеть из рисун- }' Вторим изображ.

]_, изойраж.

Рис.24. Построение изображения в микроскопе по теории Аббе: L—первичный (абсолютный) максимум; L'—спектр; е—расстояние между спектрами; Е—расстояние между элементами структуры в изображении; LQ—разница в ходе лучей LP' и UP'. Из анализа чертежа получается, что РР'[Е] равно LL'[s], помноженному на Источник света ~0бекти1- увеличение объектива; LL'—зави ₀ .__л          сит от интервала между элемен- —^£S~ тами структуры объекта, т. е. точки изображения соответствуют расположению точек объекта. ков, угловое расстояние спектров от первичного максимума тем больше, чем меньше интервал между элементами структуры препарата. При этом, т. к. вторичные спектры получаются благодаря интерференции световых волн, идущих от краев структурных элементов препарата, и видимый эффект (т. е. появление этих спектров) может получиться только при разнице в ходе лучей несколько большей, нежели половина длины световой волны, — то очевидно структуры с интервалом,меныним, нежели половина световой волны, видимы быть не могут, т. к. не дадут материала для построения вторичного изображения по Аббе; для того чтобы захватить спектры, развернутые на большой угол, и получить в изображении мелкие детали структуры, необходимо иметь и объектив с широким углом, т. е. с большой апертурой. Это легко можно показать, накладывая на верхнее стекло объектива кольцевые диафрагмы или пользуясь объективом с ирисо-

Рисунок 25.                        Рисунок 26.

Рисунок 25. Входной зрачок чечевицы SiS₂; В^—диафрагма; Е_ХЕ^—мнимое изображение ее (входной зрачок), даваемое чечевицей; Р_хРг—точки предмета; Р{ и Pi—точки изображения; угол ЕхРхЕг и yronEjPsJSs—отверстный угол (тем больше, чем ближе предмет к чечевице); угол Е_гР₃Е_%—отверстный угол для точки, лежащей не на оптической оси. Рисунок 26. Изменение отверстного угла при переходе в среду с бблыпим показателем преломления: U—угол для воздуха; V—для стекла; г и г'—половины их (принимаемые в расчет при определении числовой апертуры). вой диафрагмой внутри. Такие диафрагмы, закрывая периферическую зону системы, уменьшают ее апертуру. Уставивши какой-либо препарат с разнообразной—более грубой и более тонкой—структурой и уменьшая, как выше указано, его апертуру, увидим постепенное исчезновение деталей, начиная с самых мелких. В соответствии с теорией разрешения М. особое значение приобретает угол, под к-рым лучи вступают в объектив М. (рис. 25 и 26). В оптической системе обычно имеется диафрагма, помещаемая между членами системы, и в этом случае границей светового, конуса следует считать лучи, проведенные не к концам диаметра линзы, а к краям мнимого изображения диафрагмы, даваемого передней линзой системы. Это изображение носит название входного зрачка (Eintrittspu-pille) и играет большую роль в построении изображения системой, т. к. пройти в нее могут только те лучи, которые не выходят из пределов входного зрачка. Соответственно этому под термином выходного зрач-к a (Austrittspupille) понимается изображение диафрагмы системы, даваемое ее последующими членами; он определяет пучок лучей, выходящих из системы, и играет менее важную роль; однако в М. как целом он не остается без влияния на изображение и при очень больших увеличениях, будучи очень узким, обусловливает диффракцион-ные явления в глазу, ограничивающие ясность изображения. Под термином апертура или угловое отверстие в оптич. системах подразумевается угол, образуемый крайними лучами, идущими от светящейся точки к концам диаметра оптич. стекла. Не касаясь математических вычислений, можно сказать, что для точной характеристики апертуры и для возможности сравнения разных объективов ее удобнее выражать в числовой величине, пользуясь тригонометрическими величинами, причем следует брать не весь угол «и», а его половину «а». В качестве поправки, принимая во внимание вышеуказанные изменения угла при переходе в другую сР^еДУ> ^к этому выражению надлежит прибавить показатель преломления «%» среды, находящейся между предметом и объективом. В таком случае апертура А=п sin а. Такое выражение апертуры системы позволяет точно вычислить ход лучей при всех условиях и является точной характеристикой способности объектива разрешать • ту или иную структуру. Из анализа приведенной формулы делается понятной та выгода, к-рая получается в иммерсионных объективах от помещения между препаратом и объективом среды с показателем преломления большим, нежели воздух. Если для сухих систем апертура в лучшем случае доходит до 0,95 (предел 1,0), то в водной иммерсии она доводится до 1,25 (0,95x1,33-—п для воды), а в масляной—до 1,40 (0,95x1,51—пдля кедрового масла). Масляная иммерсия называется гомогенной (однородной), т. к. показатель преломления кедрового масла почти равен показателю преломления стекла передней линейы, и лучи от препарата идут без заметного отклонения от первоначального направления. Чем выше апертура, тем полнее могут быть захвачены объективом диффракционные спектры, развернутые на большой угол от первичного максимума, т. е. тем более мелкие структуры могут быть им воспроизведены. Вполне понятно, что диффракционные спектры могут получиться только при расстояниях между элементами оптической решотки не менее ¹/₂ длины световой волны (Я/₂), и здесь следовательно лежит предел разрешающей способности микроскопа; то, что лежит за этим пределом, по теории Аббе воспроизведено быть не может, и если структура и рисуется, то она не может быть достоверной, и ее элементы не могут быть точно определены ни по величине ни по форме. Раз для построения изображения, по Аббе, необходим кроме абсолютного (первичного) максимума хотя бы один вторичный максимум (спектр), то по формуле Фраунгофера легко вычислить расстояние между элементами решотки, могущей быть разрешенной М. По этой формуле синус угла отклонения первого спектра (и' или а) прямо пропорционален длине волны (Я) и обратно пропорционален расстоянию линий решотки (е) и показателю преломления среды п, т. е. sin u'= а                                                     а                                                                    . — — , откуда е — —=—₇ ; так как угол и пе            ^J               n sin-u '                      ^d равняется половине отверстного угла (спектры! лежат по обе стороны первичного максимума в угловом расстоянии и' — половине и) и мы его выше обозначали буквой а, то малейшие воспроизводимые расстояния элементов структуры можно получить, разделивши длину волны на апертуру (п sin а). В случае полного косого освещения, когда первичный максимум ложится на краю поля зрения объектива, можно уловить вто- ричный максимум, отстоящий на двойное угловое расстояние, т. е. в этом случае е — ⁼ 2п4г^" (^на Двойную апертуру). В непосредственной связи с положениями Аббе стоит вопрос относительно освещения препарата. По взглядам Аббе для полного воспроизведения .вторичного изображения совершенно достаточно одной светящейся точки, а потому предпочтительно пользоваться узким пучком света. При широком конусе света отдельные точки препарата освещаются различными участками источника света, т. е. лучами некогерентными, неспособными давать интерференцию; поэтому отдельные изображения, получаемые от разных точек освещающей поверхности, просто накладываются друг на друга, вследствие чего является расплывчатость контуров изображения. Действительно, неокрашенные или слабоокрашенные препараты при широко открытом конденсоре не дают резкого изображения, и детали структуры исчезают. Критика и поправкик теории Аббе. Данные Аббе не могли не привлечь к себе внимания микроскопистов как практиков, так и теоретиков. Наибольший инте- Рисунок 27. Изображение 2               а а точек А — А, полученное              г\ у\ при помощи лучей не-              / \'._с/_п\ когерентных; пунктирная             / ^в Yw ° \ линия с — распределение            / \ / \ интенсивности света меж-           / Y \ ду изображениями точек;          / Л \ В и О—кривые точки А.       У У \ \ рес представляют замечания и дополнения, сделанные известным физиком Ре леем. Принимая в общем теорию Аббе, Релей указал на ряд случаев, с точки зрения этой теории необъяснимых и дающих разрешение гораздо более мелких структур,нежели е = ——— Во-первых по мнению Релея конденсор Аббе, проецируя источник света в плоскость препарата, может сделать его самосветящимся, и тогда изображение должно получиться как первичное. В этом случае близко лежащие точки предмета в изображении дадут диффракционные кружки, отчасти налегающие друг на друга и в этих местах суммирующие силу света; анализируя распределение интенсивности освещения, дающее возможность глазу различить центры кружков, Релей приходит к той же величине интервала, как и Аббе и Гельмгольц, т. е. е = -—— '                                                    '                 2nsma (рис.27). Если самосвечения точек препарата не получается, то здесь возможны два слу-,чая: освещающие лучи некогерентны и когерентны. В первом случае изменения предела разрешения М. не произойдет. Во втором же случае, вполне возможном при освещении . плоскими световыми волнами, диффракционные кружки, накладываясь друг на друга, дадут интеференцию света, в результате чего предел разрешающей способности далеко отодвигается (рисунок 28). Как видно из чертежа III, при разнице хода в полволны кружки всегда будут отделены темным промежутком, и предел разрешения здесь определяется лишь падением яркости центров кружков при их сближении. То же относится к случаю двух линий. Иначе обстоит дело, если мы имеем самосветящуюся решотку; при некогерентности лучей она не дает разрешения даже и в тех пределах, к-рые указаны Аббе,—при интервале т^д-- она должна дать светлое поле. В случае когерентных лучей предельный интервал должен вполне соответствовать формуле Аббе. Если рассматривать темную линию на светлом фоне, то в случае освещения когерентными лучами, приходящими в плоскость изображения с одинаковыми фазами, такая линия может быть видна при толщине _39п ' —, т. е. в 16 раз ниже предела, указанного Аббе. Если фон самосветящийся, то предел умень- --. Но шается еще в 2 раза, т. е. до -. определить ширину линии оказывается невозможным, т. к. всегда она будет казаться шире действительной. Разработка и крити-

