Оптика

Построение изображений в линзах

Для построения изображения в линзах следует помнить:

1. луч, идущий вдоль главной оптической оси линзы, не преломляется;
2. луч, проходящий через оптический центр линзы, не преломляется;
3. луч, падающий на собирающую линзу параллельно главной оптической оси, после преломления пройдет через фокус линзы;
4. луч, падающий на рассеивающую линзу параллельно главной оптической оси, преломится так, что его мнимое продолжение пройдет через фокус линзы, а сам луч – противоположно мнимому продолжению;
5. луч, падающий на собирающую линзу через фокус, после преломления пройдет параллельно главной оптической оси линзы;
6. произвольный луч после преломления в собирающей линзе пойдет через побочный фокус (точку фокальной плоскости, в которой ее пересечет параллельная произвольному лучу побочная оптическая ось);
7. произвольный луч, падающий на рассеивающую линзу, преломится так, что его мнимое продолжение пройдет через точку, в которой пересечет фокальную плоскость линзы побочная оптическая ось, параллельная произвольному лучу.

Изображение, даваемое тонкой линзой, может быть действительным или мнимым.

Действительное изображение получается в результате пересечения преломленных в линзе лучей, исходящих из данной точки.

Мнимое изображение получается в результате пересечения продолжений преломленных в линзе лучей, исходящих из данной точки.

Построение изображений точки, даваемых собирающей линзой

Если точка находится за двойным фокусом линзы, то ее действительное изображение получается между фокусом и двойным фокусом по другую сторону от линзы.

Если точка находится в двойном фокусе линзы, то его действительное изображение получается в двойном фокусе по другую сторону от линзы.

Если точка находится между фокусом и двойным фокусом линзы, то его действительное изображение получается за двойным фокусом по другую сторону от линзы.

Если точка находится в фокусе линзы, то его изображение находится в бесконечности.

Если точка находится между линзой и фокусом, то его мнимое изображение получается по ту же сторону от линзы.

Построение изображений предмета, даваемых собирающей линзой

Если предмет находится за двойным фокусом линзы, то его изображение получается действительным, перевернутым, уменьшенным, по другую сторону от линзы.

Если предмет находится в двойном фокусе линзы, то его изображение получается действительным, перевернутым, равным по размерам предмету, в двойном фокусе по другую сторону от линзы.

Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы, то его изображение получается действительным, перевернутым, увеличенным, по другую сторону от линзы.

Если предмет находится в фокусе линзы, то его изображение находится в бесконечности.

Если предмет находится между линзой и фокусом, то его изображение получается мнимым, прямым, увеличенным, по ту же сторону от линзы.

Построение изображений точки, даваемых рассеивающей линзой

В рассеивающей линзе изображение точки всегда получается мнимым, по ту же сторону от линзы.

Построение изображений предмета, даваемых рассеивающей линзой

Изображение предмета в рассеивающей линзе всегда получается мнимым, прямым, уменьшенным, по ту же сторону от линзы.

Важно!
При решении задач на прохождение световых лучей сквозь линзы и получение изображений в них прежде всего выясните, о какой линзе идет речь: собирающей или рассеивающей. Обязательно сделайте чертеж, на котором соответствующими буквами укажите все основные расстояния: расстояние от предмета до линзы, расстояние от линзы до изображения, фокусное расстояние

Также обязательно укажите оптический центр линзы и оба фокуса по разные стороны от линзы.

При построении изображения следует заранее выучить, каким оно должно быть при соответствующем расположении предмета относительно линзы и где находиться (действительным или мнимым, увеличенным или уменьшенным, прямым или обратным). В противном случае при неверном построении, когда вы чуть-чуть искривите луч или он пойдет неточно через фокус или центр, изображение может оказаться не там, где надо, или вместо увеличенного уменьшенным, и тогда в решении появится ошибка.

Уровень качества

По мнению опытных фотографов именно хороший объектив, а не фотоаппарат, является залогом качественных фотографий. Используя оптику высокого класса и посредственный фотоаппарат, можно получить прекрасные снимки, а вот объектив низкого качества даже на профессиональном фотоаппарате может испортить самый выигрышный сюжет. Часто оптика, по стоимости, может быть в несколько раз дороже хорошего фотоаппарата. В основном это определяется конструктивными материалами.

