Convertisseur d’unités

Définitions et formules

Oculaires 10× à champ large avec numéro de champ 20 mm et 16 mm. Le numéro de champ n’est pas gravé sur l’oculaire gauche ; il a été déterminé au moyen de la mesure du diamètre interne du diaphragme. Le signe de lunettes sur l’oculaire gauche montre qu’il est conçu comme un oculaire à point haut ou à relief oculaire et qu’il peut être utilisé par les personnes portant des lunettes.

Calcul du champ de vision du microscope

Le champ de vision du microscope est le diamètre maximal de la zone visible en regardant à travers l’oculaire (ce sera le champ de vision de l’oculaire) ou en utilisant une caméra (ce sera le champ de vision de la caméra). Le champ de vision du microscope est limité par l’objectif, le diamètre du chemin optique mécanique interne (tube), les oculaires utilisés et la taille du capteur de l’appareil photo. Si un appareil photo reflex numérique plein format est utilisé pour prendre des photos et des vidéos, la taille de son capteur est généralement supérieure aux autres facteurs limitatifs.

Tout oculaire de microscope est caractérisé par au moins deux chiffres : son grossissement (10× étant le plus courant) et le numéro de champ. Le numéro de champ de l’oculaire (abrégé en FN et parfois en FOV) est le diamètre du champ de vision en millimètres, mesuré au niveau du plan image réel intermédiaire. Le champ de vision est défini par une ouverture circulaire (diaphragme) fixe (car non modifiable) de l’oculaire qui, selon sa conception, peut se trouver soit entre les lentilles de l’oculaire, soit sous celles-ci. Dans la plupart des cas, le diamètre d’ouverture du diaphragme de champ (appelé numéro de champ de FN) de l’oculaire détermine le diamètre du champ de vision.

Diaphragmes internes fixes des oculaires FN=16 mm et FN=20 mm. 1. Diaphragme de l’oculaire

Le diamètre du champ visuel du microscope dans le plan où est placé l’échantillon est défini par la formule suivante :

où

DFV est le diamètre du champ de vision dans le plan de l’échantillon,

FN est le numéro du champ en millimètres (il se réfère au diamètre en millimètres du diaphragme fixe à l’intérieur de l’oculaire ; il est généralement marqué sur l’oculaire et parfois appelé numéro de champ de vision),

MO est le grossissement de l’objectif (marqué sur la lentille de l’objectif), et

MT est le facteur de grossissement de la lentille du tube (le cas échéant ; la lentille du tube est placée dans le chemin optique du microscope entre l’objectif et l’oculaire pour produire une image réelle intermédiaire).

À partir de cette formule, nous pouvons déterminer le nombre de champs :

Par exemple, pour l’objectif 10×, le facteur de grossissement du tube 1×, et FN = 15, nous avons

1 mm (1 division = 0.01 mm) et 50 mm (1 division = 0,5 mm) diapositives d’étalonnage

Comme vous pouvez le voir dans la formule ci-dessus, le grossissement oculaire n’a aucun effet sur le champ de vision. Par exemple, un oculaire 10×/18 et 12×/18 ont le même diamètre de champ de vision oculaire FN = 18 mm.

Notez que ce calcul n’est qu’une estimation. Pour obtenir le champ de vision réel de votre microscope particulier avec un objectif et des oculaires particuliers, votre microscope doit être étalonné à l’aide d’une lame d’étalonnage. Cet étalonnage doit être effectué pour chaque combinaison d’oculaire et d’objectif.

Si un oculaire est remplacé par une caméra, en particulier si la caméra est installée à la place de la tête binoculaire, alors le champ de vision sera déterminé par la taille du capteur d’image de la caméra (pour les caméras avec des capteurs relativement petits) et/ou l’objectif du microscope. Lorsqu’on utilise une caméra avec un petit capteur, il est courant d’utiliser un objectif réducteur, qui est installé sur la caméra. Une caméra avec un grand capteur, en revanche, verra tout le champ déterminé uniquement par l’objectif du microscope.

