Ирисовая диафрагма должна быть прикрыта если: Диафрагма фотоаппарата, что, где, как? Простым и доступным языком! Что такое диафрагма или апертура в камере смартфона.

Диафрагма в фотоаппарате. Что такое диафрагма? Как настроить диафрагму.

Диафрагма – это просто. В двух словах, диафрагма — это устройство в объективе, которое дозирует количество света.

Устройство диафрагмы в объективе Nikon Nikkor 105mm 1:1.8 (AI-S)

Для большего понимания работы такого устройства приведу пример из жизни. Когда люди смотрят на солнце — они щурят глаза, то есть уменьшают щель, через которую проходит свет. Если бы люди не щурились, солнце бы сожгло своим сильным светом сетчатку глаза. Ночью нужно делать наоборот – открывать глаза пошире, чтобы захватить побольше света, при этом еще и расширяются зрачки. Глаза с большими зрачками имеют много животных, которым нужно хорошо видеть ночью.

Часто диафрагму называют еще ‘светосилой’ или ‘апертурой’ или ‘относительным отверстием’ или ‘числом F‘. Эти понятия сильно связаны между собой и для многих фотографов являются синонимами. Но среди них есть небольшие отличия, описанные ниже.

Относительное отверстие объектива – это отношение действующего отверстия объектива к фокусному расстоянию объектива. Величина обратная относительному отверстию называется диафрагменным числом или числом диафрагмы.

Относительное отверстие объектива численно выражается отношением или дробью. Например, возьмем объектив, у которого установлено относительное отверстие в 16 раз меньше его фокусного расстояния, в итоге относительное отверстие численно можно будет записать такими способами: 1:16 или f1/16 или f=1:16 или F 1:16 и т.д. Никакой особой разницы в записи нет и каждый фотограф всегда поймет о чем идет речь.

Если же взять число, обратное относительному отверстию, то мы получим число диафрагмы. Обычно именно под этим числом фотографы непосредственно понимают общий термин ‘диафрагма’. Если взять тот же объектив, у которого установлено относительное отверстие в 16 раз меньше его фокусного расстояния, то его число диафрагмы будет равно значению 16. А численно его можно будет записать такими способами: F16, F/16, 16 (такое ‘голое’ число диафрагмы указывается на корпусе объектива). Никакой особой разницы в записи нет.

Некоторые объективы имеют на своем корпусе кольцо, отвечающее за управление диафрагмой. На кольце обычно есть разметка, состоящая исключительно из чисел диафрагмы (показано на рисунке ниже). Практически все современные объективы такого кольца не имеют, а управления диафрагмой происходит за счет электроники и органов управления камерой.

Кольцо управления диафрагмой на объективе Nikon ED AF Nikkor 80-200mm 1:2.8D (MKII). С помощью кольца можно установить значения F/2.8, F/4, F/5.6, F/8, F/11, F/16, F/22.

Обычно понятие ‘светосила’ и ‘диафрагма’ являются синонимами, но на самом деле между ними существует определенная ризница. Так, диафрагма отвечает только за геометрическую светосилу (отношение линейных геометрических показателей). А за общую ‘настоящую светосилу’ объектива отвечает не только диафрагма, но и множество других факторов: оптическая схема объектива, процент отражения и пропускания света объективом, падение диафрагмового числа при фокусировке на разные дистанции, процент поглощения света фотофильтром и т. д. Детально про разницу между понятиями ‘диафрагма’ и ‘светосила’ найдете в разделе про ‘T-стопы‘.

Диафрагму иногда еще называют ‘Апертурой объектива’ (лат. ‘Apertura’ — ‘Отверстие’). Потому на многих камерах режим замера экспозиции с приоритетом диафрагмы называется ‘A‘ или ‘AV‘ – ‘Aperture Value’ – ‘Значение Апертуры’. Детально про этот режим описано в разделе ‘P, A(AV), S(TV), M‘.

Обратите внимание, что величина передней линзы объектива и, собственно, величина переднего светофильтра никакого прямого отношения к светосиле объектива не имеет. Разные объективы с одинаковым фокусным расстоянием и одинаковой максимальной диафрагмой могут иметь абсолютно разные диаметры своей передней линзы. Например, возьмем два объектива класса 50 mm F/1.4: Nikon AF Nikkor 50mm 1:1.4D и Sigma 50mm 1:1.4 DG HSM EX. У первого диаметр светофильтра крохотный – 52 мм, у второго огромный – 77 мм. Но их светосила (практически – максимальная диафрагма) будет одинаковой.

Какая она, диафрагма?

Под механической частью устройства диафрагмы понимают изменяющееся круглое отверстие в объективе. Обычно отверстие открывается и закрывается с помощью лепестков. Лепестки в таком случае называют лепестками диафрагмы, а саму диафрагму – ‘ирисовой’ (от английского ‘iris’ – ‘радужная оболочка глаза’). От количества и скругленности лепестков диафрагмы зависит то, на сколько будет формируемое отверстие круглым. Чем скругление отверстия диафрагмы сильней — тем лучше. Профессионалы часто диафрагму называют просто ‘дыркой‘, так как это действительного, своего рода дырка, которая изменяет свои размеры и дозирует количество света.

На что влияет диафрагма:

1. На количество света, который может пропустить объектив за какое-то время.
2. На управление глубиной резко изображаемого пространства (ГРИП)
3. На яркость изображения в оптическом видоискателе
4. На качество изображения, в особенности на его резкость, аберрации, виньетирование, боке и разные визуальные эффекты.

