Астрономия и микроскопия

Так это и есть "источник в бесконечности", а не плоская волна. Что-то похожее на плоскую волну можно получить, только имея идеальный точечный источник или (в реальности) лазер. А "сумма плоских волн" вообще может описывать почти любое распределение электромагнитного поля в однородной среде.

Плоская волна — волна, поверхность постоянной фазы которой представляет собой плоскость. Это понятие включает в себя абстракцию, потому что подразумевается, что в плоскости она бесконечна. Но также как и "источник в бесконечности" не находится на бесконечности, термин плоская волна применяется к конечным волнам - луч лазера имеет размер. Основное преимущество лазера - в создании когерентного света. Создать плоскую волну можно разными методами. И разложения бывают не только в Фурье.

Но похоже идея об освещении образца через полупрозрачную пластинку плоской волной неправильная. Ведь тогда объектив микроскопа соберет весь свет в фокусе в точку по центру изображения, а нужно наоборот, чтобы свет после объектива микроскопа был рассеяным.

Все правильно пишите, только проблема с восприятием из-за принятого сленга. У линзы нет фокусировки, и процедуры фокусировки нет. Есть процедура нахождения фокусного расстояния, которую Вы отлично описали. Есть вопрос к необходимой точности этой процедуры - где-то в топике про ТЛ своими руками было сообщение, что для приемлемых аберраций точность определения фокуса может быть 5 мм, что достижимо с источником изображения в 6 метрах.
А к оптической системе применяют понятие фокусировка, о чем Вы и написали.
Но когда говорят о объективе и фокусировке, думаю большинству людей представляется фотообъектив с возможностью фокусировки - то есть с внутренней возможностью перемещения точки фокуса относительно крепления.

Пожалуй, не соглашусь, на мой взгляд это две разные процедуры, связанные технической реализацией, но различающиеся целями. Нахождение фокусного расстояния имеет цель установить величину этого-самого расстояния, фокусировка имеет цель разместить в фокусе линзы (объектива, или более сложной оптической системы) фотоматериал для получения изображения, причем не всегда речь идет о фокусировки на бесконечность, т. е. размещении фотоматериала на расстоянии, найденном первой процедурой. От сложность оптической системы названия процедур не меняется: бывают вообще однолинзовые фотообъективы (монокли), в ТЛ же линз, как минимум, две.

[quote]Но похоже идея об освещении образца через полупрозрачную пластинку плоской волной неправильная. Ведь тогда объектив микроскопа соберет весь свет в фокусе в точку по центру изображения, а нужно наоборот, чтобы свет после объектива микроскопа был рассеяным[quote]

Вы заблуждаетесь, иначе нельзя было бы сфотографировать, например, луну. Но, что касается полупрозрачxой пластинки в опак-иллюминаторе, то объект в конечном итоге освещается все же не параллельным, а коническим пучком, т. к. сам объектив является конденсором. Но вот если пластинку размещать уже за объективом, то можно осветить "плоской волной", и ничего в одну точку на фотоматериале не соберется. А соберется в действительное перевернутое изображение. Почему - вспомните школьный учебник физики, там где про тонкую линзу

Я конечно могу заблуждаться, но это хорошо бы доказать.
От каждой точки Луны видимые плоские волны приходят к наблюдателю под своим углом - угловой размер Луны с Земли 30 секунд. Луна вообще не точечный источник. Поэтому линза соберет ее изображение в фокусе не в одну точку. Да, вспомните школьный курс физики для тонкой линзы - параллельные лучи собираются в фокальной плоскости. И там даже говорят, что это будет за точка - пересечение фокальной плоскости и проходящего через центр линзы луча.

[quote]Но, что касается полупрозрачxой пластинки в опак-иллюминаторе, то объект в конечном итоге освещается все же не параллельным, а коническим пучком, т. к. сам объектив является конденсором. Но вот если пластинку размещать уже за объективом, то можно осветить "плоской волной", и ничего в одну точку на фотоматериале не соберется. [quote]

Первое предложение - ровно что я сказал, только с меньшими утверждениями. Напишу подробнее - если освещать параллельными лучами (плоской волной), то после полупрозрачной
пластинки к объективу микроскопа также пойдут параллельные главной оси лучи от осветителя, которые далее попадут в этот самый объектив микроскопа. Объектив микроскопа - это линза с малым фокусным расстоянием (я не про ее реализацию, а как она работает), причем эта линза расположена от поверхности на фокусном расстоянии (схема на первой странице). То есть объектив микроскопа соберет параллельный пучок в точку по центру образца (на образце, а не на матрице), не осветив все остальное. Или Вашими словами - для привыкших к микроскопам на просвет объектив сработает как конденсер, расположенный на фокусном расстоянии от образца.
Гипотетический случай из второго предложения - будет нормально работать.