• Самые качественные и дорогие представители класса в своём устройстве содержат линзы из флюорита. Корпус оптики выполнен из сверхлёгких сплавов, которые применяются в космической технике. Такие объективы отличаются высокой надёжностью и длительным сроком службы;
• Далее идут объективы с линзами из кварцевого стекла. Они обеспечивают хорошее качество фотографий и вполне надёжны;
• На последнем месте по качеству находятся объективы с акриловыми линзами и пластиковым корпусом. Особенно плохо, если из пластмассы выполнено байонетное крепление. Люфт будет обеспечен при частой замене оптики даже через непродолжительное время, а пластиковые линзы быстро помутнеют от следов пыли и песка.

Классы нивелирования

Существуют разные классы нивелирования. Ключевыми высотными основами являются первый и второй класс.

Нивелирование первого класса имеет высокую точность работ. Данный результат можно получить только с применением качественных современных геодезических устройств, с помощью которых можно проводить данные измерения. И только ультрасовременные разработки позволят не допускать даже мелких погрешностей и даже стандартных ошибок.

Конструкция данного оборудования включает в себя плоскопараллельную пластину, выступающую в роли составного элемента микрометра. Данную деталь ставят перед объективом движущейся зрительной трубы, а еще такой оптический нивелир должен быть оснащен компенсатором или же контактным уровнем, в котором пузырек отличается в поле зрения трубы. Есть несколько видов оптических нивелиров, которые применяются для выполнения работ первого класса. Все их функциональные особенности целиком должны соответствовать всем нужным требованиям.

Для проведения нивелирования второго класса тоже нужно применять высокоточные оптические приборы. Их конструкция предусматривает наличие плоскопараллельных пластин, а также компенсатора или же контактного уровня. Как и в предыдущем случае, есть специальные виды приборы для этой работы, но также можно применять и те устройства, что прошли сертификацию и имеют требуемый уровень точности.

Чтобы выполнять измерения третьего класса, нужен оптический нивелир, оснащенный встроенным компенсатором, а для четвертого класса нужен прибор с уровнем и компенсатором. В зависимости от классификации нивелирования, оптические приборы бывают таких видов:

• высокоточные;
• точные;
• технические.

Телескоп

Предназначение телескопов – наблюдение удаленных объектов. Входящие в его состав две линзы, обращены к предмету с большим (объектив) и с малым (окуляр) фокусным расстояниями. Зрительные трубы делят на два типа:

• труба Кеплера для астрономических наблюдений;
• труба Галилея для наземных наблюдений.

Рисунок 3.5.3. показывает, каким образом идут лучи в астрономическом телескопе.

Определение 3

Когда глаз наблюдателя аккомодирован на бесконечность, тогда лучи от любой точки наблюдаемого предмета выходят из окуляра в виде параллельного пучка. Его называют телескопическим.

Астрономическая труба может получить телескопический ход лучей только при условии, если расстояние между объективом и окуляром равняется сумме их фокусных расстояний, то есть l=F1+F2.

Телескоп характеризуется угловым увеличением γ. Наблюдаемые предметы всегда удалены от наблюдателя. Когда такой предмет виден невооруженным глазом под углом ψ, при наблюдении через телескоп под углом φ, тогда угловое увеличение запишется как γ=φψ.

Угловое увеличение γ будет положительно для земной трубы Галилея, но отрицательно для астрономической трубы Кеплера. Запись углового увеличения зрительных труб может быть выражена через фокусные расстояния: γ=-F1F2.

Рисунок 3.5.3.Телескопический ход лучей.

Определение 4

Когда речь идет о больших астрономических телескопах, тогда есть смысл применять сферические зеркала, но не линзы. Такие телескопы получили название рефлекторами.