Влияние на ГРИП

Как оказалось, диафрагма влияет не только на количество света, но и на глубину резкости. Чем меньше число F — тем меньше и глубина резкости. Чем больше число F — тем больше глубина резкости. Это один из основных приемов в фотографии для управления точкой внимания на фото. Очень важно иметь возможность управлять ГРИП для портретов, где нужно акцентировать внимание именно на человеке. Макро фотографы прекрасно знают что такое ГРИП, им приходиться снимать на очень сильно закрытых диафрагмах, чтобы увеличить глубину резкости. Вообще, там где пишут про ГРИП, пишут и про размытый фон. Как лучше всего фотографировать с размытым фоном можете прочитать в моей статье — Фотографируем с Размытым Фоном.

Размытие заднего фона при разных значениях диафрагмы

Предварительный просмотр глубины резкости

Обычно современные камеры имеют возможность наводиться на резкость при полностью открытой диафрагме. Когда делается снимок, автоматика камеры закрывает диафрагму до установленного значения. Чтобы посмотреть как будет выглядеть изображения при закрытой диафрагме, иногда можно воспользоваться репетиром диафрагмы. Это позволяет без снимка посмотреть в видоискатель (оптический или электронный) как будет выглядеть картинка, когда камера закроет диафрагму. Можете почитать более детально про предварительный просмотр глубины резкости.

Диафрагмирование для улучшения картинки

Под диафрагмированием понимают просто изменения значения диафрагмы. С помощью управления диафрагмой можно добиться от объектива более резкого изображения. В основном, самое резкое изображение достигается где-то на средних значениях диафрагмы того или иного объектива. На самом большом значении диафрагмы объективы страдают хроматическими аберрациями и виньетированием. При закрытии диафрагмы ХА и виньетирование практически пропадают. На очень маленьких диафрагмах объективы страдают потерей резкости от дифракции. Также, при закрытии (уменьшении диафрагмы) повышается не только резкость, но и контраст снимка. Большая диафрагма позволяет проводить визирование через оптический видоискатель без особых проблем, так как объектив дает много света и через глазок хорошо видно весь кадр. Визировать с диафрагмой ниже F5.6 через оптический видоискатель можно только при хорошем освещении. Также, снимки с бОльшей диафрагмой могут казаться более яркими и насыщенными – такой эффект связан с более плавными переходами на снимках темных областей в светлые.

Боке и диафрагма связаны навек

Диафрагма очень сильно влияет на рисунок боке. Обычно наилучшее боке для объектива достигается на максимально открытой диафрагме. При этом само физическое отверстие максимально круглое. При закрытии диафрагмы лепестки диафрагмы вместо круга образуют разные многогранники. Эти многогранники отчетливо видно в зоне нерезкости. Очень часто такие многогранники называют гайками, шайбами и циркулярными пилами.

Так как в дешевых объективах присутствует малое количество лепестков диафрагмы, обычно не больше 5-6, то в зоне нерезкости появляются фигуры точь-в-точь напоминающие «гайки». Ценятся те объективы, которые на закрытых диафрагмах дают правильные круглые светящиеся пятна в зоне нерезкости, например, к ним можно отнести Nikon AF DC-Nikkor 105mm 1:2 D Defocus Image Control или Таир-11А 2,8/135. В новых объективах очень редко можно встретить большое количество лепестков диафрагмы, но сейчас делают более скругленные лепестки, которые даже при малом их количестве, дают круглое отверстие.

Ниже приведены мои фотографии, полученные с помощью разных фотоаппаратов и объективов и снятые на разных значениях числа F. Параметры съемки (EXIF) для каждой фотографии указаны в нижней строчке.

Диафрагма в камерах телефонов и других маленьких устройствах

Диафрагма, это механическая часть объектива, ее нельзя сделать программно. Почти во всех телефонах нет физического устройства диафрагмы. Во многих ‘мыльницах’ тоже нет диафрагмы. Как же быть? Обычно камера в таких устройствах дозирует количество света только выдержкой и вариацией значения ISO, а само значение диафрагмы постоянно зафиксировано на максимальном значении. Для примера, на моей Nokia 7610 указано, что F2.8, потому камера всегда снимает на F2.8.

Как настроить диафрагму в фотоаппарате?

В камерах за диафрагму отвечает число F (число диафрагмы). Оно показывает в сколько раз диаметр относительного отверстия меньше фокусного расстояния объектива, на объективе это записывается как f1/1.4 или f1/5.6, иногда можно встретить написание f=1:6.3 или 1:5.6, или f/16, f/3.2. Часто, на объективах или камерах указывается только одно диафрагменное число, например ‘1.4’ или ‘16.0’. Обычно число диафрагмы пишется с большой буквой ‘F’ без дробей, например, F 8.0, а относительное отверстие чаще записывают через маленькую букву ‘f’, например f 1:11 (написания могут быть какие-угодно). Проще всего настроить диафрагму, переведя камеру в режим приоритета диафрагмы. На главном колесе управления камерой, либо в меню фотоаппарата, такой режим обозначается ‘А’ или ‘AV’. Чтобы легко запомнить, можно просто произнести: диАфрагмА — значит нужно включать режим ‘А’. Детально про творческий режим приоритета диафрагмы написано здесь.

