Астрономия и микроскопия

Кстати, книгу скачал, просмотрел пока бегло - очень даже интересная! С удовольствием почитаю. Большое спасибо за ссылку!)))

500, 1000 апертур, это условие, которое, наверное, известно каждому, мне кажется несколько «оптимизированным», не учитывающим условия конкретной работы, особенностей методик исследования, объектов.
«Собака порыта» в входных и выходных числовых апертурах, которые должны быть согласованы «во всём оптическом тракте», как мне кажется. Если брать объектив 10/0.50 выходная апертура 0.05 задаёт входную числовую апертуру окуляра 0.05, а таких окуляров с фокусным расстоянием 25мм (10х) нет. Если использовать обычный окуляр, то неминуемо «вылезает» большая сферическая аберрация, а исследователь может сделать вывод, что объектив «плохой». Хотя реально 10/0.50 «рисует» значительно лучше стандартного 10/0.25 при любых условиях – проверено. Так вот, даже если создать такой окуляр (теоретически возможно, хотя не пробовал), то диаметр зрачка глаза, чтобы «охватить и использовать» такую апертуру должен быть 2.5мм. Известно из источников и практики, что «сделать» диаметр зрачка глаза таким можно, но только в условиях низкой освещённости. А в микроскопе освещённость, мы знаем, отнюдь не низкая. Отсюда и интерес к более короткофокусным окулярам, в тч 30х. При его проектировании гораздо легче достигнуть апертуры 0.05, например. Тогда всё может быть более гармонично. Диаметр зрачка глаза составит примерно 0.8мм, что обычно для микроскопирования. Одна только серьёзная проблема – окуляр короткофокусный, сделать вынос зрачка (к глазу) более 13-15мм практически невозможно. Ну и исправление дисторсии, вестимо, под вопросом. Но это уже другие вопросы. Думаю, «классические» схемы ортоскопических окуляров требуют модернизации, ну и не симметричные, конечно.
Кстати, есть ещё и тема по компенсационной коррекции в окулярах аберраций, присущих глазу наблюдателя. Мб кто сталкивался, в астрономии, например? или литературе какой?

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

Спасибо, Дмитр. Действительно, о согласовании выходной апертуры объектива с апертурой окуляра нигде информации не встречал.

Проясняется.

Дмитр, что-то Вы явно не правильно, либо поняли, либо сформулировали.
Диаметр зрачка глаза, типично равен 2.5 мм, это оптимальный диаметр, именно с таким размером зрачка обычно и работают с микроскопом, ну может 2 мм. Максимальный диаметр зрачка в темноте у здоровых людей 7-8 мм.
Про входной зрачок окуляра или апертуру вообще не понял, чему он(она) равен окуляра Гюйгенса 10х(14мм) по Вашему? Может выходной зрачок? Так он связан математически с объективом, и его характеристиками, и никак, кроме как от увеличения окуляра не зависит - чем меньше увеличение окуляра тем больше зрачок.

tk1273
попробую пояснить. Надеюсь, что понятно почему выходная апертура объектива 10/0,5 равна 0,05. При таких значениях синуса он практически равен тангенсу этого же угла. Значит относительное отверстие для такого объектива будет равно 2х0,05=0,1 и с этим относительным отверстием работает окуляр стоящий за объективом. Фокусное расстояние 7-ми кратного окуляра равно 250/7~35 мм. Таким образом выходной зрачок микроскопа получается равным 3,5 мм. Диаметр зрачка моего глаза в помещении с комфортным освещением 2,7 мм, при прямом освещении вечернего Солнца (18:30) - 2 мм и меньше не становится. Поэтому с таким объективом без потери света можно использовать окуляры сильнее десяти крат.

Да уж Cocteau, перечитайте мат часть книга Микроскопы стр 22,
если бы Вы получили выходной зрачок микроскопа 3.5 мм, при 7х окуляре получили б Нобелевку
Такие зрачки "и не снились микроскопам", именно из-за этого у них повышенное увеличение по отношению к разрешающей способности глаза, в сравнении с телескопами и биноклями.
Выходной зрачок в микроскопе очень мал даже 1.5 мм не достигает.
Ошибся для 10х0.5 действительно 3.5 мм, но при чем тут равенство апертур окуляра и объектива?

Еще добавлю, в люминесцентной микроскопии во время работы предлагают затенить помещение и работать в полумраке 3.5 мм зрачок легко достигаем, и 30х кратный окуляр там вообще не нужен, тем более 50х. 10x0.5 вряд ли дает изображение качественнее чем 20х0.4, из-за сильных аберраций, по крайней мере между 10х0.4 и 20х0.4 так и есть, что лишний раз доказывает, что в этих объективах важность апертуры для сбора максимума света, а не разрешающая способность.

Матчасть я знаю!
А в предыдущем посте объяснил откуда может взяться выходной зрачок микроскопа более входного зрачка глаза. Если предположить, что у окуляра сферичка только третьего порядка, то диаметр кружка рассеяния с объективом 10/0,5 будет в восемь (!!!) раз больше чем с обычным объективом 10/0,25. О чем и толкует Дмитр. Слабые окуляры возможно не рассчитывались для работы с объективами, которые имеют повышенную заднюю апертуру.

ну, а про диаметр зрачка глаза Дмитр, возможно, просто ошибся.

Ну тогда я не совсем понял,
Хорошо у цейса ПЛАН-АПО
10х0.45
20х0.8
40х0.95
60х1.4
окуляры 10х/25 и ни каких сферически аберраций ХРУ=0
Как так?
Я так понимаю, что окуляру и объективу только тубус надо потолще, что бы дать окуляру нужное поле и не срезать выходной зрачок объектива.

