Conversor de unități

Definiții și formule

Ocular de câmp larg 10× cu număr de câmp de 20 mm și 16 mm. Numărul de câmp nu este gravat pe ocularul stâng; acesta a fost determinat prin măsurarea diametrului diafragmei interne. Semnul de ochelari de vedere de pe ocularul stâng arată că acesta este proiectat ca ocular cu punct înalt sau cu relief pentru ochi și poate fi utilizat de persoanele care poartă ochelari de vedere.

Calcularea câmpului vizual al microscopului

Câmpului vizual al microscopului este diametrul maxim al zonei vizibile atunci când se privește prin ocular (acesta va fi câmpul vizual al ocularului) sau când se utilizează o cameră (acesta va fi câmpul vizual al camerei). Câmpul vizual al microscopului este limitat de obiectivul obiectivului, de diametrul căii optice mecanice interne (tubul), de ocularele utilizate și de dimensiunea senzorului camerei foto. În cazul în care se utilizează un aparat foto DSLR full-frame pentru a face fotografii și înregistrări video, dimensiunea senzorului său este, de obicei, mai mare decât ceilalți factori limitativi.

Care ocular de microscop este caracterizat la cu cel puțin două numere: mărirea sa (10× fiind cel mai frecvent) și numărul de câmp. Numărul de câmp al ocularului (prescurtat FN și, uneori, FOV) este diametrul câmpului vizual în milimetri măsurat în planul real intermediar al imaginii. Câmpul vizual este definit de o deschidere circulară (diafragmă) fixă (deoarece nu poate fi modificată) a ocularului, care, în funcție de designul său, se poate afla fie între lentilele ocularului, fie sub acestea. În cele mai multe cazuri, diametrul deschiderii diafragmei de câmp (numit număr de câmp FN) a ocularului determină diametrul câmpului de vedere.

Diamfragme interne fixe ale ocularelor FN=16 mm și FN=20 mm. 1. Diafragma ocularului

Diametrul câmpului vizual al microscopului în planul în care este plasat specimenul este definit de următoarea formulă:

unde

DFV este diametrul câmpului de vizualizare în planul specimenului,

FN este numărul câmpului în milimetri (se referă la diametrul în milimetri al diafragmei fixe din interiorul ocularului; este de obicei marcat pe ocular și uneori se numește numărul câmpului de vedere),

MO este mărirea obiectivului (marcată pe lentila obiectivului) și

MT este factorul de mărire al lentilei tubului (dacă există; lentila tubului este plasată în calea optică a microscopului între obiectiv și ocular pentru a produce o imagine reală intermediară).

Din această formulă, putem determina numărul de câmp:

De exemplu, pentru obiectivul 10×, factorul de mărire a tubului 1× și FN = 15, avem

1 mm (1 diviziune = 0.01 mm) și 50 mm (1 diviziune = 0,5 mm) lamele de calibrare

După cum se poate observa din formula de mai sus, mărirea ocularului nu are niciun efect asupra câmpului vizual. De exemplu, un ocular 10×/18 și 12×/18 au același diametru al câmpului vizual al ocularului FN = 18 mm.

Rețineți că acest calcul este doar o estimare. Pentru a obține câmpul real de vizualizare al microscopului dvs. particular cu un anumit obiectiv și lentile de ocular, microscopul dvs. trebuie să fie calibrat cu ajutorul unui diapozitiv de calibrare. Această calibrare trebuie efectuată pentru fiecare combinație de ocular și obiectiv.

Dacă un ocular este înlocuit cu o cameră, în special dacă camera este instalată în locul capului binocular, atunci câmpul de vizualizare va fi determinat de dimensiunea senzorului de imagine al camerei (pentru camerele cu senzori relativ mici) și/sau de obiectivul microscopului. Atunci când se utilizează o cameră cu un senzor mic, este obișnuit să se folosească o lentilă de reducere, care este instalată pe cameră. O cameră cu un senzor mare, pe de altă parte, va vedea întregul câmp determinat doar de obiectivul microscopului.