Для изготовления хорошего зеркала требуется меньше временных затрат, чем для зеркала без хроматической аберрации. Существует самый большой телескоп, имеющий диаметр зеркала 6 м. С помощью больших астрономических телескопов можно не только увеличивать угловые расстояния между наблюдаемыми объектами, но и для увеличения потока световой энергии от слабосветящихся объектов.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Рефлекторы – самые легкие телескопы

Телескоп типа рефлектор построен на основе нескольких зеркал, которые выполняют ту же функцию, что и линзы. Над разработкой и совершенствованием системы работали такие ученые как Григори, Кассегрен, Ричи-Кретьен и Ньютон. Последний предложил конструкцию, которая пользуется популярностью и по сей день. Модели такого типа практически лишены аберраций, за исключением комы по краям поля зрения, но ее можно скорректировать с помощью дополнительных линзовых корректоров. Сегодня в продаже представлено несколько видов телескопов-рефлекторов, но все они имеют общие достоинства и недостатки.

Преимущества рефлекторов

• Минимальная цена за квадратный сантиметр апертуры.

• Достаточно компактны и легки для транспортировки или установки на балконе.

• Обеспечивают яркую картинку с минимальными аберрациями.

• Подходят для изучения объектов дальнего космоса, тусклых небесных тел, туманностей.

Недостатки конструкции

• Крупное основное зеркало требует времени на термостабилизацию.

• Конфигурация оптических элементов несколько ухудшает контрастность изображения.

• Отсутствует защита от грязи, пыли, потоков воздуха.

• Требуется периодическая настройка, особенно после перевозки.

Такие виды телескопов как рефрактор и рефлектор остаются наиболее популярными. Система зеркал привлекает доступной стоимостью и высоким качеством картинки практически без искажений. Приборы плохо подходят для изучения близких к Земле объектов. Но для работы с таким устройством необходимо уметь самостоятельно выставлять настройки и ухаживать за оптическими поверхностями.

Устройство и эволюция оптических систем[править | править код]

Первые оптические приспособления были относительно простыми, однокомпонентными (линза, лупа, зеркало, призма).

В современных оптических системах, в оптических приборах и устройствах, обычно можно выделить несколько подсистем, имеющих самостоятельное функциональное назначение. Чаще всего это объектив и окуляр (например, в микроскопе или зрительной трубе); коллиматор, диспергирующая система и камера в спектрографе. Эти оптические подсистемы, в свою очередь, можно делить на меньшие подсистемы, и так далее вплоть до оптических деталей, которые неразложимы с функциональной точки зрения, то есть являются элементами.

От камеры-обскуры — к моноклюправить | править код

Простейшая оптическая система — камера-обскура, в которой можно выделить экран (например, белую стену, холст, или лист бумаги) и небольшое отверстие, играющее роль объектива.

Триплетправить | править код

Эволюция оптических схем привела к появлению систем из трёх линз, благодаря чему удалось существенно скомпенсировать наиболее заметные аберрации. Наиболее известна схема Триплет – несимметричный объектив, состоящий из собирающей, рассеивающей, и задней собирающей линзы.

Диафрагма в триплетах обычно расположена перед задней линзой. Триплеты характеризуются заметным падением резкости при открытой диафрагме (почти как монокли), но при малых относительных отверстиях (ниже F/16) они дают хорошую резкость. Эти объективы были широко распространеты в середине ХХ века, их выпускали практически все оптические фирмы в качестве штатного (базового) фотообъектива.

6.3. Фотоприемные устройства детектирования с преобразованием

ФПУ детектирования с преобразованием получили название когерентных устройств, работающих на принципе гетеродинирования принимаемого сигнала. В радиотехнике известен способ приема, при котором сигнал с несущей частоты переносится на удобную для обработки промежуточную частоту. Внесение энергии гетеродина (вспомогательного генератора) в преобразованный сигнал позволяет увеличить его уровень по отношению к собственным шумам приемника. В оптике гетеродинирование позволяет осуществить модовую селекцию, которая проявляется лишь на совпадающих в пространстве модах. Это устраняет фоновую засветку и снижает влияние спонтанного излучения лазера на передаче, работающего в режиме с начальным смещением в области порога генерации.

На рисунке 6.5 представлена структурная схема ФПУ с преобразованием .

