Биологический микроскоп

Оптические компоненты биологического микроскопа показаны на рис.17.

Рис.17. Построение изображения в биологическом микроскопе

Формирующая система состоит из двух линзовых систем: короткофокусного объектива L₁ и длиннофокусного окуляра L₂.

Ход лучей в биологическом микроскопе и процесс формирования изображения показан на рис.17.

Первичное изображение AВ формируется объективом и затем рассматривается через окуляр. Для наблюдения изображения, в фокус окуляра помещают глаз. Глазом регистрируют изображение объекта.

Характеристики микроскопа:

1. Общее увеличение M микроскопа:

M=m₀ , (7)

где  – увеличение окуляра, m₀ – увеличение объектива.

2. Способность линзовой системы четко различать детали объекта называется разрешающей способностью.

3. Предел разрешения – это минимальное расстояние между двумя точками объекта, при котором эти точки четко различимы линзовой системой. Если среда между образцом и объективом имеет показатель преломления n предел разрешения

, (8)

где u – половина апертурного угла (то есть конуса лучей, которые собирает объектив). Произведение называетсячисловая апертура N_A.

Глаз человека

Светопреломляющими элементами глаза является: роговица, влага передней камеры, хрусталик и стекловидное тело. Световоспринимающий элемент глаза – сетчатка.

Наибольшее преломление света происходит в роговице. Хрусталик фокусирует падающий свет на сетчатку, где наблюдается изображение предмета. Внутри глаза расстояние между хрусталиком и сетчаткой не изменяется, но изменяется форма хрусталика за счет сокращения ресничных мышц. Изменение фокусного расстояния глаза за счет изменения кривизны хрусталика называется аккомодацией.

Световоспринимающий элемент глаза – сетчатка содержит фоторецепторы. Фоторецепторы сетчатки разделяются на колбочки и палочки. Палочки чувствительны к свету, но не различают цвета. Колбочки различают цвета, они чувствительны к восприятию деталей изображения, поэтому разрешающая способность глаза зависит от расположения колбочек на сетчатке.

Палочки относят к аппарату сумеречного зрения, а колбочки - дневного и цветового. Свет действует на фоторецепторы (рецепторные клетки) и вызывает в них фотохимические реакции. Фотохимические реакции вызывают импульсы возбуждения, которые по нервным путям передаются в головной мозг. В головном мозгу формируется зрительное ощущение (ощущение света).

Адаптация – способность глаза приспосабливаться к различным яркостям. Адаптация осуществляется следующими способами:

1) изменением диаметра зрачка

2) изменением числа палочек и колбочек, которые участвуют в возбуждении светового ощущения в зависимости от яркости предмета

Минимальное расстояние, при котором глаз четко видит предмет, называется расстоянием наилучшего зрения. В среднем это расстояние равно 25см.

Недостатки зрения и их устранение

1. Дальнозоркость (гиперопия) рис.18(а).

(а) (b)

(c) (d)

Рис.18. Недостатки зрения и их устранение

При дальнозоркости лучи фокусируются хрусталиком позади сетчатки глаза. Поэтому человек хорошо видит предметы на дальних расстояниях, а вблизи расположенные предметы видит плохо. Зрение при дальнозоркости корректируют с помощью собирающей линзы рис.18b.

2. Близорукость (миопия) рис.18с. Лучи света в этом случае фокусируются хрусталиком впереди сетчатки глаза. Поэтому человек хорошо видит близкорасположенные предметы хорошо, в далеко расположенные предметы плохо. Этот дефект корректируется с помощью рассеивающей линзы рис.18d.

3. Астигматизм

Астигматизм имеет место, когда радиусы кривизны глаза в горизонтальном направлении и вертикально направлении различны. В результате вертикальные и горизонтальные лучи фокусируются по-разному. Этот дефект зрения корректируют с помощью цилиндрических линз.