Optické systémy mikroskopů

Čočka objektivu

Čočka objektivu se skládá z několika čoček pro zvětšení objektu a promítání většího obrazu. Na základě rozdílu v ohniskové vzdálenosti jsou k dispozici čočky s různým zvětšením, např. 4×, 10×, 40× a 50×. Kromě zvětšení vyjadřují výkon čočky objektivu indexy zahrnující numerickou aperturu a pracovní vzdálenost.
Světlo procházející čočkou vytváří barevnou aberaci (rozpíjení barev), která má různý index lomu podle vlnové délky. Aby se tomu zabránilo, byly vyvinuty následující čočky:

- Achromatická čočka

Čočky navržené tak, aby indexy lomu dvou vlnových délek (barev) světla byly stejné. Tento typ čočky je hojně využíván, mimo jiné i díky jeho rozumné ceně.

- Semiapochromatická čočka (fluoritová čočka)

Čočky navržené tak, aby indexy lomu tří vlnových délek (barev) světla byly stejné. Tento typ čočky se používá pro pozorování fluorescence, protože transmisní poměr je zajištěn pro ultrafialové světlo o vlnové délce asi 340 nm.

- Apochromatická čočka

Čočky navržené tak, aby indexy lomu tří vlnových délek (barev) světla byly stejné, jako je tomu u semiapochromatické čočky. Tento typ čočky se vyznačuje velkou numerickou aperturou a lepším rozlišením, a proto se často využívá pro výzkum, který vyžaduje podrobné pozorování. Tento vysoký výkon s sebou také přináší vyšší cenu.

- Planární čočka

Čočka, u níž je korigována aberace zakřivení pole tak, aby byl zaostřen nejen střed čočky, ale i okraje. Pokud mají výše uvedené čočky korigované aberace zakřivení pole, říká se jim planární achromatické čočky, planární fluoritové čočky, respektive planární apochromatické čočky. Ve většině případů je na boční straně čoček označení „PLAN“.

- Imerzní čočka

Zvyšuje numerickou aperturu použitím kapaliny mezi čočkou objektivu a vzorkem pro dosažení vysokého rozlišení. Imerzní čočka využívající olej se nazývá čočka s olejovou imerzí a čočka využívající vodu se nazývá čočka s vodní imerzí. První jmenovaná je na boční straně označena „HI“ nebo „OIL“ a druhá pak „W“ nebo „WATER“.

Čočka okuláru (okulár)

Čočka, která se instaluje na stranu pozorovatele. Obraz zvětšený čočkou objektivu je dále zvětšován čočkou okuláru za účelem pozorování. Čočka okuláru se skládá z jedné až tří čoček a je také vybavena mechanismem zvaným zarážka pole, který odstraňuje nepotřebné odražené světlo a aberaci.
K dispozici jsou různé typy v závislosti na zvětšení, které poskytují, např. 7× a 15×. Kromě zvětšení je výkon čočky reprezentován číslem pole, které udává rozsah zorného pole.
Na rozdíl od čoček objektivů platí, že čím větší je zvětšení čočky okuláru, tím kratší je délka.
Následující čočky jsou k dispozici podle provedení zarážky pole nebo aplikace:

- Huygensova čočka

Skládá se ze dvou plankonvexních čoček. Tento typ čočky se používá pro malé zvětšení a vyznačuje se zarážkou pole umístěnou v tubusu objektivu.

- Ramsdenova čočka

Tento typ čočky se vyznačuje se zarážkou pole umístěnou mimo tubus objektivu.

- Periplanární čočka

Koriguje chromatickou aberaci zvětšení a další vlastnosti, aby bylo umožněno jasné pozorování, a to i na okraji zorného pole.

- Kompenzační čočka

Čočka okuláru, která kompenzuje aberaci způsobenou čočkou objektivu.

- Širokoúhlá čočka

Zajišťuje široké zorné pole a používá se primárně pro pozorování živých organismů a minerálů.

- Čočka se super polem

Podporuje ještě širší zorné pole a používá se hlavně u stereoskopických mikroskopů.

Kondenzorová čočka

Čočka, která se instaluje pod stolek. Tato čočka dokáže upravovat množství světla za účelem rovnoměrného osvětlení objektů. Je vhodná pro pozorování při velkém zvětšení. Existují různé typy kondenzorových čoček, od obecných „Abbeho kondenzorů“ po „achromatické kondenzory“, které korigují barevnou aberaci.

- Abbeho kondenzor

Jednoduchá kondenzorová čočka, která se často používá na mikroskopech instalovaných ve vzdělávacích institucích.

- Achromatický kondenzor

Kondenzorová čočka, která koriguje barevnou aberaci. Achromatické aplanatické kondenzorové čočky jsou k dispozici jako pokročilý typ, který dokáže korigovat zakřivení pole.

- Univerzální kondenzor

Hodí se pro širokou škálu pozorování, jako je temné pole, fázový kontrast, diferenciální interferenční kontrast a pozorování v polarizovaném světle.

O zvětšení

Celkové zvětšení při pozorování je vyjádřeno součinem zvětšení čočky objektivu a okuláru. Například čočka objektivu 20× a čočka okuláru 10× zajišťují celkové zvětšení 200×.
Zvětšení 1× označuje stav, kdy je objekt pozorován okem ze vzdálenosti 250 mm. 250 mm je považováno za vzdálenost, při které lze nejsnáze pozorovat lidským okem. Říká se jí vzdálenost zřetelného vidění. Zvětšení čočky okuláru se získá vydělením vzdálenosti zřetelného vidění ohniskovou vzdáleností čočky.

Jak čistit čočky

K čištění jsou potřeba především následující nástroje:

• Ofukovací balónek (stlačený vzduch)
• Čisticí papír na čočky
• Vatové tyčinky
• Čisticí prostředek (doporučený výrobcem, absolutní alkohol, směs éteru a alkoholu, destilovaná voda atd.)

1. Čištění pomocí ofukovacího balónku nebo jiného zařízení

Nejprve odstraňte prach a nečistoty z čočky ofukovacím balónkem nebo stlačeným vzduchem.
(Stlačený vzduch by se u některých čoček neměl používat kvůli vysokému tlaku vzduchu. Při rozhodování, zda jej použít, postupujte podle návodu k obsluze.)

2. Odstranění skvrn

Použijte čisticí prostředek doporučený výrobcem, absolutní alkohol, směs éteru a alkoholu nebo destilovanou vodu. Čistič brýlí se nesmí používat, protože obsahuje odmlžovač.
Při použití hořlavého čisticího prostředku, např. éteru, dávejte pozor, aby se nevznítil. Měli byste předem vypnout okolní elektronická zařízení. Dbejte také na větrání v místnosti.
Na prachotěsný materiál, jako je gáza, netkaná textilie nebo čisticí papír, naneste malé množství čisticího prostředku a jemně otřete čočku spirálovitě od středu k vnějšímu obvodu. V případě malé čočky omotejte papír na čočky kolem špičky vatové tyčinky a otřete čočku bez použití velké síly.
Výše uvedený postup čištění lze použít i pro kondenzorové čočky.
Po použití čočky objektivu s olejovou imerzí ji nezapomeňte vyčistit; jinak se povrch čočky zhorší. Absorbujte zbývající olej čisticím papírem a poté čočku jemně otřete čisticím papírem navlhčeným čisticím prostředkem.