Рисунок 6.5. Структурная схема ФПУ с преобразованием

Излучение опорного оптического генератора (ООГ), длина волны которого идентична длине волны передаваемого сигнала (для гомодинного приема) или отличается от нее на величину промежуточной частоты для радиочастотного диапазона (гетеродинный прием), складывается с оптическим сигналом в оптическом гибридном соединителе (ОГС) и подается на вход схемы ФПУ. В ООГ используется перестраиваемый по частоте одномодовый узкополосный лазер. Перестройки опорного генератора необходимы для подстройки частоты под частоту передатчика и контроллера поляризации (УПК и АПЧ). Предварительный оптический усилитель (ПОУ) позволяет поднять уровень мощности сигналов. Между сигналом передатчика и гетеродина возникают биения, которые детектируются в ФД. С выхода ФД сигнал поступает на предварительный усилитель (ПУс) с малыми собственными шумами. На выходе сборки ФПУ появляется электрический (видеосигнал) или радиочастотный сигнал. Основное усиление сигнала происходит в главном усилителе радиочастоты или видеоусилителе. Полоса пропускания ГУс для радиочастот примерно равна удвоенной полосе частот сигнала. Дальнейшая обработка радиосигнала происходит в демодуляторе (ДМ). Электрический сигнал с выхода демодулятора может быть направлен в регенератор электрического сигнала (видеосигнала).

Смысл преобразования с гетеродинированием рассматривается на примере простейших соотношений.

Преобразуемый сигнал

(6.1)где А(t) – информационный сигнал, w _с –частота оптической несущей передачи, j _с — фаза оптической несущей передачи.

Сигнал гетеродина

(6.2)

где В – амплитуда сигнала гетеродина, w _г — частота гетеродина, j _г — фаза гетеродина.

После сложения в ОГС и ПОУ результирующее колебание

(6.3)

где К – коэффициент усиления ПОУ.

Из (6.3) нетрудно заметить, что

(6.4)

Если считать, что произошла точная настройка частоты w _с = w _г, поляризации излучений и фаз j _с = j _г, то можно получить после фотодетектирования

(6.5)

что характеризует идеальный гомодинный прием в ФПУ.

В завершение необходимо отметить, что системы передачи с гетеродинированием пока не получили широкого применения из-за сложности схем приемников и необходимости фиксации поляризации излучения передачи и приема. Это возможно только в волоконных линиях с фиксированной поляризацией (оптические волокна PANDA) . Однако, как показано в некоторых публикациях, гетеродинные методы приема имеют существенные преимущества перед прямым детектированием в оптических системах и позволяют повысить чувствительность приемников на порядок и исключить влияние собственных шумов приемников на качество принятых сигналов. Это преимущество может быть использовано в следующем поколении волоконно-оптических и атмосферных систем передачи .

Виды оптических систем[править | править код]

Оптические системы разделяются на натуральные (биологические) и оптические системы, созданные человеком .

Оптические натуральные (биологические) системыправить | править код

Глаз, Оптические элементы: 1- деформируемый хрусталик, 2-управляемая диафрагма глаза, 3-сетчатка глаза, 4-изображение в глазу

К природным (биологическим) оптическим системам относятся системы, существующие в природе.
К оптическим биологическим системам относятся, например, глаза.

Переход от большего к меньшемуправить | править код

Основная статья: Нанотехнология

Нанотехнологии подразумевают методы создания микроскопических устройств с помощью всё меньших и меньших инструментов либо соответствующих методов. Конструкторы и технологи стремятся создать меньшие устройства при использовании больших, чтобы их использовать в нужных решениях.

Много технологий начиная от обычных методов применения, например, кремния как твердого тела в настоящее время при изготовлении микропроцессоров теперь способны выполнять функции, присущие элементам меньших чем 100нанометров, благодаря новым нанотехнологиям. Гигантские накопители на жестких дисках на основе магнитосопротивления уже заменяются малогабиритными устройствами и при изготовлении и работе используются нанотехнологии от большего к меньшему с использованием метода смещение атомного слоя (ALD). Питер Грзаджк 0кснберг и Альберт Ферт получили Нобелевскую премию по Физике за открытия Гигантского магнитосопротивления и вкладов в область спинтроники в 2007 году.