‘Светлые’ и ‘темные’, ‘быстрые’ и ‘медленные’ объективы

От максимального значения диафрагмы зависит то, на сколько объектив можно будет использовать в плохих условиях освещенности. ‘Светосильными’ или ‘светлыми’ называют объективы с большой диафрагмой, обычно, значение F должно быть ниже 2.8. То есть объективы с максимальными диафрагмами F1.4, F1.8, F2.0, F2.2, F2.5, F2.8 называют светосильными или просто светлыми. Все что ниже F1.4 называют супер светосильными. К супер светосильным объективам можно отнести Nikon 50mm f/1.2 AI-S Nikkor или Canon Lens FD 55mm f/1.2 S.S.C. Объективы, которые имеют значение диафрагмы от F/2.8 до F/5.6 называют обычными среднесветосильными объективами, к таким объективам можно отнести Nikon 24-85mm f/2.8-4D AF IF Nikkor или Nikon 300mm f/4.5 Nikkor-H Nippon Kogaku Japan Auto Non-AI. Объективы, у которых максимальная диафрагма меньше F/5.6 называют слабосветосильными или ‘темными‘. К таким объективам можно отнести МС МТО-11 1000mm F10.0. Кстати, сделать светосильный зум очень сложно, более детально здесь.

Разные отверстия при разных значениях числа F

Так как диафрагма влияет на скорость выдержки, то объективы еще делят на быстрые и медленные. Под быстрым объективом понимают то, что с его помощью можно снять изображение с короткой выдержкой (с ‘быстрой’ выдержкой). А под медленным, то, что с его помощью можно снять фото с длинной (‘медленной’ выдержкой). Если зафиксировать значение ISO, то именно от диафрагмы зависит выдержка, и чем светлее объектив, тем он быстрее. И чем темнее объектив, тем он медленней.

Разница в светосиле

Разницу в значениях диафрагмы и других фотографических переменных обычно измеряют в стопах. При изменении диафрагмы на один стоп выдержка изменится в два раза. Также, при изменении диафрагмы на один стоп можно вместо выдержки изменить ISO в два раза. Очень важное замечание, что разница в значениях диафрагмы не линейная, а квадратичная. Возьмем две диафрагмы F/5.6 и F/2.8, казалось бы,  разница в геометрической светосиле составляет 5.6/2.8=2 раза, но это не верно. На светосилу влияет площадь круга, сформированного диафрагмой, а не ее диаметр. Число F связано только с диаметром. Для подсчета разницы в площадях нужно брать квадраты диаметров. Потому получается, что разница в светосиле между F/5.6 и F/2.8 составляет (5,6*5,6)/(2,8*2,8)=4 раза. Вот такая вот хитрость. Как это запомнить? Есть два выхода, либо делить квадраты чисел F, либо сначала делить числа F, а потом возводить в квадрат результат.  Зачем я утомляю расчетами — а потому, что часто фотолюбители не имеют представления про то, во сколько раз один объектив ‘светлее’ или ‘темнее’ другого объектива.

Также, опытные фотографы знают про так называемый диафрагменный ряд чисел, в котором каждых два соседних числа F отличаются на один стоп.

Ряд чисел F: 1, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 46 и т.д.

Золотое правило:

Диафрагма и выдержка связаны золотым правилом. Чтобы сохранить правильную экспозицию при одинаковых ИСО нужно либо закрыть диафрагму и увеличить выдержку, либо, наоборот, открыть диафрагму и уменьшить выдержку.

Закрыть, открыть, увеличить уменьшить — не нужно путаться

Все очень просто. Закрыть или уменьшить диафрагму – означает повысить число F.  Была диафрагма F2.8, когда ее закрыли, она стала F5.6, закрыли еще сильней, она стала F16.0 и т.д. Например, встречается фраза ‘прикрыл дырку на два стопа’, расшифровывается это так: ‘сделал число F большим и уменьшил площадь отверстия в 4 раза’. Главное не запутаться, когда диафрагма открывается, число F уменьшается. А когда диафрагма закрывается — число F увеличивается. Например, была диафрагма F32.0, когда ее открыли, она стала F8.0, когда открыли еще сильней, она стала F5.6.

Что делать – ничего не понятно

Если у Вас зеркалка, переверните камеру задом наперед, чтобы вы смотрели в объектив, нажмите кнопку спуска (сделайте снимок) и Вы увидите как дырочка в объективе закроется и откроется – вот так и работает диафрагма. Если же вы всматривались в свой объектив и ничего не увидели, то ниже показан видеоролик с замедленным воспроизведением, где отчетливо видно, как работает диафрагма во время съемки. На видео лепестки закрываются до значения F/16 и формируют очень ‘маленькую дырочку’:

Я снимаю в основном на систему Nikon, потому у меня на сайте есть парочка интересных статей про тонкости работы диафрагмы на камерах Nikon:

1. Метод работы устройства диафрагма на цифрозеркальных камерах Nikon и его влияние на видеосъемку
2. Объективы Nikon ‘E’ с электромагнитным управлением диафрагмы
3. Интересное свойство диафрагмы на цифрозеркальных камерах Nikon
4. Объективы G-типа и Non-G типа (с кольцом управления диафрагмой и без кольца управления диафрагмой)
5. Работа со старыми объективами Nikon типа AI, AI-S, NON-AI, PRE-AI, AI-Converted которые передают или не передают значение диафрагмы в камеру

Комментарии к этой заметке не требуют регистрации.

Комментарий может оставить каждый. Объективы и акции на них смотрите на Moyo.ua.

Выводы

Диафрагма – это дозатор светового потока, который влияет на экспозицию, ГРИП, яркость оптического видоискателя и качество изображения. Вообще, если не поснимаете на разных значениях числа F, не узнаете толком что это такое 🙂

Материал подготовил Аркадий Шаповал. Ищите меня на Youtube | Facebook | Instagram | Twitter | Telegram.

Образовательный курс для специалистов КЛД

Профессиональная микроскопия

3 Глава

Здравствуйте!

Настройка освещения по Келеру — простая процедура настройки микроскопа и его компонентов для получения наилучшего возможного сочетания контраста и разрешения. У человека, знакомого с этой процедурой, длительность настройки занимает не более 2–3 минут. Ее следует проводить каждый день.