Рисунок 28. Случай лучей когерентных: /—лучи в одинаковой фазе—слияние точек; III—лучи в противоположных фазах—темный промежуток, видимый до тех пор, пока это доступно для глаза по физиологическим причинам; II—промежуточный случай, аналогичный освещению некогерентными лучами.

ка теории Аббе продолжается до наст, времени. Релей, как видно, несколько раздвигает пределы разрешения М., данные Аббе. При определенных условиях освещения структуры более мелкого порядка могут быть видимы под М., но точная форма их все же не может быть определена. Т. о. при современном состоянии учения о М. теоретическим пределом разрешающей способности М. остаются формулы Аббе и Гельмгольца с указанными поправками Релея. Реальные величины указанных пределов разрешения разных объективов можно видеть из следующей таблицы: Предельное Числовая О бъективы расстояние для пря- для ко- апер- мого ос- сого ос- тура веще- веще- ния В /г ния В /1 0,3 Апохромат Цейса 16 мм . 1,83 0,51 0,4 Система «С» Цейса . . . 1,37 0,68 0,5 Система 4 Гартнака . . 1,1 0,55 0,65 Апохр. 8 мм Цейса, си- стемы «Д» Цейса .... 0,84 0,42 0,95 Апохр. 3 мм Цейса, сист. 7 и 8 Гартнака . . 0,57 0,28 1,25 Масл. иммерсия Via Гарт- 0,44 0,22 1,3 Via Цейса, апохр. 1,5 мм, 2 мм и 3 мм Цейса . . . 0,42 0,21 1,4 Апохр. 2 мм Цейса . . . 0,39 0,19 1,5 Полуапохромат ¹/_Vi Поу- 0,37 0,18 1,6 Миобромнафталиновая иммерсия Цейса .... 0,34 0,17 Цифры даны для обычного освещения белым светом, принимая длину волны А=0,55 /л, соответственно средней, наиболее яркой части спектра. При применении голубого или фиолетового света (А=0,44 /.с) цифры нужно помножить на0,8. Применяя ультрафиолетовые лучи, можно получить на микрофотографии снижение предела до 0,1/г. Дальнейшую возможность проникнуть за указанный предел изучения строения живой материи дает исследование при условиях ультрамикроскопического наблюдения (см. Ультрамикроскоп) и применение поляризационного М. Объективы обозначаются буквами латинского алфавита, номерами или фокусными расстояниями в мм или долях англ. дюйма. Начальные буквы и низкие номера обозначают слабые системы. Это обозначение теперь выходит из употребления, и большинство фабрик переходит на характеристику объективов обозначением фокуса в мм с указанием апертуры. За последние годы фирма Цейса обозначает объективы цифрой их собственного увеличения (5, 10, 20 и т. д.), давая также апертуру и фокусное расстояние. Континентальные фабрики кор-регируют объективы на длину трубы в 160 мм (Лейц на 170 мм), английские рассчитывают на трубу до 250 мм.              ;- В конструктивном отношении объективы следует разделить на два основных типа: ахроматические и апохроматические; среднее место между ними занимают полуапохроматы, или флюоритные системы. Ахроматические объективы имеют меньшую апертуру, и потому для разрешения тончайших структур предпочтительно пользоваться апохроматами. К недостаткам апохроматов надлежит отнести их сравнительную непрочность : во-первых полушаровидная их передняя линза по самой своей форме оказывается слабо укрепленной в оправе и при разного рода воздействиях легко может быть смещена (при надавливании, при неосторожном вытирании и обильном смачивании их при чистке, от перемены t° и пр.); во-вторых апохроматы довольно скоро мутнеют, и их приходится посылать снова на фабрику для чистки и переклейки оптических стекол. Впрочем в последнее время выпущены апохроматы более устойчивые и способные выносить безнаказанно значительные перемены t°. Системы оптических стекол, составляющие объектив, прочно монтируются в оправе и на верхнем конце соединены с дополнением оправы, дающим возможность так регулировать длину всего объектива, что при перемене их при помощи револьвера системы одной и той же фирмы почти точно становятся на фокус. Более сильные системы (кроме масляных иммерсий) снабжаются коррекцион-ной оправой, дающей возможность изменять расстояние между оптическими стеклами внутри объектива и тем компенсировать то изменение хода лучей, к-рое обусловливается покровным стеклом (см. ниже) (рис. 29). Световой луч, прошедший через покровное стекло, переходит в воздух или в жидкую иммерсионную среду между объективом и покровным стеклом. При показателе среды, меньшем, нежели 1,515, лучи отклоняются от нормы на тем больший угол, чем больше угол падения луча. Если продолжим ряд лучей, прошедших через покровное стекло от какой - либо точки препарата назад до их пересечения, то они уже не встретятся в одной точке, а дадут линию, тем боле© длинную, чем толще покровное стекло. Такая аберрация лучей принимается в расчет при конструировании объективов и может быть исправлена для определенной длины трубы соответственным расположением линз, составляющих объектив, по длине его оправы. Обычно объективы, коррегируются на толщину стекла в 0,15 мм. Для всякой другой толщины покровного стекла система окажется некоррегированной и в тем большей степени, чем короче фокус объектива. Поэтому в нек-рых объективах—сухих, средних и сильных, а также в водной иммерсии—в оираве делается винтовая нарезка с кольцом на наружной поверхности оправы. Вращая кольцо, мы можем переднюю и заднюю половины сближать и удалять друг от друга. Обычно подвижной делается задняя половина, благодаря чему избегается выведение объектива из фокуса. На кольце выгравированы цифры толщины покровного стекла в сотых долях мм. Нек-рые системы устраиваются т.о., что в них не учтено влияние покровного стекла—это объективы, предна-

Рисунок 29. а—объектив с различными увеличениями; Ь—объектив в коррекционной оправе; с—ахромат 3.