Методы твердого тела могут также использоваться при создании устройств, известные как наноэлектомеханические (en:nanoelectromechanical, NEMS) системы — развитие с микроэлектромеханических систем (MEMS).

Субмикронная литография

‎Разрешение современных атомных силовых микроскопов позволяют внести химикат на поверхность в желательном образце в процессе, названном Субмикронная литография (то есть техника литографии исследования просмотра, где используется силовой микроскоп, чтобы передать молекулы поверхности через растворитель мениск. Эта техника позволяет копировать элементы поверхности с размерами до 100 нм). Это сочетается с нарастающим объёмом внедрения методов субмикронной литографии. Например, сосредоточенные ионные потоки могут непосредственно удалить материал (ионное травление), или внести материал на подложку.

Нанооптикаправить | править код

Наносреда из электромагнитно-двойных пар золотых точек

В наносозданной среде получен эффект взаимодействия электромагнитных волн с сильным магнитным ответом в зоне видимого спектра электромагнитных волн («видимых-легких частот»), включая полосу с отрицательным магнетизмом. Среда сделана из электромагнитночувствительных двойных пар золотых точек с геометрией и симметрией, тщательно разработанной на нанометрическом уровне. Возникающий магнитный ответ получен в зоне частот 600—700 ТГц (1012Гц), в диапазоне зелёный — часть фиолетового цветов получается благодаря возбуждению антисимметричного плазменного резонанса. Высокочастотная проходимость проявляет себя качественно с новым эффектом оптического взаимодействия в данных условиях применения нанотехнологий. Это впервые показывает возможность применения электромагнетизма в зоне видимых частот и прокладывает путь в видимой оптике для получения оптических систем с лучшими показателями преломления, прозрачности к определённым лучам света.

Оптические достижения (разработки)править | править код

К оптическим разработкам относятся открытия, изобретения, технологии (нанотехнология), используемые на практике, реализованные в оптическом оборудовании, оптических приборах, измерительной оптической аппаратуре, микроскопы, Медицинское оборудование, фототехника, оптические материалы, Медикобиологические оптические разработки, Оптические биоинженерные технологии и т. д.

К оптическим системам также относится элементная база сложніх устройств, єлементы оптических приборов часто называют оптическими деталями.

Оптические приборы (микроскопы, ультрамикроскопы и т. д.) предназначены для управления спектром видимых электромагнитных волн, световых лучей (фотонов) с целью получения нужного изображения для его рассмотрения или для анализа одного из множеств характерных свойств волны.

Фокус линзы и фокусное расстояние

Чтобы понять, что такое фокус линзы, лучше всего представить себе ее собирающий класс.

Пучки света, пройдя через нее, должны будут пересечься в какой-то точке, которая будет находиться на главной оптической оси. Эта точка и называется фокусом.

Она есть и у рассеивающих линз, но, чтобы найти ее, нужно продолжить расходящиеся лучи в обратную сторону. Будет казаться, что они все вышли из одной точки по эту сторону от нее. Это и будет фокус, но в данном случае он мнимый, а не действительный.

Расстояние от оптического центра до фокуса именуется фокусным расстоянием.

Оно может быть положительным и отрицательным.

Со знаком «+» оно для собирающих, а для рассеивающих – со знаком «-».

Оптическое усиление

Пропускная способность волоконно-оптических сетей увеличилась частично за счет усовершенствования компонентов, таких как оптические усилители и оптические фильтры, которые могут разделять световые волны на частоты с разницей менее 50 ГГц, помещая в оптоволокно больше каналов. Эрбиевый оптический усилитель (EDFA) был разработан Дэвид Payne в Университете Саутгемптона в 1986 году , используя атомы редкоземельного эрбия, которые распределены по длине оптического волокна. Лазер накачки возбуждает атомы, излучающие свет, тем самым усиливая оптический сигнал. По мере смены парадигмы в проектировании сетей появился широкий спектр усилителей, поскольку в большинстве систем оптической связи использовались оптоволоконные усилители. Усилители, легированные эрбием, были наиболее часто используемым средством поддержки систем плотного мультиплексирования с разделением по длине волны. Фактически, EDFA были настолько распространены, что, когда WDM стал предпочтительной технологией в оптических сетях, эрбиевый усилитель стал «предпочтительным оптическим усилителем для приложений WDM». Сегодня EDFA и гибридные оптические усилители считаются наиболее важными компонентами систем и сетей мультиплексирования с разделением волн.  

