Маркировка объективов микроскопа: как читать надписи и цветные кольца

Коротко: маркировка объективов микроскопа сообщает класс коррекции (ахромат, планахромат, флюорит, апохромат), увеличение и числовую апертуру, расчётную длину тубуса и толщину покровного стекла, иммерсию и метод контраста. Цветные кольца по стандарту ISO 8578 дублируют увеличение и иммерсию. Для выбора объектива важнее всего апертура и класс коррекции, а не только увеличение.

Что написано на объективе микроскопа?

Маркировка объективов микроскопа обычно занимает на корпусе две строки. В первой - класс коррекции, увеличение и числовая апертура, например «PLAN 40x/0.65». Во второй - расчётная длина тубуса и толщина покровного стекла, например «∞/0.17». Дальше могут идти обозначения иммерсии, метода контраста и рабочего расстояния.

Производители добавляют свои буквы: LWD или LD - большое рабочее расстояние, DIC - дифференциально-интерференционный контраст, P или POL - объектив без внутренних напряжений для поляризации.

Что означают ахромат, планахромат, флюорит и апохромат?

Класс коррекции показывает, насколько хорошо объектив сводит в одну точку разные цвета и держит резкость по всему полю. Ахромат исправляет хроматическую аберрацию для двух цветов, флюорит - заметно лучше и пропускает больше света, апохромат - для трёх цветов с наивысшей апертурой. Приставка «план» означает плоское поле: резкими одновременно видны центр и края.

Для рутинной лаборатории, где смотрят окрашенные мазки и срезы, планахромат - разумный стандарт. Флюориты берут для флуоресценции: у них выше апертура при том же увеличении и лучше пропускание. Апохроматы оправданы, когда важны точный цвет на снимках и многоцветная флуоресценция.

Как читать числовую апертуру и почему она важнее увеличения?

Числовая апертура (NA) - главная цифра на объективе: от неё зависят разрешение и яркость изображения. Чем выше апертура, тем мельче детали различает объектив и тем больше света он собирает. Увеличение само по себе детали не добавляет: картинка становится крупнее, но не детальнее.

Оценить предел разрешения помогает формула Рэлея: d = 0,61·λ/NA. Для зелёного света (550 нм) и сухого объектива 40x с апертурой 0,65 это около 0,52 мкм, для масляного 100x с апертурой 1,25 - около 0,27 мкм. Два объектива 40x с апертурами 0,65 и 0,95 дают одинаковое увеличение, но второй различает заметно более мелкие детали.

Полезное увеличение микроскопа ограничено апертурой: примерно от 500 до 1000 значений NA. Для объектива с апертурой 1,25 это 625-1250 крат. Больше - картинка растёт, но новых деталей не появляется.

Что значат ∞, 160 и 0,17 на объективе?

Знак ∞ означает, что объектив рассчитан на бесконечность: изображение строит тубусная линза внутри штатива. Цифра 160 - старая схема с конечной длиной тубуса 160 мм. Объективы двух схем между собой не взаимозаменяемы. У объективов для бесконечности есть и второе ограничение: у разных марок разные тубусные линзы, поэтому оптика одной марки на штативе другой работает неправильно.

Цифра после косой черты - толщина покровного стекла, под которую рассчитан объектив. Стандарт 0,17 мм критичен для сухих объективов с высокой апертурой: при другой толщине растёт сферическая аберрация, и картинка мылится. Прочерк означает, что стекло на картинку не влияет. Цифра 0 говорит, что объектив рассчитан на работу без покровного стекла, например для металлографии.

Объективы с кольцом коррекции подстраиваются под фактическую толщину стекла или дна сосуда. У объективов прямых микроскопов диапазон коррекции обычно 0,11-0,22 мм, у объективов для культур клеток он шире: они работают через толстое пластиковое дно.

Как понять иммерсионный объектив по маркировке?

Иммерсионный объектив узнают по маркировке и узкому цветному кольцу у фронтальной линзы. Масляные маркируют Oil, Oel или HI и чёрным кольцом, водные - W или Water и белым кольцом, силиконовые у Evident - Sil и красным кольцом. Сухой объектив без иммерсии такой надписи не несёт.