Почему невозможно? Есть же схемы с отрицательным полевым компонентом с выносом зрачка 20 мм и малыми фокусными расстояниями.


Интереснейшая тема о влиянии аберраций самого глаза и дифракционных явлений на характеристики оптических приборов. Сейчас как раз читаю главу о структуре глаза в отличной книге
http://www.starlab.ru/showthread.php?t=25425
(пост 5) (жаль не встречал такую же книгу о микроскопах).
Глаз - просто поразительный прибор.
Не знаю правильно ли я понял вопрос о компенсации аберраций глаза в окуляре. Но вот встречал систему DIOPTRX фирмы Televue для компенсации астигматизма
http://www.televue.com/engine/TV3b_page.asp?id=54

tk1273, возможно, Вы использовали информацию, изложенную в книге Мешкова В.В. «Основы светотехники». ( М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961). Зрачок глаза – это отверстие в непрозрачной радужной оболочке, через которое световой поток проникает внутрь глаза. Диаметр зрачка глаза непостоянен и зависит в основном от яркости картины, воспринимаемой глазом. Изменение размеров зрачка глаза осуществляется благодаря сокращению одних и расслаблению других мышц радужной оболочки и происходит без участия воли человека. Зрачковый рефлекс может вызываться различными причинами, даже эмоциями, но, прежде всего, изменением яркости фона. По мере увеличения яркости фона происходит уменьшение диаметра зрачка. В общем случае эта зависимость определяется формулой :
(формула не вставилась, поэтому в виде картинки)
. Но мне кажется, что это справедливо для более ли менее равномерного фона, не учитываются «сильные энергетические всплески» присущие светотехнике микроскопа.
Кроме того, в работе Пинегина Н.И. «Влияние яркости и размеров поля зрения на диаметр зрачка». (Тр.I конф. по физиологической оптике. М.-Л., 1936) утверждается, что диаметр зрачка глаза зависит не только от яркости фона, но и от его размера: уменьшение углового размера поля при постоянной яркости фона приводит к увеличению зрачка глаза. Однако, при постоянной яркости фона увеличение поля свыше 50-100 практически не оказывает влияния на размер зрачка глаза.
Кроме того, в книге М. Франсона «Фазовоконтрастный и интерференционный микроскопы» (Гос. Издательство физико-математической литературы Москва 1960) есть материал по работе микроскопа совместно с глазом. Там показано, что диаметр выходного зрачка микроскопа определяет диаметр входного зрачка глаза. Очень хорошая книга, пожалуй, третья «по информативности» после предложенных ранее Мартина и Аппеля. Такие книги чем хороши, задают темы для дискуссий, ошибки есть и там, конечно, но мы же не просто изучаем «матчасть», мы её ещё и совершенствуем (тоже, конечно, не без ошибок, порой).

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

Дмитр, эта информация ни о чем не говорит, изложение из книги, что такое зрачок человека и зрачок микроскопа я знаю.
Но во первых, маленький зрачок микроскопа, при большом зрачке наблюдателя, это недостаток именно микроскопа, и человек не подстраивается под микроскоп, изменяя размер зрачка. В идеале, микроскоп должен иметь выходной зрачок 7-8 мм, чтобы не ограничивать зрение человека.
Но не в этом суть, Вы говорили об равенстве апертур окуляра и объектива, что такое апертура окуляра и чему она равна? и как она влияет на изображение микроскопа? Объясните...

Окуляр, ведь это та же лупа, в переднем фокусе которой формируется изображение объекта после проекционной части микроскопа (объектив).
С помощью этой лупы мы просто рассматриваем это изображение. НО. Важно не потерять информацию о деталях, которая получается с помощью числовой апертуры объектива (ну и конденсора тоже), т.е разрешающей способности микроскопа. Мы можем отодвигать глаз от окуляра вплоть до расстояния 250мм, будет видна структура изображения объекта в маленьком кружке (диаметр зрачка окуляра и, соответственно, глаза, поскольку между окуляром и глазом идут параллельные апертурные лучи). Тогда угол с оптической осью лучей, которые идут «из глаза» параллельно оптической оси, после окуляра фокусируются на изображении объекта (в плоскости полевой диафрагмы окуляра) и есть числовая апертура окуляра, как мне кажется. И именно согласование числовой апертуры объектива (выходной), окуляра (в прямом ходе входной) и кстати, глаза (выходной) в плоскости «окончательной фокусировки и получения изображения» гарантирует «полноценную» реализацию разрешающей способности на микроскопе.

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru

В таком случае, Вы воюете с ветряными мельницами.
Смысл Вашего поста в том, что у окуляра 10х должна быть апертура реализующая увеличение 10х, и все !!! Объектив тут вообще не причем, ничего согласовывать не надо, разве что подобрать нужное увеличение окуляра для получения 500А 1000А объектива.

Да нет, пожалуй, смешано всё в одну кучу, 500,1000 апертур границы полного увеличения на микроскопе (а не объектива). Кроме того этот критерий выбран исходя из предельного разрешения глаза 2-4 минуты. А оно, на самом деле 1 минута и менее (при прищуривании - уменьшении зрачка глаза, кстати). Апертура и увеличение, согласовывать не надо. не согласен. Буду пытаться "разложить по полочкам", чтобы дискуссия была продуктивной, для себя тоже кругозор расширить надеюсь. Хотя ещё раз убедился, что с окулярами у нас беда до сих пор. Одно только мнение, что нужно считать их на конечное расположение входного зрачка - сродни теории о компенсации окулярами аберраций объектива. Кто-то утвердил, что зрачок глаза не м.б меньше 2мм и переходит это как постулат. А я сомневаюсь, имею право. Будем вместе разбираться.

_________________
сайт: http://www.labor-microscopes.ru