значенные специально для исследования объектов в падающем свете без покровного стекла. Их оправа делается значительно короче. На тех объективах, которые имеют коррекционную оправу, на кольце обозначено относительное положение частей объектива, соответствующее определенной толщине покровного стекла; зная эту величину, возможно прямо ставить указатель оправы соответственно имеющейся толщине стекла. Если толщина стекла неизвестна, то приходится устанавливать коррекционную оправу на-глаз, что при известном навыке достигается очень легко. Обычно каждый объектив представляет собой нек-рое сооружение с определенным фокусом, определенной коррекцией и увеличением; но имеются для слабых увеличений объективы, фокусное расстояние к-рых может быть произвольно изменяемо сдвиганием и раздвиганием составляющих его оптических стекол (например Цейсовская система а со звездочкой); имеются также объективы, которые можно развинчивать и отдельные их части употреблять как самостоятельные объективы отдельно или в комбинации, напр. система ABC Винкеля; при обзорах препаратов с малыми увеличениями это дает большие удобства, заменяя набор слабых систем. Помимо объективов, предназначенных для обычного микроскоп, исследования, оптиче- ские фабрики изготовляют специальные объективы для целей проекции, микрофотографии и поляриметрических исследований, а также для темного поля зрения. Для проекций и микрофотографии требуются системы с плоским полем зрения; поэтому почти все фирмы изготовляют особые объективы для слабых увеличений, отличающиеся ровным и плоским полем зрения, полным астигматизмом и очень хорошей хроматической коррекцией. Эти объективы дают широкое поле зрения, имеют большую светосилу и могут употребляться как с окуляром, так и без него. Объективы эти носят различные названия: у Цейса—-микротар, микропланар, у Лей-ца — микросуммар, у Рейхерта — микрополяр. у Винкеля—'Микролюминар. Объективы для исследования в поляризованном свете устраиваются по обычным типам, но в них совершенно не должно быть собственной поляризации; поэтому из них исключаются совершенно такие кристаллические тела, как флюорит, а стекла, служащие для их изготовления, особенно тщательно выверяются на оптическую однородность — не должно быть совершенно линий и плоскостей натяжения, могущих получиться при охлаждений стекла. — Объективы для темного поля зрения в одних случаях делаются с зачерненным центром, чтобы задержать абсолютный (первичный) максимум, в других случаях, как система ахром. Цейса 90, ап. 1,25, 2,0 мм или апохром. 60 х со зрачковой диафрагмой для уменьшения апертуры и приведения ее в соответствие с ходом лучей в параболоид- и вексель-конденсорах. Впрочем с построением т. н. Leuchtbildkon-densor 'а особенной надобности в такой диафрагме уже не имеется, и можно пользоваться объективами с обычной апертурой. Из объективов для обычных работ в проходящем свете следует отметить Цейсовский ахром. 6РЬ и 40D*, которые дают возможность исследовать объекты в маленьком аквариуме без покровного стекла. Окуляр. Назначение окуляра состоит в том, чтобы изображение, данное объективом (обратное, увеличенное, действительное), возможно было принять на сетчатку в увеличенном виде и тем облегчить видение деталей картины, нарисованной объективом. По устройству различают два основных типа окуляра: окуляр Гюйгенса и окуляр Рамс-дена. Окуляр Гюйгенса состоит из двух простых или ахроматич. стекол, вставленных в цилиндрическую оправу, легко входящую в выдвижную трубку М.; окулярным стеклом является только верхнее стекло, нижнее же собственно относится по своей работе к объективу и назначается для сведения лучей объективного изображения в плоскость диафрагмы, помещающейся внутри гильзы окулярной оправы. Наличие этого нижнего стекла окуляра Гюйгенса дает возможность делать трубку М. короче и в той или иной степени улучшать коррекцию объектива. Плоско-выпуклые стекла окуляра Гюйгенса располагаются так, что их выпуклая поверхность обращена к объективу, и расположены на расстоянии, меньшем суммы их фокусных расстояний; фокусное расстояние нижней линзы вдвое

•больше такого же верхней, их общая нижняя фокальная плоскость лежит между линзами, а верхняя над верхней линзой. Поэтому окуляром Гюйгенса нельзя пользоваться как лупой в обычном положении; повернувши же глазной линзой вниз, можно пользоваться и как лупой с коротким фокусом.—-В Рамсденовском окуляре (рис. 30) плоско-выпуклые линзы обращены выпуклыми сторонами друг к другу; их фокусные расстояния приблизительно равны друг другу и расстоянию между линзами. Поэтому обе фокальные плоскости его лежат вне окуляра, и им можно пользоваться как лупой в нормальном и обратном положении. Т. о. действительное увеличенное изображение в окуляре Гюйгенса помещается между его линзами в плоскости диафрагмы окуляра и рассматривается как в лупу при помощи верхнего сте-кла;Рамсденовскийже окуляр весь целиком действует как лупа, и в нем изображение препарата, даваемое объективом, ложится под окуляром. Более распространенным типом является окуляр Гюйгенса. В зависимости от устройства оптических стекол окуляра он может быть простым, ахроматическим и компенсационным. Различные фирмы к своим полуапохроматам и апохроматам изготовляют разным образом коррелированные окуляры, носящие название ортоскопи-ческих, компланатиче-ских и т. д.; по существу все эти окуляры укладываются в вышеуказанные два основных типа. Так как в Гюйгенсовском окуляре изображение, данное объективом, лежит в плоскости окулярной диафрагмы, которая резко обрезывает края поля зрения, то здесь удобно помещать разного рода измерительные приборы и приспособления для указывания определенного места в микроскоп, препарате. Для этой цели верхнее стекло окуляра вставляется в отдельную гильзу, легко скользящую в основной оправе окуляра и могущую выдвигаться для установки диафрагмы на фокус, а также для резкой установки делений стеклянной пластинки, накладываемой на диафрагму и служащей для измерений—измерительный окуляр. Для микрофотографии употребляются проекционные окуляры, в к-рых глазная (верхняя) линза окуляра вставлена в оправу с винтовым ходом, допускающим большую экскурсию этой линзы вперед и назад: это позволяет сильно варьировать фокусное расстояние в микрофотографической камере при неизменной резкости очертаний поля зрения снимка (рис. 31). В не к-рых случаях окуляр соединяется с добавочными аппара-

ц Рисунок 30. Ход лучей в Рамсденовском окуляре: В В—окулярная диафрагма; Р,', Р₂'—изображение, данное объективом; Р_г Р₂—конечное изображение, данное окуляром; Fc и Fc'— фокусы окуляра; Fa и Fa'— фокусы глазнойче-чевицы A; Fe— фокус собирательной чечевицы С.

