Начну с требований к механике микроскопа, которые в основном взяты из книги "Микроскопы" Скворцова, Панова, Полякова и Федина. 1. Неперпендикулярность столика к оси микроскопа 4' для план-объективов, 6÷8' – для обычных ахроматов и апохроматов. Эти значения возникают из требования резкого изображения на всем поле зрения (для план-ахромата 18 мм) с объективом 90-100 крат, у которого глубина резкости составляет 0.2 мкм. arctg(0.0002/0.18)=3'50'' 2. Неперпендикулярность опорной плоскости объектива к оси микроскопа не более 1÷2'. Исходя из того, что изображение должно оставаться в поле зрения окуляра при смене объективов. 3. Точность центрирования объективов в револьвере не хуже 0.01 мм. 4. Непараллельность направления перемещения и оси тубуса определяется тем, что в пределах точной фокусировки (2 мм) объект не должен смещаться более чем на 0.1 радиуса поля зрения самого сильного объектива. arctg(0.006/2)=15' 5. Непараллельность направления перемещения и оси тубуса при грубой фокусировке не более 20'. 6. Поскольку глубина резкости с объективом 8х0.20 составляет 13 мкм, а с 90х1.25 – 0.3 мкм, то нет смысла добиваться сохранения фокусировки при смене объективов. Но ГОСТом допускается величина перефокусировки 0.05 мм. Она зависит как отклонения оптической длины тубуса от расчетного значения, так от высоты объективов и от положения опорных торцов револьвера. Отклонение механической длины тубуса в 1 мм приводит к перефокусировке ~14 мкм. Остальные ошибки не более половины оставшейся величины (36 мкм). Следовательно, отклонения положения опорных торцов револьвера по высоте должны быть не более 18/2 = 9 мкм. 7. Смещение оси конденсора относительно оси микроскопа не более ~ 0.15 мм. 8. Неперпендикулярность плоской поверхности фронтальной линзы конденсора не более 30'.
Там же обсуждается жесткость конструкций микроскопов и говорится, что штативы МБР-1, МБИ-3, МББ-1, МИН-8 и им подобные не обладают достаточной жесткостью. Это видно на практике, но не мешает работать при наблюдении глазом. Тоже, по видимому, относится и к большинству современных учебных, рабочих и биологических микроскопов.
Первые два пункта нам (любителям) проверить не по силам. Для этого нужны плоское зеркало, автоколлимационный окуляр и специальный объектив, который должен иметь определенное фокусное расстояние (точнее задний отрезок) и обязательно должен быть помещен в прецизионную оправу с опорной плоскостью строго перпендикулярной оптической оси объектива.
Проверку и юстировку узлов микроскопа рекомендуется делать на исправном, в плане механики, микроскопе. Начать стоит с проверки тубуса. Окуляр должен быть с перекрестием, а лучше со шкалой. В качестве образца хорошо иметь объект-микрометр. Если нет, то подойдет любой контрастный образец, но в этом случае окуляр должен быть обязательно со шкалой. Установив объектив 20-40 крат, фокусируемся на образце. Вращая окуляр вокруг своей оси, находим и запоминаем место на его шкале, которое не смещается относительно изображения объекта. Через это место проходит геометрическая ось окуляра. Ослабив винт крепления окулярного тубуса, поворачиваем тубус на угол 30-45°. Затянув винт, смотрим на изображение. Запоминаем. Снова ослабляем винт, поворачиваем, затягиваем и смотрим. И так пока не сделаем полный оборот. В идеале неподвижной областью на изображении должна оказаться та, которая приходится на геометрическую ось окуляра. Допустимым будем считать отклонение в 1 мм (1/10 радиуса поля зрения хорошего объектива). Что соответствует 50 мкм на объект-микрометре с 20 кратным объективом или 25 мкм – с 40 кратным объективом. Если смещение будет больше, то нужно юстировать призму. Если же такое большое смещение оказалось у прямого тубуса, то стоит искать ему замену. Призма в наклонном тубусе крепится с помощью двух винтов и фигурной прижимной планки. Юстировка призмы сведется к выведению неподвижной части изображения образца на геометрическую ось окуляра. Ослабив два винта, слегка сдвигаем призму и затягиваем винты. Смотрим в окуляр и запоминаем перемещением неподвижной области. Анализируем, куда теперь нужно сметить призму. Смещаем. Смотрим. Анализируем. Через несколько повторений это получится. После юстировки стоит проверить ее правильность, вращая окуляр вокруг своей оси и тубус вокруг своей. Во время юстировки и проверки винт фиксации тубуса нужно обязательно затягивать. Конечно, можно добиться, что смещение изображения образца будет менее 1 мм. Теперь есть один проверенный узел микроскопа! Проверку точности центрирования отверстий револьвера можно провести одновременно с проверкой высоты положения опорных торцов. Для этого стоит взять объектив с увеличением 40-60 крат и объект микрометр (без него не измерить смещение центров). Вкручиваем объектив в одно из отверстий. Фокусируемся. Запоминаем положение изображения препарата и записываем значение на маховике плавной фокусировки. Повернув револьвер в сторону, не сбив объект-микрометр на предметном столике, вкручиваем этот же объектив в следующее отверстие револьвера. Фокусируемся. Измеряем смещение изображения относительно первой установки объектива и записываем значение на маховике плавной фокусировки. Проделываем это для всех отверстий револьвера. По-хорошему это стоит проделать хотя бы по три раза для каждого отверстия, чтобы оценить точность измерений и убедится в повторяемости. Если центровка вдруг окажется хуже, то придется смириться с этим. Начать искать новый револьвер, а