Jak vybrat mikroskop - zvětšení ?
Zvětšení dalekohledů, hvězdářských teleskopů a mikroskopů
Lidé, kteří nemají s pozorovací optikou mnoho zkušeností, se domnívají, že čím větší zvětšení, tím více si pozorovaný objekt přiblíží a tím více detailů uvidí.
Je pochopitelné, že každý by na pozorovaném objektu rád viděl co nejvíce detailů. Avšak tím, že objekt hodně přiblížíte (zvětšíte) není zaručeno, že rozpoznáte více detailů.
Větší zvětšení neznamená lepší rozlišení.
Který z mikroskopů obrázku výše byste si asi vybrali?
Na kvalitu zobrazení má vliv několik faktorů.
A/ Kvalita optiky přístroje.
Nečekejte, že levné optické přístroje, dalekohledy nebo mikroskopy obsahují takovou optiku, která umožní získat ostrý, jasný a kontrastní obraz při velkých zvětšeních, která jsou mnohdy uváděná v parametrech přístroje. Toto je velmi častý omyl při výběru hvězdářských dalekohledů i mikroskopů, kdy zejména u dětských nebo levnějších přístrojů výrobce uvádí nereálné hodnoty – teleskop zvětšuje až 300x, 450x nebo dokonce až 600x. U mikroskopů se zase velmi často uvádí zvětšení 300x- 1200x nebo 2000x již v názvu přístroje.
Pokud potřebujete přístrojem dosáhnout velké zvětšení, požadujte především kvalitu optiky, protože jinak místo ostrého obrazu, uvidíte pouze rozmazané skvrny. V tomto případě však také očekávejte vyšší cenu přístroje.
B/ Vnější faktory, které mají vliv na kvalitu obrazu.
U binokulárních a monokulárních dalekohledů se projevuje chvění rukou. Čím větší zvětšení, tím více se přenáší třes do obrazu. Když se přenese chvění rukou do obrazu, pak je obraz nestabilní, různě se pohybuje a byť máte velké zvětšení a velký obraz objektu v zorném poli, nebudete schopni v pohybujícím se obrazu rozeznat jemné detaily. Pro ustálení obrazu při velkém zvětšení se doporučuje použít stativ.
U hvězdářských dalekohledů se používá tzv. montáž se stativem, která dává dalekohledu stabilitu a při velkém zvětšení se obraz nechvěje. U hvězdářských dalekohledů je navíc velké zvětšení omezené kvalitou atmosféry. Pokud jsou v atmosféře velké teplotní turbulence, není možné dobře zaostřit obraz a je lépe použít menší zvětšení. To je časté například při pozorování v letních večerech, kdy z rozpálené země stoupá proud horkého vzduchu vzhůru nebo v zimě, pokud vynesete dalekohled z teplé místnosti do mrazu a nejsou vyrovnané teploty v tubusu a vzduchu venku.
U mikroskopů je většinou problém s chvěním vyřešený pevným stojanem a kratším tělem přístroje. Zde však významně vstupuje do hry další omezující faktor, kterým je fyzikální podstata šíření světla v různém optickém prostředí. U mikroskopů se dosahuje velkého zvětšení na malém průměru čoček a v krátkých ohniskových délkách. V mikroskopii velmi často pracujeme na hranici toho, co je ještě optika, v určité kvalitě, schopna rozlišit. Velkou roli zde hraje kvalita připraveného preparátu.
Zvětšení mikroskopů
Zvětšení mikroskopů určíte jako násobek zvětšení objektivu a zvětšení okuláru. Obě hodnoty jsou uváděné v názvech.
M(celkové) = M(objektivu) x M(okuláru)
Příklad:
Objektiv DIN achromat 40x/0,65 má zvětšení 40x
Okulár Din WF 10x má zvětšení 10x
Celkové zvětšení mikroskopu bude tedy 40x10= 400x
U mikroskopů se velmi často setkáte s nesmyslnými hodnotami zvětšení již v názvu výrobku. Hlavně je to běžné u levnějších mikroskopů pro děti a školáky, kdy se dozvíte, že mikroskop zvětšuje 300x-1200x, 20x-1280x aj. Tyto mikroskopy však nemají při velkém zvětšení ostrý obraz.
U mikroskopů je hlavním parametrem rozlišovací schopnost, která je velmi závislá na vlnové délce světla, tzv. numerické apertuře objektivu a kondenzoru (NA) a indexu lomu prostředí, které je mezi objektem a optikou. (Více se můžete dočíst v článku o rozlišovací schopnosti). Tedy ne zvětšení.
Zvětšení: udává kolikrát je větší obraz objektu pozorovaný v mikroskopu oproti reálné velikosti
Zvětšení = zvětšení objektivu x zvětšení okuláru
Rozlišení: je schopnost mikroskopu rozlišit dva blízké objekty. Kolik detailů v obraze vidíme.
např. pokud vidíme dva objekty vzdálené 200nnm jako dva objekty nebo splývají v jeden objekt.
Větší zvětšení neznamená lepší rozlišení.
Kvalita obrazu je u mikroskopů hodně závislá na kvalitě optiky.
Prázdné zvětšení:
Běžný omyl v mikroskopii je ten, že větší zvětšení je vždy lepší. V mikroskopii je dobré zvolit takovou kombinaci okuláru a objektivu, pomocí níž získáte optimální rozlišení. Ideální zvětšení lze najít pokud použijete hodnotu numerické apertury na objektivu.
Jednoduchý postup jak nalézt optimální zvětšení vhodnou kombinací objektivu a okuláru: vezměte numerickou aperturu objektivu (NA) a vynásobte ji 500 – tím získáte dolní hranici zvětšení, pak 1000 a dostanete horní hranici zvětšení. Když si takto stanovíte rozmezí zvětšení, vezměte kombinaci objektivu a okuláru tak, aby celkové zvětšení, které dávají, bylo v určeném intervalu. Pokud vyjde celkové zvětšení mimo tuto oblast, pak se jedná o tzv. prázdné zvětšení. Pokud je celkové zvětšení větší, získáte sice větší obraz objektu ale, nerozlišíte již více detailů a obraz bude rozmazaný. Malá zvětšení pod dolní hranicí lze používat pro snadnější nalezení objektů a zmapování vzorku.
V tabulce níže jsou možná zvětšení dosažená kombinací objektivu a okuláru. Prázdná zvětšení jsou vyznačená světle červenými políčky. Prázdné zvětšení pod dolní hranicí lze dobře používat pro vyhledávání objektu.
Objektiv - zvětšení / N.A |
okulár 5x | okulár 10x | okulár 15x | okulár 16x | okulár 20x |
4x / 0,1 rozsah zvětšení 50x-100x |
20x | 40x | 60x | 64x | 80x |
10x / 0,25 rozsah zvětšení: 125x - 250x |
50x | 100x | 150x | 160x | 200x |
40x / 0,65 rozsah zvětšení: 325x - 650x |
200x | 400x | 600x | 640x | 800x |
60x / 0,85 rozsah zvětšení: 425x - 850x |
300x | 600x | 900x | 960x | 1200x |
100x oil / 1,25 rozsah zvětšení: 500x - 1250x |
500x | 1000x | 1500x | 1600x | 2000x |
Upozornění: tento popis (včetně tabulky) je originálně vytvořený výhradně pro webové stránky www.dalekohledy-mikroskopy.cz
Copyright © Miloš Motejl MOTY-OPTIK - na webové stránky se vztahuje zákon 121/2000 Sb. "Zákon o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon)". Nekopírujte obsah (ani části) webových stránek bez písemného souhlasu majitele. Porušení zákona bude řešené právní cestou.