тами, как например окуляр-анализатор для исследования в поляризованном аппарате; здесь призма Никол я, служащая анализатором, соединена с соответственным окуляром, что представляет известные удобства. Окуляры обозначаются соответственно тому увеличению, которое они дают самостоятельно, или же номерами, что представляется менее удобным и за последние годы выходит из употребления. При этом способе обозначения окуляров малые цифры означают слабые окуляры, а более высокие означают и более сильное их собственное увеличение. К окуляру может быть присоединена отражающая призма, дающая возможность отбросить получаемое в М. изображение в плоскость рабочего стола на лист бумаги—р и-совальные окуляры. В нек-рых отношениях они очень удобны; при их помощи легко набросать эскизные контуры изучаемого препарата для дальнейшей, более детальной зарисовки препарата при изучении его с обычным окуляром.

Специальные виды окуляров. 1) Ук азательный окуляр.В окуляре Гюйгенса на особом выдвижном и вращающемся стержне помещен тонкий металлический, на конце заостренный волосок, конец к-рого лежит в плоскости диафрагмы и движением стержня может передвигаться в поле зрения. Он может быть установлен в любой точке поля зрения М. для указания другому лицу интересного места в препарате (рисунок 32).-—2) Двойной указательный о к у л *я р—Гюйгенсовский окуляр, имеющий боковую трубку с глазной линзой на конце, которая при помощи винтового хода может вдвигаться и выдвигаться. В плоскости диафрагмы имеется такая же указка, как и в простом окуляре; над указкой помещена призма,отклоняющая часть лучей в боковую трубку. Т. о. демонстратор смотрит в М. обычно и устанавливает препарат и указку для своего глаза на фокус, а другой наблюдатель смотрит в боковую трубку, и, устанавливая глазную линзу для своего глаза, одновременно видит все, что есть в препарате, и указку, устанавливаемую на интересные места. В Цейсовском указательном окуляре йме-

Рисунок 32. Указательный окуляр Reichert'a в продольном и поперечном (в плоскости диафрагмы) разрезах: 1—ручка для иглы; 2—винт для закрепления: 3 — укрепление для иглы; 4—винт для

ручки; 5—винт для за- ются две трубки: од-крепления окуляра в „_я _ ттрмонгтпято-трубе микроскопа. ^на Д^ля Демонсграш ра, а другая для ученика. Сверху окуляр закрыт,в трубках отверстия обращены кверху, и благодаря призмам с полным внутрен. отражением оба наблюдателя смотрят в обычном, привычном положении. Над диафрагмой помещена раздваиваю-

щая призма, дающая одинаково ясные изображения обоим наблюдателям (рис. 33).— 3) Сравнительный окуляр состоит из двух гильз с нижними стеклами окуляра Гюйгенса, вставляемых в два М. Обе гильзы соединены горизонтальной трубой, в к-рой по концам расположены над линзами призмы

с полным внутренним отражением. По середине помещены еще две призмы, посылающие отражение кверху в глазную линзу окуляра. При этом в одной половине поля зрения видно изображение от одного М., а в другой от другого. Оба отражения разделены тонкой темной полоской. Это дает возможность сравнить два аналогичных препарата от разных объектов и одинаковые препараты при разных обработках (рисунок 34). —4) Окуляр с крестом. В плоскости окулярной диафрагмы натягиваются перпендикулярно друг к другу по диаметрам поля зрения две тонкие нити или помещается стеклянная пластинка с начерченными таким же образом двумя линиями. Точка пересечения линий служит для отметки места, как в указательном окуляре .—5) Винтовой измерительный окуля р—Гюйгенсовский окуляр, в к-ром на уровне диафрагмы помещается пластинка окулярного микрометра, соединенного с микрометрическим винтом, на головке к-рого, помещенной сбоку, можно отсчитывать сотые доли мм. Зная увеличение объектива, легко можно делать очень точное измерение, точнее нежели при помощи обычного измерительного окуляра (рис. 35).—6) Микроспектральный окуляр. Над окуляром Гюйгенса на шарнире установлена призма прямого видения, дающая спектр для лучей, прошедших через препарат; при помощи системы из зеркальца и отражающей призмы внутри окуляра молено проецировать в поле зрения лучи, прошедшие через трубочку с каким-либо цветным раствором; при помощи второго зеркальца и системы линз можно в поле зрения отбросить также шкалу длины волн. Аппарат может употребляться также и без М. для изучения спектра жидкости, налитой в трубочку, или спектра паров вещества, введенного в пламя горелки (рис. 36).—7) Микрофотографич. окуляр— см. Микрофотографгш.—К окулярам следует отнести также «Гомалы» Цейса, предназначенные исключительно для проекции и микрофотографии (см. Гомал). Само собой разумеется, что при масляной иммерсии или при рассматривании объективов без покров-

Рисунок з^

но го стекла коррекционная оправа является излишней.

Конденсор, или конденсатор предназначен для концентрирования света в препарате и доведения яркости изображения до величины, при которой глаз наблюдателя может воспринимать разницу в освещении элементов препарата. Из предыдущего видно, что освещение изображения быстро падает с увеличением объектива. Чтобы сохранить достаточную яркость изображения, которая всегда меньше яркости предмета,          _Рис рассматриваемого простым глазом, необходимо, чтобы пучок лучей, выходящих из микроскопа, заполнял все отверстие зрачка наблюдателя или был больше его. Другими словами выходной-зрачок М. должен быть не меньше диаметра зрачка глаза. Этот выходной зрачок можно видеть, если смотреть на установленный М. на нек-ром расстоянии сверху (для нормального глаза около 250 мм). При этом условии видим небольшой светлый кружок, т.н. кружок Рамсдена, к-рый можно принять на экран. Гельмгольц рассчитал, что нормальная яркость изображения получается при совершенно определенном увеличении, а именно в 166,7 раза; при увеличении вдвое большем яркость изображения падает в 4 раза, при тройном—в 9 раз и т. д. Т. о. яркость быстро падает, ограничивая «полез-

Рисунок 36. Микроспектроскоп Аббе.

ность»увеличения. Конденсор с одной стороны отодвигает предел, при к-ром благодаря падению яркости глаз утрачивает возможность различать нюансы освещения и цвета, а с другой, давая пучок света той или иной ширины соответственно своей апертуре, помогает использовать апертуру объектива. Понятно, что апертура конденсора не должна быть меньше апертуры объектива, т. к. в противном случае часть ее останется неиспользованной. Апертура конденсора определяется и выражается теми же величинами, как и в объективе, т. е. и sin а. Поэтому если мы хотим полностью использовать апертуру объектива, то между конденсором и нижней поверхностью предметного стекла следует поместить каплю кедрового масла, чтобы превратить систему (конденсор—промежуточная среда—предметное стекло) в однородную в отношении показателя преломления. Это особенно важно при масляном иммерсионном объективе, очень тонких объектах исследования, косом свете и исследовании в темном поле зрения. Виды конденсоров. 1) Очковый конденсор представляет собой хроматическую линзу в цилиндрической оправе, к-рая вдвигается в гильзу осветительного аппарата; он дает очень большое поле зрения

Рисунок 3 7.