Предположим, что осветитель включен, прогрет и бинокулярная насадка настроена, т.е. расстояние между окулярами выставлено.

Поместите знакомый препарат на предметный столик и настройте фокусировку при использовании объектива 10Х. Апертурная и полевая диафрагма должны быть широко открыты, светофильтр и дополнительная линза выдвинуты из оптического пути, конденсор поднят вверх до упора и затем опущен на расстояние примерно 0,5 мм.

Прикройте полевую диафрагму так, чтоб ее было видно в поле зрения и настройте фокусировку конденсора так, чтобы в фокусе был внутренний край ирисовой диафрагмы в плоскости препарата. Когда она будет в фокусе поставьте ее изображение в центр поля зрения и откройте ее так, чтобы наружный диаметр находился несколько за пределами поля зрения. Вытащите один окуляр и глядя в пустой тубус, прикройте апертурную диафрагму, чтобы было открыто 2/3 в центре наблюдаемого при этом поля. Верните на место окуляр. Настройка освещения по Келеру завершена.

Поле зрения перед выравниванием конденсора

Поле зрения после выравнивания конденсора

Частично открытая полевая диафрагма

Полностью открытая полевая диафрагма

Вы начали с объектива 10Х. Препарат должен оставаться в фокусе при любом методе настройки и при любых регулировках.

Теперь обратимся к осветителю. Нить лампы должна находиться на расстоянии минимум 7” (предпочтительно 10”) от апертурной диафрагмы. Осветитель располагается позади микроскопа. В средней позиции находится полевая диафрагма, затем зеркало для отражения света под углом 90° на конденсор. Если нить находится на оптимальном расстоянии, то она будет в фокусе в плоскости апертурной диафрагмы; в противном случае ее необходимо сфокусировать в этой плоскости путем передвижения по горизонтали коллекторной линзы осветителя.

Закрыв полевую диафрагму, можно посмотреть, центрирована лампа или нет (если нет, ее нужно центрировать).

Следует проверить настройку конденсора для данного препарата, т.е. фокусирует ли конденсор полевую диафрагму в поле зрения. Для этого при прикрытой полевой диафрагме перемещением конденсора по вертикали подкорректируйте фокусировку полевой диафрагмы в плоскости препарата, затем она раскрывается до краев поля зрения. Следовательно, при применении разных объективов ее раскрытие будет различным. Таким образом, название «полевая диафрагма» отражает ее назначение.

Поясним фразу «настройка конденсора для данного препарата». Конденсор устанавливается в положении на 0,5 мм ниже столика по двум причинам:

1. если мы не сможем пройти фокальную точку, как мы узнаем, что мы ее нашли?
2. показатель преломления воздуха равен 1.0.

Если мы оставим промежуток воздуха между поверхностью конденсора и нижней поверхностью предметного стекла, то вся система освещения будет работать с A=1. 0. Однако апертура конденсора должна быть равна 1.25, как и A иммерсионного объектива 100Х. Как сделать так, чтобы система работала с А=1.25, а не с A 1.0? Ответ: поместите на конденсор каплю иммерсионного масла и подведите его к нижней части предметного стекла. Тогда у вас будет достаточно места для капли масла и конденсор будет установлен в правильном положении. Вы когда-нибудь наносили масло между конденсором и предметным стеклом? Скорее всего, нет. Почему? Потому что у вас не было в этом необходимости. Вы и без того видели всё, что нужно. Значит ли это, что иммерсионный объектив 100Х с A=1.0 или даже A= 0.95 в сочетании с конденсором с A=1.0 дает нормальный результат? Именно так.

Микроскоп MicroOptix MX300 с системой освещения по Келеру с линзой, полевой ирисовой диафрагмой и механизмом центрирования.

Рассмотрим масляную иммерсию — как и почему она применяется. Все иммерсионные объективы, предназначенные для применения с маслом, используют масло типа А. После фокусировки с объективом 40Х, поверните револьвер так, чтобы убрать объектив с оптического пути и нанесите одну или две капли иммерсионного масла на участок покровного стекла, через который проходит свет. Затем установите объектив 100Х. Поскольку микроскоп парфокален, нет опасности повредить покровное стекло. Подстройте фокусировку при необходимости. Вы можете настроить фокусировку конденсора для объектива 100Х без использования масла на коденсоре, а просто при помощи правильной настройки апертурной диафрагмы и яркости освещения.

В чем преимущество использования масла? Оно позволяет устранить рассеянный свет, вызванный освещением в комнате, что влияет на контраст изображения препарата. Вторая (главная) причина – лучший сбор лучей света, выходящих из конденсора, и соответствующее повышение яркости изображения.

Увеличивает ли использование масла разрешающую способность микроскопа?

Да. Иммерсионное масло позволяет увеличить апертуру объектива, что в свою очередь повышает разрешающую способность микроскопа.

Другими словами, мы теперь используем апертурную диафрагму только для того, для чего она предназначена — регулировки контраста.

Рабочее расстояние обычного 100Х объектива составляет около 0. 3 мм. Иммерсионное масло типа А хорошо подходит для данного расстояния и благодаря высокой вязкости легко счищается со стекла и объектива. Масло типа Б гуще и предназначено для конденсоров, потому что иногда расстояние между конденсором и стеклом должно составлять 0.5 мм или более. Оба типа масла высыхают медленно или не высыхают совсем за то время, пока вы используете их. Не забудьте очистить объектив перед тем, как закончить работу, даже если вы собираетесь отойти всего на 10 минут.