Un aphide vu à travers le même objectif achromatique plan 10× et différents oculaires 10× avec FN = 16.7 et FN = 20 ; notez la même taille de l’image de l’aphis et les différentes tailles de champ dues aux différents oculaires

Comme cela a été mentionné ci-dessus, le diamètre du champ dépend généralement du grossissement de l’objectif du microscope et du diaphragme de champ de l’oculaire. Cependant, la conception de l’objectif impose également une limite au champ de vision. Dans les premiers microscopes, les objectifs offraient un diamètre maximal du champ de vision mesuré au niveau du plan d’image réel intermédiaire inférieur à 18 mm. Les objectifs modernes, non seulement les apochromats plans coûteux, mais même les achromats plans couramment utilisés fournissent le diamètre maximal utilisable mesuré au plan intermédiaire qui peut dépasser 28 mm. Par exemple, les achromats plans sans nom illustrés ci-dessous offrent un diamètre maximal du champ de vision au niveau du plan d’image intermédiaire de 19,2-39.0 mm selon le grossissement de l’objectif :

En même temps, le champ de vision lorsqu’il est vu à travers des oculaires est limité par le champ de vision oculaire. Le tableau suivant montre le champ de vision pour un oculaire de 10 × 20 mm avec des objectifs achromatiques plans:

Notez que pour prendre les photos d’œufs d’ascaris lumbricoides et de cellules sanguines de poulet présentées ci-dessous, nous avons utilisé les mêmes objectifs sans nom illustrés ci-dessous et un appareil photo reflex numérique Canon 5D Mk II plein format.

Calcul du champ de vision du microscope pour un grossissement supérieur ou inférieur de l’objectif

Quatre objectifs achromatiques de plan no-name (162 $)

Parfois, le champ de vision du microscope est connu pour une combinaison particulière d’un oculaire et d’objectifs et nous devons déterminer le champ de vision pour un objectif avec un grossissement supérieur ou inférieur. La formule suivante est utilisée pour calculer le champ de vision du microscope pour un grossissement de puissance supérieure si un champ de vision de grossissement de puissance inférieure est connu.

où

DHP est le diamètre du champ de vision du microscope pour un objectif de puissance supérieure,

DLP est le diamètre du champ de vision du microscope pour un objectif de puissance inférieure,

MHP est le grossissement de l’objectif de puissance supérieure, et

MLP est le grossissement de l’objectif de puissance inférieure.

Par exemple, pour un microscope avec un oculaire 10× et un objectif 45×, le grossissement est de 10 × 45 = 450 et le champ de vision est de 0,33 mm. Quel sera le champ de vision si nous changeons l’objectif en 100× ? Pour calculer, nous allons utiliser la formule ci-dessus.

En résolvant cette proportion pour DHP, nous aurons

Un microscope avec un objectif 40× et un oculaire 10×/20 ; le champ de vision est de 450 μm ; la taille d’un œuf fertile (en haut à droite) d’Ascaris lumbricoides est de 60 μm

Calcul de la taille réelle d’un spécimen

Pour estimer la taille réelle d’un spécimen, placez-le sur la platine, sélectionnez l’objectif avec le grossissement le plus approprié et estimez le nombre d’objets N qui peuvent s’adapter à travers le cercle du champ de vision DFV. La taille réelle Lsp sera déterminée à l’aide de la formule suivante :

Un microscope avec un objectif 40× et un oculaire 10×/20 ; le champ de vision est de 450 μm ; la taille d’une cellule de sang de poulet est de 12 μm ;

Par exemple, environ 2,5 micro-organismes peuvent s’adapter à travers le diamètre du champ de vision, qui est égal à 0,33 mm. Alors, la taille estimée du micro-organisme est

Comment NE PAS acheter un microscope (en utilisant un microscope biologique Miko India comme exemple)

Voici comment se présente ce microscope Miko. microscope ressemble si vous ne le démontez pas pour voir ce qu’il y a dedans

Vous trouverez ci-dessous une description très inhabituelle du microscope utilisé pour faire des illustrations pour cette calculatrice et d’autres. Cependant, il est difficile de résister à la tentation de raconter comment j’ai acheté un nouveau microscope fabriqué par Miko India, un fabricant de microscopes peu connu qui se positionne sur le marché très concurrentiel des microscopes comme « l’un des principaux fabricants et exportateurs d’instruments scientifiques/laboratoires » Je voulais essayer parce que parfois les startups peuvent faire de très bons produits. D’ailleurs, un palmarès impressionnant de l’Indian Space Research Organization montre qu’ils peuvent faire de très bons instruments optiques. Voici ce que j’ai obtenu.