два соседних отверстия с минимальным отклонением положения центров вкрутить объективы 40х и 90х (или 100х). Разность высот опорных торцов можно уменьшить, подложив кольца из фольги под самые «высокие». Для проверки параллельности оси микроскопа направлению перемещения понадобится слабый объектив с рабочим расстояние 5-10 мм (рабочее расстояние побольше, и кратность, тоже побольше), стеклянные плоскопараллельные пластинки толщиной (одна 4-6 мм, вторая до 10-15 мм, но можно и без неё), образец, окуляр с перекрестием или сеткой с кратностью «чем больше тем лучше). Плоскопараллельность пластинки проверяется микрометром: максимальная клиновидность должна быть не более 10мкм/10 мм. Проверка заключается в следующем: производится фокусировка на образец, затем на него кладется пластинка и вновь производится фокусировка (только с помощью механизма плавной фокусировки). Вычисляется разность положений изображения в первом и втором случаях Δ. Эффективное изменение положения высоты образца вычисляется по формуле heff=d(n-1)/n, где d – толщина пластинки в мм, а n – ее показатель преломления (обычно близок к 1.5). Угол между направлением перемещения и осью тубуса вычисляется по формуле arctg (Δ/heff). Аналогичное проделывается с толстой пластинкой, если она есть в наличии, с той разницей, что перефокусировка осуществляется маховичками грубой фокувировки. Если углы составляют менее 15' и 20' соответственно, то можно успокоится. Теперь можно заняться проверкой параллельности плоскости предметного столика и опорной плоскости (плоскостей) тубуса (револьвера). Потребуется массивная штуковина с плоскими, параллельными друг другу торцами размером около 25-50 мм и высотой 20-40 мм. В моем случае это была концевая стеклянная мера. Можно набрать стопу из обрезков толстого витринного стекла. Параллельность поверхностей у них проверяется методам указанным выше. Еще потребуются тонкие щупы, в качестве которых можно использовать полоски фольги. Их толщину измеряют микрометром. Процедура простая. Почти вплотную к лежащей на предметном столике штуковине (или стопке стекол) подводится опорный торец тубуса (револьвера). Щупами измеряется максимальный и минимальный зазор между поверхностями. По диаметру опорного торца и разности толщин определяется угол наклона. Если он белее 4', то перекос нужно устранить, ослабляя винты крепления столика к кронштейну микроскопа и подкладывая в нужных местах и количествах кусочки фольги между ним и столиком. Если оси объективов вкрученных в револьвер не совпадают с геометрической осью окуляра, то при переходе от одного объектива к другому изображение, объекта видимое в окуляр, будет смещаться. Исходя из этого, проводится проверка. В литературе часто говорится, что при переходе от объектива с малым увеличением к объективу с большим увеличением смещение изображения должно быть не белее трети поля зрения. При этом не приводятся конкретные числа: увеличение объективов и линейное поле зрения окуляра. Критерии качества здесь можно ввести самому. Стоит, наверное, считать хорошим результатом, когда при переходе с 8х объектива на 40х изображение смещается не более чем на 2 мм (немного больше трети радиуса поля зрения 20 кратного окуляра с полем зрения 9 мм, что соответствует угловому значению поля 2ω 40°). Если не устраивает имеющееся положение дел с совпадением осей объективов и окуляра, то можно его попытаться исправить. Для этого надо найти в конструкции микроскопа регулировочные или установочные винты или приспособления, которые отвечают за смещение оси объектива относительно оси окуляра. В штативах серии МБР, МБИ или БИОЛАМ перемещение объективов в одном направлении осуществляется винтом, установленным сверху механизма с револьвером, а в другом направлении – пружиной фиксирующей револьвер. Последовательность действий такая: устанавливается объектив с бОльшим увеличением (например, 20х) и на геометрическую ось окуляра выводится изображение характерного объекта на образце, перемещением самого образца; затем устанавливается более слабый объектив и изображение также приводится на геометрическую ось, но уже перемещением объектива (вращением винта на механизме револьвера). И так повторяется много раз (может 10, 20, 40 или более раз), все зависит от увеличения окуляра, разности увеличений объективов и точности приведения изображения на геометрическую ось окуляра. На рисунке в утрированном масштабе показан процесс. Он иллюстрирует, что в процессе этих действий расстояние между осями объективов и окуляра уменьшается. Добившись, что изображение объекта не смещается в вертикальном направлении (для МБР и подобных штативов), можно остановится, если получен удовлетворительный результат. Если охота продолжить путь к совершенству, то нужно выкрутить объектив и сдвинуть плоскую пружину-фиксатор немного влево или вправо, ослабив винту ее крепления. Установив сильный и слабый окуляр, зафиксировать: уменьшилось или увеличилось смещение изображения при смене объективов. Если уменьшилось, то сдвинуть пружину-фиксатор еще в том же направлении, в противном случае сдвинуть ее сильнее в обратном направлении.
Офтоп: вопросы и комментарии в теме указанной в первом сообщении. Замечания к этому посту в личку.
Вложения: |
![Юстировка микроскопа_совмещение осей объектива и окуляра.GIF](./download/file.php?id=8314&t=1&sid=f05c07a0c63789eaf1f9e48ea1d2983d)
Юстировка микроскопа_совмещение осей объектива и окуляра.GIF [ 17.42 КБ | Просмотров: 20573 ]
|
|