Теперь посмотрим, что зависит от того, левша вы или правша. При выводе объектива 100Х из оптического пути для его чистки в оптическом ходе оказывается объектив 40Х или объектив с низким увеличением? Если это объектив 40Х, то поменяйте порядок объективов. Этот объектив достаточно длинный и задевает масло, однако его линза не предназначена для работы с ним.

Микроскоп позволяет поворачивать револьвер с объективами и по часовой стрелке и в противоположном направлении. Поэтому если вы единственный пользователь микроскопа, выберите тот порядок, который вам удобен для очистки иммерсионного объектива.

Две самые большие проблемы при чистке микроскопов — масло и грязь на объективах 40Х и 100Х. Масла на объективе 40Х не должно быть, но вы можете это не заметить; также вы можете не заметить масляную пленку и грязь на объективе 100Х, поскольку фронтальная линза очень маленькая.

Фронтальная линза иммерсионного объектива герметично закрыта с краев для предотвращения попадания масла в объектив и на внутреннюю поверхность фронтальной линзы. Наличие масла внутри объектива исключает возможность нормальной работы, а очистка стоит дорого.

Теперь повторно обратимся к освещению по Келеру.

Поместите знакомый препарат на столик и настройте фокусировку при использовании объектива 10Х. Апертурная и полевая диафрагма должны быть широко открыты, светофильтр и вспомогательная линза выдвинуты из оптического пути, конденсор поднят вверх до упора. Прикройте полевую диафрагму так, чтобы ее было видно и настройте фокусировку конденсора так, чтобы в фокусе был внутренний край ирисовой диафрагмы на плоскости препарата.

Когда она будет в резком фокусе, откройте ее, так чтобы край находился как раз за полем зрения. Вытащите один окуляр и, глядя в пустой тубус, прикройте апертурную диафрагму, чтобы открыто было 2/3 в центре поле зрения. Верните на место окуляр.

Проверьте, чему равна апертура объектива 40Х; обычно она равна 0.65. Значение очень близко к 2/3 апертуры конденсора. Поэтому мы настраиваем микроскоп, используя объектив 10Х, что подходит также и для работы с объективом 40Х. Объектив 40Х называют сухим объективом с высоким увеличением. Сейчас уже есть сухие объективы 60Х, 80Х и даже 100Х, однако термин сухой объектив по-прежнему относится к объективу 40Х. Причина использования объектива 10Х для настройки в том, что у него самое низкое увеличение среди хорошо скоррегированных объективов высокого качества. Объективы с увеличением меньше 10Х хуже, вне зависимости от производителя.

Некоторые микроскопы имеют название «микроскоп типа Келера» или «полу-Келера». Если лампа находится прямо под конденсором и нет необходимого расстояния 7–10”, то такие приборы не относятся к микроскопам по Кёлеру. Если есть полевая диафрагма, ее можно использовать для ограничения освещенного поля, но не для настройки конденсора.

Можно ли провести настройку освещения по Келеру для такого микроскопа? Не совсем, но попробуйте. Поместите знакомый препарат на предметный столик и настройте фокусировку при использовании объектива 10Х. Апертурная диафрагма должна быть широко открыта, светофильтр и вспомогательная линза выдвинуты из оптического пути.

Поднимите конденсор вверх до упора и опустите на 0.5 мм. Вытащите один окуляр и глядя в пустой тубус, прикройте апертурную диафрагму, чтобы открыто было 2/3 в центре поле зрения. Верните на место окуляр. Если есть полевая диафрагма, широко откройте ее. После настройки, закрывайте ее, пока поле зрения не начнет становиться темным. Теперь поднимите или опустите конденсор, чтобы проверить, подходит ли расстояние 0.5 мм для данного препарата. Очень велика вероятность, что вам редко, если вообще придется работать с микроскопом типа Кёлера. Поэтому научитесь настраивать микроскоп до компромиссного варианта, но так близко к идеалу, как только возможно.

Когда вы освоите работу с микроскопом и научитесь пользоваться всеми его компонентами, вам потребуется 2–3 минуты на настройку по Келеру или полу-Келеру. Вы сможете открывать апертурную диафрагму примерно на 2/3, просто глядя на препарат.

Фокусировку конденсора следует настраивать для конкретного препарата, а это единственная причина для изменения положения конденсора после настройки освещения по Келеру или полу-Келеру (на 0,5 мм ниже стекла).

Представьте себе, что выбраны для работы объектив и окуляр, конденсор установлен в нормальное положение, которое редко требуется менять, и все компоненты чистые — что вам остается делать? Вы настроили апертурную диафрагму для объектива 40Х, но можете выбрать объектив 10Х или даже с меньшим увеличением; или объектив 100Х. Апертурная диафрагма — единственный регулируемый компонент микроскопа. Ваша компетенция при работе с микроскопом зависит исключительно от того, насколько хорошо вы умеете настраивать апертурную диафрагму. Отверстие в 2/3 — это нормальное положение. Патолог при работе примерно каждые 4 минуты достает окуляр и проверяет положение диафрагмы.

Рутинное исследование и техническая подготовка препаратов ткани в лабораториях, больницах, клиниках проводится препаратором. Он готовит препараты с клетками и растворы. Сложные препараты смотрит патолог (врач со специализацией в патологии). При исследовании препарата он должен понять, вызваны ли затруднения в работе: неправильной фиксацией объекта в формальдегиде, жатием ткани микротомом, разрыванием ткани ножом, неправильным окрашиванием и т.д. или неправильной работой микроскопа.

Поэтому он часто проверяет правильность настройки микроскопа по Келеру, чтобы исключить неполадку микроскопа как причину проблемы.