Оптические приборы. Глаз как оптическая система

Оптические приборы – это устройства, предназначенные для получения на экране, светочувствительных пленках, фотопленках и в глазу изображений различных предметов.

Лупа – это короткофокусная двояковыпуклая линза, предназначенная для относительно небольшого увеличения изображения.

Увеличение лупы рассчитывается по формуле:

где ​\( d_0 \)​ – расстояние наилучшего зрения, ​\( d_0 \)​ = 0,25 м.

Для получения увеличенного изображения предмет помещают перед линзой на расстоянии немного меньше фокусного. Изображение получается мнимым.

Микроскоп – это оптический прибор, предназначенный для рассматривания очень мелких предметов под большим углом зрения.

Микроскоп состоит из двух собирающих линз – короткофокусного объектива и длиннофокусного окуляра, расстояние между которыми может изменяться:

где ​\( F_1 \)​ – фокусное расстояние объектива; ​\( F_2 \)​ – фокусное расстояние окуляра.

Фотоаппарат – прибор, предназначенный для получения действительных, уменьшенных, перевернутых изображений предметов на фотопленке.

Предметы могут находиться на разных расстояниях.

Мультимедийный проектор – оптическое устройство, с помощью которого на экране получают действительное, увеличенное изображение, снятое с источника видеосигнала.

Человеческий глаз – оптическая система, подобная фотоаппарату.

Зрачок регулирует доступ света в глаз. Диаметр зрачка уменьшается при ярком освещении и увеличивается при слабом.

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы с показателем преломления 1,41. Он может изменять свою форму, в результате чего меняется его фокусное расстояние. При рассмотрении близких предметов хрусталик становится более выпуклым, при рассмотрении удаленных предметов – более плоским.

На сетчатке глаза образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение предмета. Благодаря большому количеству нервных окончаний, находящихся на сетчатке, их раздражение передается в мозг и вызывает зрительные ощущения.

Зрение двумя глазами позволяет видеть предмет с разных сторон, т. е. осуществлять объемное зрение.

Если смотреть на предмет одним глазом, то, начиная с 10 м, он будет казаться плоским, если смотреть на предмет двумя глазами, то это расстояние увеличивается до 500 м.

Угол зрения – это угол, образованный лучами, идущими от краев предмета в оптический центр глаза.

​\( \varphi \)​ – угол зрения.

Аккомодация глаза – это свойство глаза, обеспечивающее четкое восприятие равноудаленных предметов путем изменения фокусного расстояния оптической системы.

Предел аккомодации – от ​\( \infty \)​ до 10 см.

Расстояние наилучшего зрения – это наименьшее расстояние, с которого глаз может без особого напряжения рассматривать предметы:

Дефекты зрения

• Близорукость – это дефект оптической системы глаза, при котором ее фокус находится перед сетчаткой. Близорукий глаз плохо видит отдаленные предметы.
• Дальнозоркость – это дефект оптической системы глаза, при котором ее фокус находится за сетчаткой. Дальнозоркий глаз плохо видит близкие предметы.

Очки – это простейший прибор для коррекции оптических недостатков зрения.

Близорукость исправляют с помощью рассеивающих линз.

Дальнозоркость исправляют с помощью собирающих линз.

Разновидности методов световой микроскопии

Выбор метода оптической микроскопии определяется особенностями объектов и целью исследования.

Светлое поле в потоке проходящего света

Данный метод основан на принципе прохождения потока света через образец. Предмет частично поглощает и рассеивает попадающие на него лучи, что позволяет сформировать изображение.

Светлое поле в потоке — метод, который построен на принципе прохождения света.