Un afis văzut prin aceeași lentilă acromatică plană de 10× și prin oculare diferite de 10× cu FN = 16.7 și FN = 20; observați aceeași dimensiune a imaginii afisului și dimensiunile diferite ale câmpului datorită ocularelor diferite

Așa cum s-a menționat mai sus, diametrul câmpului depinde, de obicei, de mărirea obiectivului microscopului și de diafragma de câmp a ocularului. Cu toate acestea, designul obiectivului impune, de asemenea, o limită asupra câmpului vizual. La primele microscoape, lentilele obiectivului asigurau diametrul maxim al câmpului vizual măsurat la planul intermediar al imaginii reale mai mic de 18 mm. Obiectivele moderne, nu numai apocromatele plane scumpe, ci chiar și cele acromatice plane utilizate în mod obișnuit, asigură diametrul maxim utilizabil măsurat la planul intermediar care poate depăși 28 mm. De exemplu, acromatele de plan fără nume, ilustrate mai jos, asigură diametrul maxim al câmpului vizual la planul intermediar al imaginii 19,2-39.0 mm în funcție de mărirea obiectivului:

În același timp, câmpul vizual atunci când este privit prin oculare este limitat de câmpul vizual ocular. Tabelul următor prezintă câmpul de vizualizare pentru ocularul de 10 × 20 mm cu obiective acromatice plane:

Rețineți că pentru a realiza imaginile cu ouăle de ascaris lumbricoides și celulele sanguine de pui prezentate mai jos am folosit aceleași obiective fără nume ilustrate mai jos și o cameră Canon 5D Mk II DSLR full-frame.

Calcularea câmpului vizual al microscopului pentru o mărire mai mare sau mai mică a obiectivului

Cele patru obiective acromatice de plan no-name (162$)

Câteodată câmpul vizual al microscopului este cunoscut pentru o anumită combinație de ocular și obiectiv și trebuie să determinăm câmpul vizual pentru un obiectiv cu o mărire mai mare sau mai mică. Următoarea formulă este utilizată pentru a calcula câmpul vizual al microscopului pentru o putere de mărire mai mare, dacă este cunoscut câmpul vizual al unei puteri de mărire mai mici.

unde

DHP este diametrul câmpului vizual al microscopului pentru o lentilă de obiectiv de putere mai mare,

DLP este diametrul câmpului vizual al microscopului pentru o lentilă de obiectiv de putere mai mică,

MHP este mărirea obiectivului de putere mai mare, iar

MLP este mărirea obiectivului de putere mai mică.

De exemplu, pentru un microscop cu un ocular de 10× și un obiectiv de 45×, mărirea este de 10 × 45 = 450, iar câmpul de vizibilitate este de 0,33 mm. Care va fi câmpul vizual dacă schimbăm obiectivul cu unul de 100×? Pentru a calcula, vom folosi formula de mai sus.

Soluționând această proporție pentru DHP, vom avea

Un microscop cu un obiectiv de 40× și un ocular de 10×/20; câmpul de vizibilitate este de 450 μm; dimensiunea unui ou fertil (dreapta sus) de Ascaris lumbricoides (Ascaris lumbricoides) este de 60 μm

Calcularea dimensiunii reale a unui specimen

Pentru a estima dimensiunea reală a unui specimen, plasați-l pe platou, selectați obiectivul cu cea mai potrivită mărire și estimați numărul de obiecte N care pot încăpea pe cercul câmpului vizual DFV. Dimensiunea reală Lsp se va determina folosind următoarea formulă:

Un microscop cu un obiectiv de 40× și un ocular de 10×/20; câmpul de vizualizare este de 450 μm; dimensiunea unei celule de sânge de pui este de 12 μm;

De exemplu, aproximativ 2,5 microorganisme pot încăpea de-a lungul diametrului câmpului de vizualizare, care este egal cu 0,33 mm. Atunci dimensiunea estimată a microorganismului este

Cum să NU cumperi un microscop (folosind un microscop biologic Miko India ca exemplu)

Acesta este modul în care acest Miko microscop arată dacă nu îl dezasamblați pentru a vedea ce se află înăuntru

Mai jos veți găsi o descriere foarte neobișnuită a microscopului folosit pentru a face ilustrații pentru acest microscop și pentru alte calculatoare. Cu toate acestea, este greu de rezistat tentației de a povesti cum am cumpărat un microscop nou fabricat de Miko India, un producător de microscoape puțin cunoscut care se poziționează pe piața foarte competitivă a microscoapelor ca fiind „unul dintre cei mai importanți producători și exportatori de instrumente științifice/de laborator” Am vrut să-l încerc pentru că, uneori, start-up-urile pot face produse foarte bune. În plus, un palmares impresionant al Organizației Indiene de Cercetare Spațială arată că pot face instrumente optice foarte bune. Iată ce am primit.