Для настройки освещения по Келеру необходимо:

1. Включить осветитель микроскопа (помните, что и на момент выключения, и на момент включения ручка регулировки лампы должна быть установлена в «нулевое» положение).
2. Настроить бинокулярную голову под пользователя необходимо, сдвигая и раздвигая окулярные трубки до полного совмещения изображения, при необходимости выставить диоптрийную разницу на окулярах.
3. Установить объектив 10х (с желтым кольцом) и сфокусироваться микровинтом на препарате, удалить препарат со столика.
4. Закрыть полевую диафрагму на коллекторе.
5. Поднять конденсор до верхнего положения винтом регулировки конденсора. Затем плавно опускать конденсор до уровня, при котором края полевой диафрагмы, наблюдаемые в окулярах, оказались в фокусе.
6. Центрирующими винтами, находящимися на конденсоре перемещаем изображение полевой диафрагмы в центр поля зрения.
7. Открываем полевую диафрагму до границ поля зрения.

В следующий раз расскажем как настраивать освещение по Келеру. Это простая процедура настройки микроскопа и его компонентов для получения наилучшего возможного сочетания контраста и разрешения.

Ваша Вест Медика.

Микроскоп, Лабораторные заметки для BIO 1003

Лабораторные заметки для BIO 1003 © 30 августа 1999 г., Джон Х. Валерт и Мэри Джин Холланд ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОСКОПА (Нажмите здесь для: материалов, тем, веб-ресурсов) Микроскоп — это инструмент, который позволяет нам видеть структуры и ткани, из которых состоят организмы, в мельчайших деталях. Часто можно понять функцию строения на основе его микроскопической морфологии. Например, наблюдение за ориентацией мышечных клеток в стенке тела дождевого червя позволяет понять, как он движется и зарывается. Вы также увидите убедительные доказательства в поддержку клеточной теории. Инструкции по использованию микроскопа большого увеличения: Переносите микроскоп, держась одной рукой за горловину, а другой поддерживая дно. Всегда располагайте самую короткую линзу с малым увеличением , обращенную к предметному столику , когда вы кладете новый предметный столик на предметный столик или удаляете предметный столик. Для фокусировки микроскопа: Поднесите подготовленное предметное стекло к свету и посмотрите, где находится образец под покровным стеклом. Убедитесь, что свет микроскопа включен, а линза объектива с малым увеличением , обращенная к предметному столику, защелкнулась. Поднимите систему конденсорных линз , которая находится под предметным столиком, в самое верхнее положение. Конденсорные линзы фокусируют свет через отверстие в предметном столике. Расположите образец над источником света, проникающим через отверстие в предметном столике. Поднимите сцену в крайнее верхнее положение. (Объектив малой мощности установлен!) Посмотрите через окулярную линзу микроскопа и отрегулируйте свет так, чтобы он был удобен для ваших глаз. Все микроскопы оснащены ирисовой диафрагмой под предметным столиком, уменьшающей апертуру, через которую проходит свет; может быть реостат, который затемняет и осветляет лампочку. Теперь медленно опустите предметный столик с помощью большой ручки грубой фокусировки . В какой-то момент образец должен стать четким. Теперь вы можете переключиться на более мощную цель. Эти микроскопы являются парфокальными и, таким образом, остаются в фокусе. Отрегулируйте ирисовую диафрагму так, чтобы свет был комфортным для вас, и вы могли видеть детали. При высокой мощности фокусируйтесь только с помощью маленькой ручки точной фокусировки . Получение наилучшего изображения: Используйте салфетку для линз , которую мы поставляем, для очистки линз окуляра и объектива; не используйте бумагу другого типа. Вам также может понадобиться очистить слайд. Всегда начинайте фокусировать микроскоп с маломощной ручки грубой фокусировки. Эти микроскопы парфокальные . Это означает, что как только вы тщательно сфокусируетесь на маломощном объективе, другие объективы будут почти идеально сфокусированы. Вы должны центрировать объект, прежде чем менять объективы для увеличения увеличения, потому что поле зрения становится меньше; если объект находится сбоку, он может исчезнуть при увеличении увеличения. Для лучшего просмотра при высокой мощности необходим белый свет. Используйте реостат, чтобы увеличить напряжение на лампе. По мере увеличения яркости свет становится менее красным и более белым. Закрытие апертуры, через которую проходит свет, увеличивает разрешение деталей, которые вы можете видеть; используйте ирисовую диафрагму , которая управляется рычагом среди конденсорных линз, для изменения размера апертуры. Чем выше сила объектива, тем меньше будет глубина резкости. Увеличение: Общее увеличение , которое вы видите, может быть рассчитано. Найдите увеличение, указанное на кольце вокруг линзы окуляра, вероятно, 10-кратное. Затем найдите увеличение, указанное на объективе, который вы используете — возможно, это 4-кратное, 10-кратное или 40-кратное увеличение. Умножьте увеличение линзы окуляра на увеличение линзы объектива ; это общее увеличение , которое вы видите. Качество микроскопа заключается в его объективах. Если они ужасны, увеличение того, что они видят через окулярную линзу, не улучшит ситуацию. Важно, чтобы линзы объективов не намокали. Немедленно высушите их, если вода или пятно попали с предметного стекла на линзу. Подготовка к очистке: Убедитесь, что маломощный объектив находится на своем месте, прежде чем снимать предметное стекло со столика и убирать микроскоп. При отключении микроскопа от сети беритесь за вилку , а не за шнур. Микроскопы пронумерованы и должны быть убраны в нишу с таким же номером в шкафу для микроскопов. Верните подготовленные слайды в коробки и поместите их в слот, номер которого совпадает с номером в правом верхнем углу слайда. Слайды: Письмо е . Поднесите этот слайд к свету, и вы увидите небольшой кусочек бумаги для пишущей машинки под серединой покровного стекла. На нем напечатана буква e. Начните с объектива малой мощности (самого короткого) на месте. Отцентрируйте этот лист бумаги в свете, проходящем