Вимірювання об'єктів за допомогою мікроскопа


  • Переглядів: 11027
  • 0

Крім лише візуальних спостережень досліджуваних микрообразцов мікроскопи також дозволяють проводити різні мікроскопічні вимірювання об'єктів, серед яких, природно, визначення лінійних розмірів зразка і його товщини. Безумовно, з допомогою мікроскопів проводять і безліч інших вимірювань, виконання аналізів, підрахунків елементів та ін Але в даній статті ми охопимо лише деякі найбільш популярні, з нашої точки зору, мікроскопічні вимірювання.

Вимірювання товщини об'єкта.

Отже, чи задавалися Ви питанням, що це за така шкала на микровинтах лабораторних біологічних, металографічних і багатьох інших типів мікроскопів? Для чого вона потрібна? Хоч і передбачається, що під біологічним мікроскопом досліджують прозорі плоскі зразки, все ж в термінах мікроскопії, такий зразок (наприклад, гістологічний зріз) може мати певну товщину, нехай і вимірюється в мікрометрів. Природно, якщо ж говорити про дослідження мінералів, гірських порід, руд, металів і сплавів, то такі об'єкти, очевидно, будуть мати якісь заглиблення, тріщини і пр. Власне, зважаючи на неоднорідність об'єкта при спостереженнях в мікроскоп одні деталі будуть у фокусі, інші ж – розфокусовані.

Микроскопические измерения

Отже, верхній поверхні зразка, його виступу, відповідає одне положення микровинта налаштування фокусу, а нижній поверхні зразка, його поглиблення, западині – інше положення микровинта. Неважко здогадатися, що порівнявши ці два положення микровинта і визначивши їх різницю, ми зможемо обчислити товщину об'єкта. Використовуючи шкалу микровинта, можна легко обчислити цю величину. Тепер стає питання про калібрування микровинта. Як правило, поділки шкали микровинта в лабораторних мікроскопах відповідають 1 і 2 микрометрам. Дані про кроці гвинта точного фокусування, звичайно, повинні бути вказані виробником в інструкції до приладу. Якщо ж Вам не вдається знайти цю інформацію, Ви можете самостійно виконати калібрування за будь зразком відомої товщини, наприклад, для цього може бути використано покривне скло.

При спостереженні в иммерсионные об'єктиви дана величина і буде складати товщину об'єкта. А ось з використанням сухих об'єктивів отримане значення необхідно помножити на коефіцієнт 1.5, який представляє собою співвідношення між коефіцієнтами заломлення скла і повітря.

На жаль, на точність даного методу впливають можливі сферична аберація і артефакти рефракції. Але в цілому ж, метод забезпечує досить непогану точність вимірювань.

Вимірювання ширини і довжини об'єкта з допомогою окуляра-мікрометра і об'єкта-мікрометра.

Найчастіше перед лаборантом також стоїть завдання встановити лінійні розміри окремих мікроелементів і частинок досліджуваного препарату. Для виконання подібної задачі мікроскоп необхідно оснастити спеціальним окуляром зі шкалою або сіткою – окуляром-мікрометром, і калібрувальної лінійкою-слайдом – об'єктом-мікрометром. З допомогою цих аксесуарів можна визначити довжину і ширину об'єкта в мікрометрів (мікрони).

*Примітка 1. До речі, звернімо увагу, що, незалежно від того, використовується монокулярний, бінокулярний або тринокулярный мікроскоп, для виконання мікрометричних вимірів необхідний лише один мікрометричний окуляр. Тобто у разі біно - або тринонасадки, немає необхідності в установці ще однієї мікрометричного окуляра у другій окулярний тубус. Більш того, це було б серйозною помилкою, так як не дозволило б лаборанту бачити єдину цільну картинку шкали.

Окуляр-мікрометр являє собою спеціальний окуляр, в якому в площині польовий діафрагми окуляра (в площині проміжного зображення) встановлено додаткове скельце з розміткою – шкалою для виконання мікрометричних вимірів, обчислення довжини і ширини частинок, величини зерна, глибини шару (азотування, цементації), розміру мікродефектів.