Am vrut să cumpăr un microscop de mult timp, deoarece am nevoie adesea să fac fotografii ale unor lucruri mici, cum ar fi microcipuri pentru aceste convertoare de unități și calculatoare. De data aceasta, am decis să omor doi iepuri dintr-o lovitură – să achiziționez un microscop și să fac mai multe calculatoare microscopice folosind noul meu microscop pentru a face experimente și ilustrații. Nu sunt un expert în optică și atunci când este necesar să studiez ceva nou, încerc întotdeauna să învăț teoria prin experimente și activități practice.

Acum, iată-ne cu un microscop binocular nou-nouț cumpărat de pe eBay pentru 163 de dolari americani de la Miko India, „unul dintre cei mai importanți producători și exportatori de instrumente științifice/de laborator, microscoape, etc.”. Amintindu-mi că o imagine valorează cât o mie de cuvinte, am să vă prezint câteva imagini care arată ce se află în interiorul acestui „instrument optic de precizie” care arată bine din exterior.

Ar trebui să remarc faptul că, în mod ciudat, acest microscop are un stativ de bună calitate, o platină mecanică și o piesa de nas rotativă. Toate piesele mecanice funcționează fără probleme. Cu toate acestea, tot restul este de o calitate foarte slabă și este acoperit de murdărie și vopsea ciobită. Rețineți că Miko India poziționează acest microscop ca fiind un instrument biologic de precizie și nu o jucărie sau un microscop pentru studenți.

Toate lentilele obiectivelor sunt zgâriate și murdare. Nu le-am dezasamblat; cu toate acestea, sunt sigur că calitatea suprafețelor optice nu este mai bună decât calitatea pieselor metalice și din plastic ale acestor obiective.

Mai multe fotografii ale obiectivelor arată că acestea sunt slab prelucrate și au un strat slab de crom. O mulțime de zgârieturi și părți ciobite.

1. Acum să ne uităm la ceea ce se află în interiorul cutiei electrice. Toate piesele metalice au fost realizate de un amator în garajul său și cu siguranță nu la fabrica de optică a „unuia dintre cei mai importanți producători și exportatori de instrumente științifice/de laborator”.
2. Peresul și murdăria prezentate în această imagine erau peste tot în microscop. A trebuit să îl curăț înainte de testare.

1. Conexiune greșită la masă; firul de masă este conectat la carcasa de plastic. 2. Suport de LED prost realizat, cu suprafața inadecvată pentru răcirea LED-ului. 3. Nu a fost plasată nici o unsoare termică între radiatorul LED-ului și suport

Acest traseu optic de deasupra ochelarului rotativ ar trebui să fie frumos prelucrat și acoperit cu vopsea neagră pentru a reduce reflexiile interne; în acest dispozitiv, vopseaua este albă și există mai multe buzunare în corpul de aluminiu

Prisme realizate necorespunzător, cu suporturi ruginite și șuruburi îndoite în capul microscopului.

Suprafețe optice zgâriate ale condensatorului Abbe.

După o zi sau două de reparații și înlocuirea obiectivelor și ocularelor cu optici de bună calitate, acum am un microscop bun.

În opinia mea, prețul microscopului nu este cu siguranță un indicator al calității. Când plătești pentru un microscop de marcă, plătești 90% sau chiar mai mult pentru numele său (poți la fel de bine să plătești pentru aer) și 10% pentru lucrul în sine. Dacă înțelegeți și puteți învăța cu ușurință cum funcționează lucrurile, puteți cumpăra lucruri fără marcă. Dacă, totuși, nu vă place să vă porniți creierele, este mai bine să plătiți pentru un nume de marcă. Sunt sigur că pentru aproximativ 200 de dolari și chiar 150 de dolari se poate cumpăra un microscop biologic binocular de calitate decentă fabricat în China. Oricum, aproape totul este fabricat în China în zilele noastre! Cu toate acestea, uneori se poate obține un lucru așa cum am descris aici.

Cu toate acestea, după ce am cheltuit ceva timp și bani, am folosit acest microscop pentru a pregăti ilustrații pentru toate calculatoarele microscopice pe care le puteți găsi pe acest site, inclusiv acest calculator. Am de gând să folosesc acest microscop pentru o lungă perioadă de timp.

Acest articol a fost scris de Anatoly Zolotkov

.