через предметный столик вашего микроскопа, и сфокусируйте его с помощью большой ручки грубой фокусировки. Вы сразу же увидите, что буква «е» перевернута и задом наперёд, прямо противоположно тому, как вы ориентировали её на сцене. За это переворачивание отвечают линзы микроскопа. Когда буква e находится в центре, увеличьте увеличение до средней мощности. Фокус почти правильный; центрируйте e и резкость фокуса, опять же с помощью ручки грубой фокусировки. Теперь поднимите увеличение до высокой мощности. Отрегулируйте фокус только с помощью маленькой ручки точной фокусировки. Никогда не пользуйтесь ручкой грубой фокусировки, когда вы используете высокое увеличение , потому что вы можете легко сломать объектив через слайд — дорогостоящая ошибка. Всегда начинайте процесс с малого увеличения, а затем увеличивайте увеличение линз объектива. Вы заметите, что чем выше увеличение объектива, тем меньше и тусклее поле зрения. На высокой мощности вам нужно будет максимально увеличить яркость источника света и отрегулировать ирисовую диафрагму. Шелковая пряжа . Это небольшой квадрат тонкой шелковой ткани. Рассмотрите его при малом увеличении, а затем увеличьте увеличение. При высоком увеличении используйте ирисовую диафрагму для улучшения разрешения. Вы видите гораздо больше деталей, когда свет проходит через очень маленькое отверстие. Помните об этом факте, когда будете смотреть на почти прозрачные организмы в будущих лабораториях. С помощью ручки точной фокусировки поднимите и опустите предметный столик, чтобы почувствовать толщину ткани. Миллиметровая линейка . Поместите прозрачную миллиметровую линейку на предметный столик микроскопа. Соблюдайте длину диаметра в миллиметрах поля зрения при каждом доступном увеличении. Заполните следующую таблицу: 9000 9000 Цель Увеличение Диаметр (мм) Низкая мощность Средняя сила Средняя сила Среда . 0143 высокая мощность     Клеточная теория В 1665 году Роберт Гук использовал слово «клетка», означающее «маленькие комнаты», для описания небольших полостей, разделенных стенками из пробки, которая представляет собой кору дерева. Матиас Шлейден, ботаник, опубликовал (1838 г.) свой вывод о том, что все растения состоят из клеток; в следующем году (1839 г.) Теодор Шванн распространил наблюдения на ткани животных и предложил клеточную основу всей жизни. Патолог Рудольф Вирхов в 1858 году добавил важное расширение теории о том, что все живые клетки возникают из ранее существовавших живых клеток; самопроизвольного образования клеток из неживой материи не происходит. Глядя в микроскоп на ткани, представляющие 5 или 6 царств организмов, вы подтверждаете справедливость клеточной теории. Кажется странным, что что-то настолько очевидное для нас с современными технологиями должно было быть открыто и предложено в качестве теории. Клетки животных – щеки . Возьмите чистое предметное стекло и поместите на него небольшую каплю йода. Возьмите стерильную деревянную палочку и осторожно потрите кончиком внутреннюю часть щеки. Клетки, которые вот-вот отслоятся, собирают на конце палочки. Окуните конец палочки в йод на предметном стекле, чтобы перенести и окрасить клетки. Поместите покровное стекло на препарат и осмотрите его под микроскопом; не забудьте начать с маломощной цели на месте. Клетки неправильные; вы можете увидеть плоские поверхности там, где они встречались с другими клетками вашей щеки. Граница клетки, 9Плазматическая мембрана 0021 настолько тонкая, что видно только место, где заканчивается клетка. Ядро окрашено в оранжево-коричневый цвет и находится ближе к центру каждой клетки. Крошечные точки на поверхности, вероятно, бактерии. Растительные клетки — лук . Нанесите каплю йода на чистое предметное стекло микроскопа. Возьмите слой лука и кончиком скальпеля очистите очень тонкий слой клеток, выстилающих его внутреннюю кривизну. Кожура, зажатая между кончиком пальца и скальпелем, должна быть похожа на чрезвычайно тонкий целлофан. Поместите кожуру в йод на предметном стекле и накройте покровным стеклом. Просмотр препарата под микроскопом. Эти клетки имеют довольно правильную форму, и имеется толстая 9Окружающая их клеточная стенка 0021 . Поскольку клетки секретировали материал стенки, плазматическая мембрана клетки находится внутри стенки. Ядра окрашены так же, как и в животных клетках, но расположены сбоку от клетки. Центр каждой растительной клетки занят большой прозрачной органеллой, называемой центральной вакуолью . Вы не можете его увидеть, но можете увидеть результат его присутствия: ядро ​​смещено в сторону. Размеры ячейки : Используйте информацию в приведенной выше таблице, в которой вы определили диаметр поля зрения при каждом увеличении, чтобы приблизительно измерить средний диаметр ячейки щеки, а также длину и ширину ячейки луковицы. Протиста . Если доступны культуры одноклеточных организмов, капните каплю на новое предметное стекло и аккуратно прикройте сверху покровным стеклом. Рассмотрите с помощью микроскопа. Вернуться к оглавлению. Последнее обновление: 30 августа 1999 г. (JHW)

Онлайн-кампус ZEISS для микроскопии | Основы микроскопии

Введение

Независимо от того, насколько плохо используется микроскоп, инструмент почти всегда способен дать изображение, хотя результаты могут оставлять желать лучшего. Если следовать некоторым простым рекомендациям, то совсем скоро новичок сможет получить изображение высокого качества. На самом деле, вы можете быть удивлены тем, насколько легко правильно настроить микроскоп, чтобы он давал красивые и четкие изображения. Интенсивное изучение любого образца может быть трудоемким процессом и требует значительного терпения, поэтому перед началом убедитесь, что вы находитесь в удобном положении и что вы можете смотреть в окуляры микроскопа, не напрягая шею или согните спину. Кроме того, попробуйте положить предплечья на стол, чтобы вам было легко и удобно управлять перемещением предметного столика микроскопа и элементами управления фокусировкой. Помните, что при длительных наблюдениях за микроскопом всегда принимайте удобную позу перед началом наблюдений.