Ціна поділки самого окуляра-мікрометра становить 0,1 мм. При спостереженні ж в мікроскоп ціна ділення залежить від конкретної комбінації окуляра та об'єктива, а також від довжини тубуса мікроскопа. Так, в ідеальних умовах при виборі 100х об'єктива ми б отримали ціну поділки 0,001 мм (1 мікрометр). Методом інтерполяції неважко було б отримати, що:

  • 100х об'єктив і окуляр 10х-мікрометр => ціна поділки 0,001 мм=1мкм
  • 40х об'єктив і окуляр 10х-мікрометр => ціна поділки 0,0025 мм
  • 20х об'єктив і окуляр 10х-мікрометр => ціна поділки 0,005 мм
  • 10х об'єктив і окуляр 10х-мікрометр => ціна поділки 0,01 мм
  • 4х об'єктив і окуляр 10х-мікрометр => ціна поділки 0,025 мм

Однак, при виробництві об'єктивів прийнято вважати допустиму похибку збільшення в межах 2-2.5%. Так, 100х об'єктив за фактом може виявитися 97.5 х або 102.5 х. Але лаборанту не буде це відомо до тих пір, поки не буде виконана калібрування. З цієї причини лаборанти змушені самостійно виконувати калібрування окуляра-мікрометра для кожного об'єктива з допомогою такого аксесуара, як об'єкт-мікрометр. І так як кожен об'єктив може мати певну похибку збільшення, то ні про яку інтерполяції на практиці не може бути й мови.

Об'єкт-мікрометр являє собою спеціальне предметне скло (пластину) зі шкалою. У більшості випадків, шкала виконана у вигляді лінійки довжиною 1 мм, розділеної на десяті і соті частки. Ціна поділки такої лінійки дорівнює 0.01 мм. Але зустрічаються і моделі з ціною 0.1 мм, а також є незвичайні калібрувальні слайди з спеціальними оригінальними сітками, колами, перехрестями і т. п.

Отже, розмістивши об'єкт-мікрометр на предметному столику мікроскопа, можна легко і просто виконати калібрування окуляра-мікрометра. Налаштувавши різкості (фокус) при заданому об'єктиві в мікроскопі чітко видно дві сітки: сітка окуляра-мікрометра та сітка об'єкта-мікрометра. Повертаючи окуляр-мікрометр в окулярном тубусі, і переміщаючи калібрувальний слайд в площині предметного столика з допомогою препаратоводителя, необхідно домогтися того, щоб штрихи-ділення сіток окуляра і калібрувальної лінійки знаходилися паралельно один одному. Визначивши, скільки поділок шкали об'єкта-мікрометра укладається у шкалою окуляра-мікрометра для об'єктивів великого і середнього збільшення, або, навпаки, для об'єктивів малого збільшення, можна обчислити і безпосередньо ціну поділки окуляра-мікрометра за зовсім нескладної математичній формулі:

Цок= N*Цоб/K,

де Цок - ціна ділення окуляра-мікрометра, Цоб – ціна ділення об'єктива-мікрометра, N – число поділок об'єктива-мікрометра, K – число поділок окуляра-мікрометра.

Так, наприклад:

Окуляр-микрометр, объект-микрометр

Якщо лаборант весь час працює за одним мікроскопом, то йому цілком достатньо одного виконати подібну перевірку-калібрування для кожного об'єктива, запротоколювати у себе отримані дані і використовувати їх надалі.

*Примітка 2. Врахуйте, що в разі, якщо мікроскоп оснащений спеціальними об'єктивами з механізмом корекції на товщину покривного скла, то всі порівняльні мікроскопічні вимірювання слід виконувати при однаковій настроювання коригуючого пристрою.

*Примітка 3. До речі, визначати лінійні розміри мікроелементів зразка можна також і за допомогою спеціальної цифрової камери для мікроскопа і відповідного програмного забезпечення. Об'єкт-мікрометр також використовується для калібрування цифрової камери для кожного об'єктива окремо згідно інструкції до камери.

Визначення лінійної заходи микрообъекта з допомогою координатного столика, препаратоводителя і шкали ноніуса.

Також в лабораторних мікроскопах, оснащених координатним столиком, передбачена можливість визначення лінійних розмірів (довжини/ширини) мікрооб'єктів за допомогою шкали ноніуса. Допустимі точні вимірювання від 0,1 мм і приблизні – до 0.05 мм З цією метою в окулярні тубуси мікроскопа повинні бути встановлені окуляри з перехрестям або з покажчиком. Акуратно повертаючи гвинти координатного переміщення зразка, домагаються збігу точки вимірюваного об'єкта, приймаючи її за вихідну точку відліку, з перехрестям. При цьому фіксується показання шкали ноніуса. Далі переміщенням препаратоводителя по осі Х або по осі У (поздовжнім або поперечним переміщенням) пересуваються до кінцевої точки відліку, після чого встановлюють і фіксують нові показання шкали. Підрахувавши різниця встановлених показань, знаходять відповідні лінійні розміри досліджуваного препарату.

Микроскопические измерения

Крім того, існують і ряд інших мікроскопічних вимірювань, що виконуються, наприклад, за допомогою спеціальних рахункових камер. Але це вже теми для інших статей.
 

Автор статті (текст і фото): Галина Цехмістро

 
 
Залишити відгук  ↓
 

Ще ніхто не залишив відгуків.