Вы полагаете объект микроскопирования точечным источником? Да у него угловой размер относительно объектива микроскопа гораздо больше, чему луны относительно объектива телескопа!

Возьмите что ли фонарик с подвижной линзой, создайте им "плоскую волну", направьте примерно параллельно оси зрения и посветите в стену. Если на сетчатке глаза образуется не изоьбражения круга светового круга на стене, а единственная светящаяся точка - срочно к доктору

А причем тут объект микроскопирования и точечный источник? Вы обратите внимание, про точечный источник говорили, когда создавали плоскую волну - помещали его фокус линзы.
В Вашем примере, для того чтобы он соответствовал обсуждению, не хватает небольшой детали - добавьте в Вашу схему вместо стены линзу, и поместите в фокус этой линзы матрицу, а не глаз (иначе срочно к доктору). Если не понимаете, что там будет световая точка - срочно за учебник по оптике.

Имелся в виду вторичный источник, т. е. отражающий свет, он же объект. Линза в описанной системе уже есть, даже несколько - в глазу. Вместо матрицы - сетчатка. Хотя вполне можно заменить глаз фотиком с объективом - единственной точки все равно не будет.

Понятие плоской волны мне в данном контексте незнакомо, "источник в бесконечности" более понятно. Именно таким источником в предложенном эксперименте со стеной, является фонарик с линзой. А уж что там за волны, я не знаю, форму их не видел Чтобы проследить обсуждаемые явления не требуется выхода за рамки геометрической оптики, которая понятием волны не опереирует.

VTSP, посмотрите схемы осветителей отраженного света в книге "Микроскопы" Скворцова и др. Если кратко - в микроскопе с тубусом бесконечность при освещении по Кёлеру изображение источника света, ограниченное апертурной диафрагмой, должно быть в заднем фокусе объектива. Тогда для предмета источник света будет находиться в бесконечности, то есть каждая точка источника будет одинаково освещать каждую точку предмета. Современные осветители отраженного света могут быть устроены и по-другому, потому что с тех пор появились, например, большие светодиодные сборки и микрорастры.

Единственной точки не будет не из-за того, что плоская волна или свет из бесконечности, а потому что фонарик - протяженный источник, от которого лучи идут под разными углами. Поэтому и на сетчатке будет пятно (как Луна), а не точка. А вот если сделать точечный источник - посмотреть на звезду например, то на сетчатке получите точку. Или если посмотрите на луч фонарика издалека - получите точку. Параллельные лучи линза собирает в точку в фокальной плоскости.
Вносить отраженный свет в обсуждение не хочу - появятся рассеяния в разные стороны, мы про более простые вещи договориться не можем.

Mitiay, спасибо за информацию. То есть при освещении по Келнеру в идеале при смене парфокальных объективов нужно двигать осветитель?

А если посмотрим издалека, но через телескоп, то все рfвно получим круг
Не понимаю к чему все эти мудрствования о точечном источнике, которого в микроскопах отродясь не было, если и без того ясно, как день - не будет никакой единственной светлой точки на фотоприемнике микроскопа при облучении препарата хоть цилиндрическим пучком, хоть коническим. Лишь бы он только освещал ненулевую площадь.

Проблема выбора метода освещения и конструкции осветителя заключается не в том, чтобы получить изображение вообще, а в том, чтобы получить высококачественное изображение. При этом для разных объектов критерии качества могут быть разными.

Параллельные лучи собираются в фокальной плоскости в точку. Если изображение не точка - значит лучи не были параллельными.

Равномерность освещения обычно подстраивается перемещением лампы или коллектора вдоль оси. Но во многих комплектах объективов одно и то же положение заднего фокуса. Для объективов средних и высоких увеличений можно проверить, опустив столик в самый низ и положив на него бумажку - должно получиться относительно четкое изображение источника света (подпорченное аберрациями конденсора), ограниченное четкой апертурной диафрагмой (ее надо поджать, если раскрыта настолько, что граница идеально круглая). Для малых увеличений можно зеркальцем спроецировать на стену, чтобы расстояние было много больше фокусного расстояния объектива. Размер кружка нерезкости при этом равен размеру поля зрения объектива.
(способ, который я раньше тут написал, неправильный).