и употребляется при слабых увеличениях. 2) Конденсор сложный (Аббе) состоит из двух (апертура 1,2) или трех (апертура 1,4) сложных апланатических или ахроматических линз. Первый, наиболее употребительный, стоит дешевле (рис. 37) и годен для большинства работ, но для тонких исследований с большими апертурами необходим конечно трехлинзовый осветитель.— 3) 3 е р-кальный пластинчатый конденсор (Рейхерт) накладывается сверху на предметный столик и состоит из ряда небольших линз, расположенных по кругу: одна обычная,прозрачная для проходящего света, одна, прикрытая матовым стеклом .также для проходящего света, и остальные с непрозрачной центральной диафрагмой разной ширины соответственно разным апертурам объектива и отшлифованными высеребренными краями, рассчитанными так, чтобы отраженные от них лучи давали очень косо направленные пучки, пересекающиеся в одной точке, отстоящей от поверхности осветителя на 1,2 мм (обычная толщина предметного стекла). На осветителе дается эта величина. Препарат кладется на осветитель как на предмет-

Рисунок 3

ныи столик и закрепляется пружинящими клеммами. Между осветителем и препаратом— слой кедрового масла (рис. 38).—■ 4) Переменный конденсор (Wech-selkondensor Peterfi) дает возможность быстрого перехода от светлого поля зрения к темному и наоборот. В середине его с ручкой, выступающей из оправы, помещается непрозрачная центральная диафрагма, ко-

Рисунок 39.

торую можно движением ручки вывести из центра; в этом случае получаются условия построения изображения при обычных условиях. При центральной установке свет проходит от соответственно отшлифованных боковых поверхностей (высеребренных) и дает косо направленные лучи света и темное поле зрения. Для исследования в проходящем свете мало пригоден и удобен только для установки по- .• " следующего ультрамик- и роскопического изучения | или препаровки (рис. 39). V 5)     Параболоид- и к ардио идконден-с о р ы—хорошо рассчитанные осветители для темного поля зрения, отличающиеся друг от друга соответственной кривизной боковых отражающих поверхностей, расположением стекол и апертурой (1-й—0,8^, 2-й—1,05) (рис. 40). Все указанные осветители для темного поля (3, 4- и 5) не могут быть употребляемы с объективами, апертура к-рых выше единицы (обычно она колеблется от 0,4 до 0,85), т. е. с сухими системами или с Цейсовским объективом с внутренней зрачковой диафрагмой (60 ж).— 6)   Построенный фирмой Цейса Leucht-bildkondensor дает возможность пользоваться системами до апертуры 1,3 без наложения на них диа-         * „ _t фрагмы, что дает возможность разрешения

Рисунок 4 0. а—ход лучей в параболоидконден-

соре Zeiss'a; b—ход лучей в кардиоидкон- денсоре Zeiss'a. на темном поле зрения очень тонких структур. Leuchtbildkondensor (как и кардиоид-конденсор) имеет приспособление для центрировки (рис. 41).— 7) В качестве конденсора могут» быть для нек-рых целей применяемы и обыкновенные объективы. Для этого устраиваются осоэые оправы с приспособлением для центрировки, вводимые в гильзу осветительного аппарата (рисунок 42).—8) Кварцевые конденсоры устраиваются для применения ультрафиолетовых лучей, не проходящих через обычные стекла осветителей. Разумеется и предметное стекло должно быть из кварца. Если же желательно не только воздействовать на препарат ультрафиолетовыми лучами, но и наблюдение вести в ультрафиолетовых лучах, то и все остальные стекла (покровн., линзы, объек-

Рисунок 41.

тивы и окуляры) должны быть из этого же материала.—9) Микроспектральный конденсор дает возможность проецировать в плоскость препарата спектр и изучать действие того или другого монохроматического света на объект. Подобного же устройства осветитель, который дает очень широкий спектр, может употребляться для исследования в лучах определенной длины волны (рис. 43).

Рисунок 42.

Рисунок 43. Вертикальный осветитель (Ver-tikaliHuminator, Opakilluminator). Для микроскоп. изучения поверхностей непрозрачных препаратов требуется освещение сверху. Простейшим приспособлением для этого, употреблявшимся еще микроскопистами 16, 17, 18, и 19вв., является собирательная линза в оправе либо прикрепляемая к М. либо же устанавливаемая на особом штативе и. концентрирующая свет на изучаемом предмете. Но короткофокусные объективы не допускают такого способа освещения, и с конца 19 века введены отражающие призмы или зеркала, устанавливаемые в переходном барабанчике между объективом и нижним краем трубы М. В этих вставках имеется оконце, к к-рому может быть приделана система линз, концентрирующих свет на отражающий прибор. Пучок света, отраженный зеркальцем или призмой, идет через объектив сверху на препарат, освещает его концентрированным пучком и снова поступает в объектив. Благодаря соответственному наклону поверхностей призмы или зеркального стекла, а в других случаях частично проходя мимо, свет проходит через весь М. и дает достаточно яркое изображение предмета (рис. 44 и 45). Вертикальный осветитель требует яркого источника света (обычно небольшая дуговая лампа или сильная лампочка накаливания) и тщательной установки источника света, собирающих линз и высоты самого осветителя. Приборы для поляризованного света. Для изучения оптической анизотропии в микроскопич. препаратах пользуются двумя призмами Николя, из к-рых одна служит поляризатором, а другая анализатором. В простейшем виде анализатор, укрепленный в гильзе с закраинами, вставляется в широко открытую зрачковую диафрагму или в особое кольцо под конденсором. Анализатор, также монтированный в гильзе, надевается на окуляр или на особое кольцо с делениями для отсчета угла поворота прибора, для чего на оправе анализатора имеется неподвижная стрелка; для явлений цветной (круговой) поляризации при аппарате даются гипсовые и слюдяные пластинки определенной толщины и порядка. Прибор достаточен для грубых поляриметрических исследований и в достаточной степени неудобен, т. к. особенно поляризатор укреплен непрочно и в неопределенном положении. Для более тонких исследований, позволяющих обнаружить не только. наличность анизотропии, но и характер поляризации и положение осей, имеются более точные приборы, а также особые штативы (минералогические). Сюда относится поляризационный конденсор: к трехлинзо-вому конденсору с апертурой = 1,0, вставляемому на место обычного осветителя, прикреплена в той же оправе призма Николя как поляризатор. Для приведения осветителя в соответствие с апертурой объектива верхняя и средн. линзы могут быть отвинчены, первая—для апертур 0,4—0,7, вторая— для апертур ниже 0,4. Гипсовые и слюдяные пластинки в металлической оправе со значками помещаются между окуляром и анализатором. Остальные принадлежности—кварцевый клин, Амичи-Бертрановская коррек-ционная линза — вставляются в соответственные гнезда специальной трубы М. Источники света. Нормальным является рассеянный солнечн. свет (отнюдь не прямой), лучше всего отраженный от белой стены или облака. При таком освещении, вполне достаточном в ясный солнечный день, все краски сохраняют свое нормальное соотношение и нюансы. Однако очень часто, а в нек-рых случаях и неизбежно, приходится пользоваться искусственным источником света. Очень хороший свет, приближающийся к дневному, дает накаленная Ауеровская сетка газокалильной лампы, особенно с сеткой вниз (лампа Греции); хороший свет дает Друммондова горелка. Однако наиболее удобным и доступным является свет электрический. Любая лампочка накаливания

Рисунок 44.