Светлопольную микроскопию применяют для изучения окрашенных тканей животных и растений, тонких шлифов и др. Для прохождения светового пучка препарат должен быть прозрачным.

Косое освещение

Данный метод является разновидностью микроскопии светлого поля. Чтобы выявить рельеф и сделать изображение более контрастным, поток направляют под большим углом к образцу.

Светлое поле в отраженном свете

Светопольная микроскопия в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов (сплавов, покрытий, руд и др.). Свет падает на образец сверху, а основная оптическая система исполняет роль объектива и конденсора.

Светлое поле в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов.

Изображение формируется за счет того, что элементы поверхности по-разному отражают и рассеивают попадающие лучи. Травление дает возможность изучить не только дефекты, но и микроструктуру и фазовый состав образца.

Темное поле

Метод темного поля предназначен для изучения прозрачных образцов, которые не абсорбируют свет. Специальный конденсор направляет лучи так, что они формируют полый конус, в центре которого находится объектив. Таким образом, большая часть лучей не попадает в оптическую систему.

Ультрамикроскопия

Метод ультрамикроскопии является разновидностью темнопольного. Для исследования образцов используют сильные источники света, а лучи направляют перпендикулярно предметному столу. Эффект рассеяния волн позволяет обнаружить частицы менее 10 нм.

Ультрамикроскопия — метод наблюдения и анализа коллоидных частиц.

Фазовое контрастирование

Метод фазового контраста позволяет изучать прозрачные и неокрашенные образцы. При малом различии в коэффициенте преломления изображение нельзя получить ни на светлопольном, ни на темнопольном микроскопе, поскольку разница в поглощении и рассеянии света будет минимальной.

Однако при прохождении через образец волна приобретает фазовый рельеф, который фиксируется специальным объективом. В изображении он отображается как различие в яркости элементов.

Аноптральный контраст

Данная методика является подвидом фазовой микроскопии. На иммерсионную линзу наносят кольцо из сажи, которое пропускает 10% лучей и совпадает с контуром кольцевой диафрагмы конденсора. При отсутствии образца амплитуда световых волн уменьшается на 90%.

За счет этого поле исследования получается темным, а частицы образца — светлыми.

Поляризационный метод

Анализ анизотропных материалов проводят в свете, пропущенном через специальную фильтрующую пластинку. При прохождении через образец плоскость поляризации лучей меняется.

По разнице между начальными и конечными характеристиками волн определяют количество оптических осей, их ориентацию и др.

Интерференционная микроскопия

Интерференционный метод основан на параллельном прохождении 2 лучей через предметный столик и мимо него. В окуляре микроскопа когерентные волны соединяются и интерферируют между собой.

При прохождении через образец первый луч запаздывает по фазе, что влияет на результирующую амплитуду и яркость изображения.

Люминесценция или флуоресценция

Принцип люминесцентной микроскопии основан на том, что некоторые образцы испускают видимый свет после облучения ультрафиолетом. Перед исследованием препараты обрабатывают флуоресцирующими антисыворотками, порошками или маркерами.

Кислородная проницаемость

Единицы измерения характеристики — Dk/t. Параметр зависит от количества жидкости, снабжающей роговицу кислородом. Обезвоживание изделия влияет на проницаемость воздуха.

Линза сделана из материалов, сдерживающих кислород, чтобы обеспечить нормальное дыхание, роговице требуется высокий уровень проницаемости. Показатель представляет собой скорость прохождения воздуха через материал.

Учитывается его толщина, показатель газораспределения, коэффициент диффузии. За счет повышения количества жидкости и снижения толщины изделия кислородная диффузия повышается.

Наименьший показатель для изделий дневного использования составляет 24*10-9, для линз с большим сроком действия — 87*10-9.

Советуем ознакомиться

Для любителей стиля милитари: в этом сезоне в моде шинель и мундир вместо пальто (фото) Сторожевые шашни: реформа ведомственной охраны вылилась в скандал Р. пшеха р. пшехашка, 2001 год, отчет о водном походе 3 к.с Федеральная служба исполнения наказаний Рейтинг лучших охотничьих ружей на 2021 год Как научить ребенка понимать время на часах со стрелками