Obiektyw mikroskopu

Obiektyw mikroskopowy achromatyczny o powiększeniu 10x i aperturze numerycznej 0.25, do stosowania w mikroskopach z tubusem o długości 160 mm

Obiektyw mikroskopowy apochromatyczny o powiększeniu 45:1 i aperturze numerycznej 0.90

Przekrój obiektywu achromatycznego o 40x powiększeniu i NA 0.65. Widoczne 5 soczewek w 3 grupach - 2 dublety, oraz pojedyncza soczewka czołowa

Obiektyw mikroskopu – obiektyw zbudowany z soczewki o ogniskowej rzędu kilku milimetrów. Wytwarza on powiększony obraz pośredni we wnętrzu mikroskopu. Często w miejscu powstania tego obrazu wstawia się dodatkową soczewkę zwaną soczewką polową. Obiektyw jest najważniejszą częścią całego mikroskopu i to właśnie od jego jakości zależy obraz końcowy zarejestrowany przez oko ludzkie w okularze (lub na ekranie projekcyjnym), bądź przez matrycę, lub błonę fotograficzną aparatu/kamery.

Liczby na obiektywie oznaczają kolejno: powiększenie, aperturę numeryczną, długość tubusu w milimetrach i (nie zawsze podawaną) rekomendowaną grubość szkiełka nakrywkowego w milimetrach.

Rodzaje obiektywów

• Achromatyczne - najczęściej stosowane w tanich mikroskopach, skorygowane dla dwóch zakresów długości fal światła.
• Planchromatyczne - podobnie jak achromatyczne, skorygowane dla dwóch zakresów fal, jednak dające płaski obraz. Apertura numeryczna na ogół taka sama jak w achromatach.
• Semi planachromatyczne (pół planachromat) - mniej dokładna korekcja niż w planachromacie, jednak lepsza niż w achromacie.
• Apochromatyczne - drogie obiektywy stosowane w mikroskopach wyższej klasy, skorygowane dla trzech, lub większej ilości długości fal. Dzięki temu zabiegowi możliwe jest uzyskanie większej nawet o kilkadziesiąt procent apertury numerycznej względem achromatu o takim samym powiększeniu. Obiektyw taki charakteryzuję się większą rozdzielczością względem achromatów i planachromatów.
• Planapochromatyczne - podobnie jak apochromatyczne skorygowane dla trzech długości fal, jednak dające płaski obraz. Stosowane w najdroższych mikroskopach. Konstrukcja tych obiektywów wymaga ogromnej precyzji, gdyż nierzadko składają się one z 12-14 (przy większych powiększeniach) soczewek umieszczonych w obudowie które muszą być współosiowe, a odchyłki nie mogą przekraczać 0,001-0,002mm.

Obiektywy suche i imersyjne

• Obiektywy suche - są to obiektywy gdzie przestrzeń między soczewką czołową a szkiełkiem nakrywkowym (bądź innym materiałem) jest wypełniona powietrzem. Maksymalna apertura numeryczna NA takiego obiektywu wynosi 1, jednak w praktyce nie przekracza 0.95. Większość obiektywów o powiększeniach 40x i mniejszych są produkowane jako suche (wyjątek stanowią obiektywy specjalnego przeznaczenia).
• Obiektywy imersyjne - są to obiektywy gdzie przestrzeń między soczewką czołową a szkiełkiem nakrywkowym (bądź innym materiałem) jest wypełniona cieczą imersyjną. Dzięki zastosowaniu cieczy o większym współczynniku załamania światła niż powietrze można uzyskać większą aperturę całego obiektywu: NA > 1.

Jako ciecze imersyjne stosowane są najczęściej:

• woda destylowana - jedna z nielicznych ciecz imersyjna "niebrudzących" soczewki czołowej obiektywu, n = 1,333 (przy 20 °C - i dalej dla reszty cieczy), maksymalna wartość apertury uzyskiwanej przez obiektyw NA = 1.20,

• gliceryna - n = 1,472, NA = 1.30,

• olej parafinowy - n = 1,480, Na = 1.33,

• olejek cedrowy - n = 1,515, NA = 1.40,

• anizol - n = 1,516, NA = 1.40,

• α-monobromonaftalen - n = 1,658, Na = 1.53,

• jodek metylenu - n = 1,740, NA = 1.60.

Zakres powiększeń

Powiększenie jest obok apertury jednym z podstawowych parametrów obiektywu mikroskopowego. To od niego zależy ile szczegółów zdołamy dostrzec w badanej próbce. Dobór powiększeń nie jest całkiem przypadkowy, leczy oparty o tzw. znormalizowany ciąg powiększeń stosowany w optyce instrumentalnej.

Obiektywy mikroskopowe dzielimy na:

• obiektywy o małym powiększeniu ≤ 10x,

• obiektywy o średnim powiększeniu >10x, ale ≤ 40x,

• obiektywy o dużym powiększeniu > 40x.

Bibliografia

Maksymilian Pluta, "Mikroskopia Optyczna" ISBN 83-01-02835-1 PWN Warszawa 1982.