Иммерсию нельзя подменять: масляный объектив с водой или без масла даёт мутную картинку, а сухой объектив, случайно опущенный в масло, приходится чистить. Масляные объективы обычно 60x и 100x с апертурой от 1,25 до 1,4 и выше: именно масло позволяет получить апертуру больше единицы.

Как наносить масло и чистить объектив после работы, мы разбирали в статье об иммерсионном масле.

Что означают Ph1, Ph2 и другие обозначения методов?

Обозначения Ph1, Ph2 и Ph3 говорят, что объектив фазово-контрастный, и указывают размер фазового кольца внутри него. Кольцо в конденсоре должно совпадать с кольцом объектива: Ph1 обычно ставят на 10x и 20x, Ph2 - на 40x, Ph3 - на масляные 100x. Несовпадение колец даёт вместо фазового контраста серое размытое изображение.

• DIC - объектив подходит для дифференциально-интерференционного контраста.
• P, POL - оптика без внутренних напряжений для поляризационной микроскопии.
• LWD, LD, L - большое рабочее расстояние, для чашек и флаконов.
• UV, IR - расширенная коррекция в ультрафиолете или инфракрасном диапазоне.

Какие цветные кольца на объективе и что они означают?

Цветные кольца в маркировке объективов микроскопа помогают узнать объектив с одного взгляда, не читая мелкую гравировку. Стандарт ISO 8578 рекомендует широкое кольцо ближе к резьбе для увеличения и узкое у фронтальной линзы для иммерсии. Кодировка рекомендательная, поэтому окончательно ориентируйтесь по надписи, хотя многие производители её соблюдают.

Узкое кольцо иммерсии: чёрное - масло, белое - вода, красное - силиконовое масло. Если узкого кольца нет, объектив сухой.

Как прочитать маркировку на примере реальных объективов?

Разберём маркировку объективов микроскопа Olympus CX33 из нашего каталога: стандартный набор - планахроматы 4x, 10x и 40x, к ним докупают 20x и масляный 100x. Из надписей и паспорта видно, что с ростом увеличения растёт апертура, а рабочее расстояние резко сокращается: у 40x оно меньше миллиметра, у масляного 100x - доли миллиметра.

Из этой таблицы следует практический вывод: на 40x и 100x фокусируют осторожно, начиная с объектива почти вплотную к стеклу и отводя его вверх, а не наоборот. Иначе фронтальная линза упрётся в препарат.

Цветные кольца на объективах помогают выбрать нужное увеличение не глядя на гравировку

Как называют классы объективов разные производители?

Классы одни и те же, но названия у каждой марки свои. Это важно при сравнении предложений: «PLN» у Evident и «N-Achroplan» у Zeiss - близкие по классу объективы, а «UPLXAPO» и «Plan-Apochromat» - апохроматы. Сверять стоит класс коррекции и апертуру, а не буквы.

Объективы разных марок между собой не взаимозаменяемы: об этом подробно в статье «Olympus, Zeiss, Leica или Nikon». Какой объектив нужен КДЛ, мы разбирали в статье о микроскопе для клинической лаборатории.

Частые вопросы

Что значит 40/0,65 на объективе?

Увеличение 40 крат и числовая апертура 0,65. Апертура определяет разрешение: чем она выше, тем мельче детали объектив различает.

Чем планахромат отличается от ахромата?

Оба исправляют цвет для двух длин волн, но у планахромата плоское поле: центр и края резкие одновременно. Для рутинной работы это заметно удобнее.

Что значит 0,17 на объективе?

Объектив рассчитан на покровное стекло толщиной 0,17 мм. Прочерк вместо цифры значит, что толщина стекла на картинку не влияет.

Как узнать масляный объектив?

По надписи Oil, Oel или HI и узкому чёрному кольцу у фронтальной линзы. Обычно это объективы 60x и 100x с апертурой больше единицы.

Где в маркировке объектива рабочее расстояние?

Гравируют его не всегда: у многих объективов это WD с цифрой в миллиметрах. Если на корпусе рабочего расстояния нет, смотрите паспорт объектива или каталог производителя.

Можно ли поставить объектив от другой марки?

Как правило, нет: у производителей разные тубусные линзы, а иногда и резьба. Объектив другой марки даст неверное увеличение и худшую коррекцию.

Подберём микроскоп и набор объективов под ваши препараты и методы: звоните +7 (909) 963-20-62 или пишите на info@mikroptika.ru.