Рисунок 45. с матовым стеклом пригодна для освещения М. Слабые, т. н. экономические лампы дают свет желтоватый, и его необходимо исправлять голубым кобальтовым стеклом, вкладываемым под осветитель или в диафрагмаль-ное кольцо на специально устроенные для этого закраины или в особое кольцо под диафрагмой. Оптические фабрики выпустили целый ряд моделей ламп для микроскопиро-вания, заключенных в специальные оправы, загораживающие горелку от глаза и снабженные собирающими линзами и матовыми стеклами. В качестве собирающей линзы при обычных электрических и газовых лам-

Рисунок 46.

пах можно с удобством пользоваться так наз. сапожным шаром. Он представляет собой шаровидный сосуд с горлышком и пробкой, укрепляемый на подставке с непрозрачной ширмой (обычно деревянной). В шар наливается слабый аммиачный раствор сернокислой меди, ослабляющий левую часть спектра и придающий свету голубоватую, приятную для глаза окраску. Специальные лампы для М. (электрические) .1) Лампа для микроскопиро-в а ния Рейхе р-т а; на металлической штанге, укрепленной в тяжелой чугунной подставке на зажимающемся шарнире, в металлической открывающейся коробке помещена полуваттная электрическая лампа на 75 W, с проволочной светильней,расположенной в вертикальной плоскости параллельными изгибами. При лампе откидная собирательная линза с гнездом для матового стекла и откидное же матовое стекло в оправе (рис. 46).—2) Л е й-цовская лампа в виде цилиндра с собирательной линзой; монтирована на подставке.— 3) Точечная лампа К. Цейса; в шаровидном металлическом футляре, укрепленном на тяжелой подставке и подвижном вокруг горизонтальной оси, заключена безвоздушная вольфрамовая дугов. лампа, образующая небольшую, сильно светящуюся по-                _{Рис 47} верхность. К шару приделана трубка с собирающей линзой, зрачковой диафрагмой и гнездами для матовой пластинки или светофильтров (рис. 47).—4) Лам па НернстаизЗ карликовых столбиков; дает сильный белый свет; удобна для микрофотографии и проекции, а также для непосредственного наблюдения.— 5) Дорожная лампа Рейхерта; низковольтная лампочка на 4 вольта и 1,5 ампера; может гореть от сухой батареи, что дает возможность пользоваться ею и при отсутствии электрической сети. К обычной сети присоединяется через реостат; прикрепляется на штангу осветительного аппарата, но может быть прикреплена и- к штативу. В некоторых случаях источник света в виде низковольтной лампочки накаливания, присоединяемой к сети через реостат, монтируется в самом приборе, как это скомбинировано в Рейхертовском опак-иллюминаторе (рис. 48), в поляризационном опак-иллюминаторе, в зеркальном конденсоре, вдвигающемся в гильзу осветительного аппарата, или в Цейсовском кожном микроскопе.

Дуговая лампа Л и л л ипу ^устраивается в двух модификациях: с ручной регулировкой и с часовым механизмом, непрерывно сводящим обгоревшие концы углей.

Рисунок 48.

Такая лампа устраивается как для постоянного, так и для переменного тока. Лампа состоит из металлической коробки, в к-рой вставлено два тонких угля под прямым углом друг к другу в особых гнездах, соединенных с регулирующим механизмом; угли от руки могут сближаться и разводиться. Над вольтовой дугой на шарнире устанавливается вторая коробка, у разных фирм различной формы, закрывающая наблюдателя от непосредственного действия дугового света. На стороне, обращенной к М., в эту коробку вставляется собирательная линза и зрачковая диафрагма, а также имеется место для вставки светофильтра или кобальтового стекла. Лампа может быть присоединена к любой электрической сети через посредство реостата и берет около 4—5 ампер. При заказе необходимо указывать характер и вольтаж тока. Свет от лампы очень яркий и помимо прямого наблюдения пригоден для микрофотографии даже с небольшой экспозицией, а также для ультрамикроскоп. исследований (рис. 49).—Почти все лампы, дающие сильный свет (дуговые и крупные калильные), посылают много тепловых лучей. Во избежание перегревания, особенно при изучении живых объектов, на пути светового пучка ставят сосуды с охлаждающей жидкостью (вода, раствор квасцов или соли Мора и пр.). Такие кюветы различной формы обязательно снабжаются на передней и задней стороне тонкими зеркальными стеклами, не изменяющими направления свето-

Рисунок 49.

вых лучей, и располагаются на особых штативах (рис. 50). При субъективном восприятии микроскоп, картины изображение, как это видно из хода лучей в сложном М., получается обратным (при проекции на экран или матовое стекло фотокамеры—прямым), что при препарировании со слабыми системами представляет большие неудобства. Для

Рисунок 50.

выпрямления изображения в трубу М. вставляется призма Порро, дающая при субъективном наблюдении прямое изображение. Это приспособление особенно необходимо в препаровальном би-нокуляре микроскопа, где оно ставится всегда (рисунок 51). Добавочные аппараты к М. 1) О б ъ е к т и в н ы й ^w микрометр; предметное стекло, обычно в металлической оправе, в центре которого нанесены деления в сотых долях мм,а в нек-рых моделях кроме того частью и в десятых долях. Объективный микрометр ставится вместо препарата и рассматривается в измерительный окуляр (рис. 52). Зная увеличение микроскопа и величину делений микрометра, легко можно определить для данного объектива и данной длины трубы значение делений, видимых глазом на окулярном микрометре (см. Микрометрия).— 2) Капилярный ротатор состоит из набора капи-лярных трубок, в к-рые помещается исследуемый предмет. Вращая головку штанги, соединенную с капиляром, можно поворачивать предмет, удерживаемый по капилярно-сти в трубке, и изучить всю его поверхность.—3) Призматический ротатор по Гринафу (Greenough) служит для изучения со всех сторон мелких не-

Рисунок 51.

Рисунок 52. Предметный микрометр с винтом.

прозрачных предметов, которые кладутся на призму, помещенную в стеклянном пришлифованном к призме корытце и вместе с ним могущую вращаться и передвигаться. Сбоку имеется вторая призма, позволяющая

Рисунок 53. Ход лучей в Prismenrotator'e Р ш р призмы; Su S_t, S₃ — отражение поверхности; стрелки показывают ход лучей, дающих изображения в плоскости стола микроскопа и боковых плоскостей.

видеть боковую сторону предмета; верхняя его сторона видна непосредственно, а нижняя—благодаря отражению в призме. Ход лучей виден на рисун-                  i ке (рис. 53).—4) Рисовальные аппараты. Камера-люци-да—простейший рисовальный прибор •— в применении к М. имеет вид, указанный на рисунке, и надевается на трубу под окуляром (рис. 54). В рисовальном окуляре Лейца или Цейса сбоку приделана призма, позволяющая одновременно видеть и препарат и конец карандаша на бумаге. По тому же принципу построен и большой рисовальный аппарат Аббе. Он состоит из двойной призмы в оправе, устанавливаемой над окуляром и позволяющей лучам М. проходить в глаз непосредственно, а с другой стороны отражающей в глаз изображение карандаша и бумаги в плоском зеркале, помещенном сбоку на штанге и могущем быть устанавливаемым под разными углами к плоскости стекла. В аппарате имеется два барабана с дымчатыми стеклами разной густоты: один для микроскоп. изображения, а другой—для зеркала. Ставя то или иное из стекол, можно так отрегулировать яркость двух изображений, что получается гармоничная картина, к-рую легко зарисовать. Для установки все части под окуляром легко отводятся в сторону (рис. 55).—Рисовальное и проекционное приспособление Рейхе р-та по Василиу состоит из плоского зеркала, надеваемого на окуляр и отбрасывающего действительное изображение на рабочий стол. Для освещения служит лампочка в особой оправе, надеваемой на осветительный аппарат. Очень несложен и удобен в обращении

Рисунок 54

Рисунок 55.