Je voulais acheter un microscope depuis longtemps parce que j’ai souvent besoin de prendre des photos de petites choses comme les micropuces pour ces convertisseurs d’unités et les calculatrices. Cette fois, j’ai décidé de faire d’une pierre deux coups : acquérir un microscope et fabriquer plusieurs calculateurs microscopiques en utilisant mon nouveau microscope pour faire des expériences et des illustrations. Je ne suis pas un expert en optique et lorsqu’il est nécessaire d’étudier quelque chose de nouveau, j’essaie toujours d’apprendre la théorie par le biais d’expériences et d’activités pratiques.

Donc, nous voici avec un microscope binoculaire flambant neuf acheté sur eBay pour 163 dollars américains chez Miko India, « l’un des principaux fabricants et exportateurs d’instruments scientifiques/laboratoires, de microscopes, etc. » Se souvenant qu’une image vaut mille mots, je vais présenter quelques photos montrant ce qu’il y a à l’intérieur de cet « instrument optique de précision » qui a l’air joli de l’extérieur.

Je dois noter que, étrangement, ce microscope a un support de bonne qualité, une platine mécanique et un nez tournant. Toutes les pièces mécaniques fonctionnent sans problème. Cependant, tout le reste est de très mauvaise qualité et couvert de saleté et de peinture écaillée. Notez que Miko India positionne ce microscope comme un instrument biologique de précision et non comme un jouet ou un microscope d’étudiant.

Toutes les lentilles d’objectif sont rayées et sales. Je ne les ai pas démontés ; cependant, je suis sûr que la qualité des surfaces optiques n’est pas meilleure que la qualité des parties métalliques et plastiques de ces lentilles.

D’autres photos de lentilles révèlent qu’elles sont mal usinées et ont un mauvais revêtement chromé. Beaucoup de rayures et de pièces ébréchées.

1. Regardons maintenant ce qui se trouve à l’intérieur de la boîte électrique. Toutes les pièces métalliques ont été fabriquées par un amateur dans son garage et certainement pas à l’usine optique de « l’un des principaux fabricants et exportateurs d’instruments scientifiques/laboratoires ».
2. La poussière et la saleté montrées sur cette photo étaient partout dans le microscope. J’ai dû le nettoyer avant de le tester.

1. Mauvaise connexion à la terre ; le fil de terre est connecté au boîtier en plastique. 2. Support de DEL mal fait avec la surface inadéquate pour le refroidissement de la DEL. 3. Aucune graisse thermique n’a été placée entre le dissipateur de chaleur de la LED et le support

Ce chemin optique au-dessus du nez tournant est censé être joliment usiné et recouvert de peinture noire pour réduire les réflexions internes ; dans cet appareil, la peinture est blanche et il y a plusieurs poches dans le corps en aluminium

Des prismes grossièrement fabriqués avec des supports rouillés et des vis pliées dans la tête du microscope.

Des surfaces optiques rayées du condenseur d’Abbe.

Après une journée ou deux de réparation et de remplacement des objectifs et des oculaires avec des optiques de bonne qualité, j’ai maintenant un bon microscope.

À mon avis, le prix du microscope n’est certainement pas un indicateur de qualité. Lorsque vous payez pour un microscope de marque, vous payez 90% ou même plus pour son nom (vous pouvez aussi bien payer pour l’air) et 10% pour la chose elle-même. Si vous comprenez et pouvez facilement apprendre comment les choses fonctionnent, vous pouvez acheter des objets sans nom. Si, par contre, vous n’aimez pas mettre votre cerveau en marche, il est préférable de payer pour un produit de marque. Je suis sûr que pour environ 200 $, voire 150 $, on peut acheter un microscope biologique binoculaire de qualité décente fabriqué en Chine. De toute façon, presque tout est fabriqué en Chine de nos jours ! Cependant, parfois vous pouvez obtenir une chose comme je l’ai décrit ici.

Malgré tout, après avoir dépensé un peu de temps et d’argent, j’ai utilisé ce microscope pour préparer des illustrations pour toutes les calculatrices de microscope que vous pouvez trouver sur ce site Web, y compris cette calculatrice. Je vais utiliser ce microscope pendant longtemps.

Cet article a été écrit par Anatoly Zolotkov

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