(рис. 56).—5) Марки р-а п п а р а т; подобие оправы объектива и может ввинчиваться на место. На нижнем конце его вделан алмаз или твердый стальной штифт, укрепленный эксцентрично на коротком стержне или на нижней поверхности аппарата; при помощи винта расстояние острия может приближаться к центру (осиМ.) и удаляться; расстояние это легко определить по делениям голов-

Рисунок 56.

ки винта (Рейхерт) или на кольце барабанчика (Цейс). Уставивши нужное место в центр поля зрения, аппарат опускают на покровное стекло так, чтобы сжалась пружина под алмазом. Вращением кольца аппарата царапается кружок, по к-рому легко снова найти отмечен. место (рис. 57).—6) Толще-м е р для покровных стекол представляет собой барабан с циферблатом, указывающим сотые доли миллиметра. Покровное стекло вставляется в находящиеся сбоку щипчики с пружинной браншей, которая соединена со стрелкой циферблата, указывающего на сколько делений бранши щипчиков не сходятся, другими словами толщину предметного стекла (рисунок 58). Нагревательный столик в простейшей форме состоит из медной пластинки Рисунок 58. Толщемер для измерения покровных стекол. с двумя длинными отростками, выступающими кпереди, и термометром, укрепленным на наклонной пластинке, выступающей также вперед. Пластинка, имеющая отверстие соответственно таковому же предметного столика, кладется на столик М., а под ее отростки подставляют спиртовые или газовые горелки.—Стеклянный нагревательный столик—плоскопараллельный сосуд, в который

вставлены на пробках термометр и 2 трубки, приводящая и отводящая, через к-рые пропускается вода определенной t°.—Лейц выпустил электрический нагревательный столик с терморегулятором, очень удобный. Такой столик может служить и для охлаждения, если через особую трубку пропускать ток жидкой угольной кислоты. Все подобного устройства столики заслуживают упрек в том отношении, что препарат подогревается снизу, а непосредственно на покровное стекло действует t° окружающего воздуха, что конечно делает постановку опытов с нагреванием неточной в зависимости от разной t° воздуха.— Цейс дает особый шкаф на ножках с передней стенкой из зеркального сте-

Рисунок 59.

кла; дно шкафа, покрытое асбестом, подогревается снизу газовой горелкой. Шкаф снабжен термометром и терморегулятором. В шкаф ставится М., который весь, за исключением головки микрометрического винта и окуляра, находится при определенной t°. Сбоку шкафа, на уровне предметного столика М., имеются маленькие дверцы, через к-рые можно уставлять и передвигать препарат. Это—т.н. нагревательный микроскоп. Микроскоп, штативы. По сложности конструкции штатива Осветительного аппарата,а в связи с этим и по набору оптики, штативы разделяются на малые, средние и большие (универсальные). Кроме того имеется еще ряд специальных штативов, предназначенных для определен. целей.—1) Малый штатив в некоторых случаях не имеет кремальеры, а только лишь микрометрический винт. Осветительный аппарат сводится часто,к плоско-вогнутому зеркалу или ограничивается однолинзовым (очковым) конденсо-         . ^Рис- ⁶⁰- ром. Диафрагмы—цилиндрические, иногда ирис, но без бокового движения и без вращения вокруг оси. Таковы дешевые школьные М., снабжаемые слабыми системами для малых увеличений,и«трихинные»М. с большим столиком, позволяющим помещать на нем большие толстые стекла с кусочками исследуемого мяса (рис. 59 и 60).— 2) С р е д н и й штатив всегда имеет кремальеру для гру- бой установки и микрометрический винт. Осветительный аппарат с конденсором из двух линз (ар. 1,2) и ирис-диафрагмой, в некоторых случаях вращающейся и сдвигаемой вбок. Штатив с наклоном до прямого угла. Наличность такой механической аранжировки дает возможность употреблять почти всю оптику с полным успехом, за исключением только апохроматов с высокой апертурой (1,3— 1,4). Если не требуется тонких лабора-торн. исследований, то это наиболее подходящий для практики штатив, тем более что двухлинзо-вый конденсор всегда может быть заменен трехлинзовым с апертурой 1,4. Столик такого М. по желанию можно -иметь четырехугольный и круглый, вращающийся и подвижный. Для замены большого крестообразного столавсе фирмы изготовляют накладывающиеся подвижные крестообразные столики, для укрепления к-рых в штативе имеются соответственные отверстия, позволяющие точно приладить аппарат к предметному столу (рис.61).—3) Большой штатив может удовлетворить самым строгим требованиям лабораторного исследования. Он снабжен кремальерой, точным микрометрическим винтом с делениями на головке, большим осветительным аппаратом

РИС. 61.

Рисунок 62.

со всеми движениями зрачковой диафрагмы и большим конденсором. Труба раздвижная, по желанию широкая (для микрофотографии); можно иметь с переменными трубами одиночной и двойной для бинокулярной аранжировки (рис. 62). К большому шта- тиву подходят все усовершенствован, до-бавочн. аппараты и принадлежности, к-рые можно докупить и впоследствии.—4) Микрофотографический штатив снабжен широкой трубой и специальным подви-

жным крестообразным столом.—5) Минералогический, или поляризационный штатив,построенный по типу большого штатива, имеет специальный осветитель с поляризатором и систему вырезок в трубе для помещения кварцевого клина,

Рисунок 64.

слюдяных и гипсовых пластинок, Амичи-Бертрановскую линзу, анализатор с коррек-ционной линзой и круглый вращающийся предметный столик, лимб которого разделен на градусы с нониусом (рис. 63).—6) М. д о-рожный. Штатив такого М. складывает- ся; его ножка имеет форму угла, а в сложенном виде—неширокой пластинки; предметный столик или снимается или повертывается на 90° и принимает вертикальное положение. В сложенном виде М. укладывается в плоский портативный футляр, в котором сделаны гнезда для объективов, окуляров, кедрового масла и необходимых инструментов (рис. 64).— 7) Кожный М. (капилярный М.), малый штатив без предметного столика, прямо прикладываемый

Рисунок 65.

своей круглой ножкой к исследуемому предмету. При помощи ^го можно исследовать также кусочки тканей, металлические пластинки и пр. Для освещения служит небольшая лампочка в особом футляре при штативе, освещающая предмет сверху (рис 65).— 8) Препаровальный М. со слабыми объективами, дающий большое поле зрения и обычно прямое изображение благодаря призмам Порро (рис. 66).—9) Отсчетный М. (горизонтальный измерительный М.) состоит из горизонтальной трубы, укрепленной на высокой раздвижной стойке. С слабым объективом и окуляром он дает возможность измерить мелкие изме-

Рисунок 66.

Рисунок 67. нения предмета в вертикальных направлениях, регистрировать колебания струнного гальванометра на фотопластинке, производить тонкую установку (напр. в опытах А. Гурвича по индукции и пр.) (рис. 67).— 10) М. для срезов мозга с большим столом (20 х 20 см) и выступающей вперед трубой. Удобен для исследования' больших срезов (рис. 68).—11) Санный М. для просмотра очень больших срезов и культур в чашках. Труба передвигается слева направо на санках; особого устройства столик кремальерой передвигается спереди назад. Это дает возможность просмотреть весь предмет поле за полем. Увеличения малы; без осветителя (рис. 69).—12) Пластинчатый М.—-малый М. со слабыми объективами, предметный столик которого устроен в виде достаточно большого круга с гнездами для препаратов. Круг укреплен так, что при вращении его препараты подходят под объектив последовательной серией. Удобен для массовых демонстраций и выставок.—13) Бинокулярный М. (часто называемый препаровальной лупой), по Гринафу, с двумя объективами и двумя окулярами изготовляется в настоящ. время всеми фирмами. Две трубы, расходящиеся под углом около 7,5°, содержат призмы Порро; каждая труба имеет           Рис.68. свой объектив и окуляр. Объективы строго выверены на полную идентичность, расположены на санках под указанным углом и центрированы раз навсегда; каждая пара может быть заменена другой, иной силы. Окуляры укреплены в барабанчиках, которые благодаря эксцентрическому шарниру могут сдвигаться и раздвигаться, чем расстояние между центрами изменяется от 57 до 77 мм. Стеклянный зеркальный столик имеет две пластинки—белую и черную— для эпископического изучения на белом и на черном фоне. Для освещения служит зеркало. Труба передвигается вверх и вниз кремальерой. С*на может быть снята и перенесена на тяжелый штатив для лупы, позволяющий применять ее как дерматоскоп, а

Рис

также для изучения или препаровки предметов, не умещающихся на предметном столике. Можно иметь еще вторую монокулярную трубу. Цейс дает семь пар объективов и 8 пар окуляров, дающих возможность варьировать увеличение от 8 до 336 раз. Одна пара рассчитана как водная иммерсия и служит для изучения предметов в воде. К штативу прилагаются наклонные полки для рук. Стереоскопичность в этом М. полная. К бинокулярному М. штатив Цейса дает стереоскопическую камеру по Дрюнеру с насадкой для увеличения изображений, к-рые при прямой проекции очень мелки. Т. о. можно делать стереоскопические снимки, напр. эмбрионов (рис. 70). Бинокулярный М. позволяет пользоваться только слабыми объективами не свыше 12-кратного увели-

Рисунок 70.

чения. Для больших увеличений бинокулярный М. устраивается по другому принципу: с одним объективом и двойной трубой (подобно старым английским). Первоначальный тип — стереонасадка Рейхерта и битукни Цейса. Такая насадка вставляется вместо окуляра и представляется довольно громоздкой, особенно насадка Рейхерта. Ход лучей и способ получения двух изображений ясно виден на прилагаемых рисунках (рис. 71 и 72). Эта насадка может служить также бинокулярной лупой с особым штативом (у Рейхерта). Гораздо более совершенным и удобным является тэкназ. однообъективный бинокулярный М. Большой штатив со всеми усовершенствованиями, со сменной трубой, салазками для револьвера или санного аппарата, салазками для перемены конденсоров и пр. Тщательно выверенные парные окуляры, точная центрировка, хорошие отражательные призмы, раздваивающие изображение , дают впечатление стереоскопичности в препарате,как от двух объективов (рисунск73).—14)Лю-минисценц-М.; с целью дать возможность воспользоваться короткими волнами ультрафиолетовых лучей фирмой Цейса построен М. со всей кварцевой оптикой, дающий изображение на поверхности с урановыми солями, в

Рисунок 71.

которых ультрафиолетовые лучи вызывают флюоресценцию. Благодаря этому изображение, данное ультрафиолетовыми лучами, делается видимым для на-         ,          , шего глаза. Источником света служит особого устройства Лейденская банка. Свет от искр разлагается призмами так, что в М. попадают только ультрафиолетовые лучи. —15) Рисовальный М. (эмбриограф, по Рисунок 72. Ход лучей в бинокулярной насадке Reichert'a: A— насадка для микроскопа; Р— помещение для призм, разделяющих лучи для окуляров; К и К₂— окуляры, Г—головка кремальеры для раздвигания окуляров; О—собирательная линза под призмами; RM—зубчатая головка для изменения положения насадки L; С—закраина, удерживающая насадку в трубе микроскопа. Эдингеру) (рис. 74 и 75); М., освещаемый лампой Лиллипут сверху, окуляром смотрит вниз; благодаря этому на столе на белой бумаге получается изображение препарата, к-рое может быть зарисовано. Прибор дает возможность применять разные объективы— от слабых до самых сильных иммерсионных. Выбор М. При выборе микроскопа нужно руководствоваться прежде всего целью, для которой аппарат приобретается. Если

Рисунок 7 3.

не" имеется ввиду тонких микроскопических исследований, то лучше всего ограничиться средним и даже малым штативом. Во всяком случае лучше приобретать хороший штатив с ограниченной оптикой, к-рая затем может быть дополнена, равно как и добавочные аппараты.— Фабрики М. Несомненно

Рисунок 74. Рисовальный микроскоп (в положении для проекции).

первое место между фабрикантами М. принадлежит фирме Цейс (Jena). Как оптические, так и механические части М. этой фабрики являются верхом совершенства, достижимого в наст. момент. Очень хорошие инструменты, более дешевые, однако тщательно исполненные, по идее иногда превосходные дают С. Rei-chert (Wien) и Leitz (We-tzlar). Хороши и весьма прочныМ. Hartnack (Potsdam). Из французск. фирм следует отметить Nachet. из итальянских—Koristka, из английских — Watson, из американских—Krauss. Рисунок 75. Рисовальный микроскоп (в положении для рисования). Лит.: Гайдуков Н., Микроскоп и ультрамикроскоп (глава в книге—С. Златогоров, Учение о микроорганизмах,ч. 2,П., 1916, лит.); Карпов В., Очерк общей теории микроскопа в ее историческом развитии, М., 1907 (лит.); К у л ь ч и ц к и и II., Учение о микроскопе, Харьков, 1909; Саватеев А., Микроскоп, его устройство и обращение с ним, М., 1926; Ц и м м е р м а н, Микроскоп, Петербург, 1896; А т-Ьгопп Н. u. Pr ey A.,Polarisations-Mikroskop,Lpz., 1926; С z a p s k i-E ppen stein, Grundzuge der Theorie der optischen Instruments, Lpz., 1924; Iland-buch der praktischen Mikroskopie, hrsg. v.JI. Hager, В., 1925; К о h 1 e r A., Das Mikroskop und seine Anwen-dung (Hndb. d. biol. Arbeitsmethoden, hrsg. v. E. Ab-derhalden, Abt. 2, T. 1, Berlin—Wien, 1925); Lang e-r о n M., Precis de microscopie, P., 1925;'Methodik der wissenschaftlichen Biologie, hrsg. v. T. Peterfi, B.I—•AllgemeineMorphologie.B., 19 28; MetznerP., Das Mikroskop, Lpz.—Wien, 1928; Petri R., Das Mikroskop, von seinen Anfangen bis zur jetzigen Ver-voilkommung fur alle Preunde dieses Instruments, В., 1896 (лит.); Wright A., Principles of microscopy, L., 1906.                                                               В. Фомин.