При чтении следующих инструкций имейте в виду, что, поскольку доступно такое большое разнообразие моделей микроскопов, невозможно охватить все детали и исключения для каждой конкретной модели в одном разделе. Пользователь должен всегда обращаться к руководству по эксплуатации конкретного используемого микроскопа. Следующие рекомендации дополняют общий план и обеспечивают базовую основу для настройки типичного микроскопа для использования с проходящим светом и освещением Келера. 9Советы по настройке освещения по Кёлеру

Наиболее важным аспектом настройки микроскопа для получения максимального качества изображений является оптимизация оптической системы в соответствии с теорией освещения по Кёлеру. Следующие советы должны помочь обеспечить правильную настройку микроскопа.

• Сначала поместите окрашенный образец на предметный столик и поворачивайте револьверную головку до тех пор, пока объектив (предпочтительно с малым увеличением 10x или 20x) не окажется на месте. Включите источник света. Откройте все диафрагмы до упора и поднимите конденсор до упора.
• Проверьте межокулярное расстояние тубусов окуляров, если у микроскопа есть бинокулярная головка, и при необходимости переустановите.
• Сфокусируйте образец с помощью грубой регулировки фокуса. Лучший способ добиться этого — сначала приблизить переднюю часть объектива примерно к 5 мм от поверхности предметного стекла. Сузьте диафрагму светового поля, а затем, глядя в окуляры, увеличивайте расстояние между образцом и объективом, пока изображение не станет четким. Сделайте окончательную настройку с помощью ручки точной фокусировки.
• При использовании бинокулярного микроскопа может потребоваться регулировка отдельных окуляров в соответствии с вашим зрением. По крайней мере, один окуляр будет иметь регулировочную втулку. Чтобы сфокусировать этот инструмент, сначала держите один глаз закрытым (глаз, который смотрит через регулируемый окуляр), а другим глазом сфокусируйте микроскоп на определенной детали изображения. Теперь откройте другой глаз и сфокусируйте регулируемый окуляр, поворачивая его кольцо, пока та же самая деталь не станет такой же четкой, как раньше.
• Убедитесь, что осветительная апертурная диафрагма (ирисовая диафрагма конденсора) широко открыта. Частично закройте освещенную полевую диафрагму до тех пор, пока ее изображение, которое, скорее всего, будет размытым и, возможно, смещенным от центра, не появится в поле зрения.
• Максимально увеличить резкость изображения освещенной полевой диафрагмы, изменяя фокус конденсора. Если вы работаете с конденсором Аббе, изображение неизбежно будет обрамляться цветными ореолами. С другой стороны, апланатические и ахроматические конденсоры дают гораздо более четкие изображения полевой диафрагмы.
• При необходимости отцентрируйте изображение освещенной полевой диафрагмы. Вам будет проще это сделать, если диаметр изображения полевой диафрагмы будет лежать почти поверх изображения поля зрения. Осветительная система, включая освещаемую полевую диафрагму, выравнивается на большинстве микроскопов во время изготовления, а изображение полевой диафрагмы центрируется с помощью центрирующих винтов конденсора. Во многих случаях диафрагму можно отрегулировать с помощью собственных центрирующих винтов.
• Откройте полевую диафрагму с подсветкой, пока все поле зрения не станет ярким.
• Снимите один из окуляров и осмотрите заднюю фокальную плоскость объектива. Если имеется лупа, входящая в комплект фазово-контрастных устройств (часто называемая фазовым телескопом ), используйте этот инструмент для облегчения наблюдения в фокальной плоскости. Закройте осветительную апертурную диафрагму в конденсоре до тех пор, пока ее изображение не начнет появляться на освещенном участке в задней фокальной плоскости.
• Установите на место окуляр и откорректируйте интенсивность света до достаточного уровня, используя регулятор яркости или вставив фильтры нейтральной плотности на пути луча.

Теперь микроскоп правильно отрегулирован для получения наилучших изображений, на которые он способен. Если используемый объектив плохо скорректирован, то может потребоваться (к моменту снятия одного из окуляров) посмотреть в заднюю фокальную плоскость, чтобы еще немного закрыть диафрагму освещающей апертуры, чтобы получить удовлетворительное изображение. Со старыми объективами, возможно, сработает уменьшение рабочей апертуры объектива даже на треть его диаметра. В этих обстоятельствах опыт будет вашим лучшим помощником. 9Советы по использованию объективов

Объективы с малым и большим увеличением отличаются, прежде всего, тем, что последние имеют гораздо большую числовую апертуру и, следовательно, большую разрешающую способность. Следовательно, при переходе от малой мощности к большой необходимо открывать конденсор, освещающий апертуру, ирисовую диафрагму, чтобы большой угол светового конуса давал адекватное разрешение деталей. Крайне важно, чтобы каждый объектив работал с конусом конденсора, достаточно большим, чтобы заполнить от 70 до 90 процентов апертуры объектива (см. рис. 2(b)). Если апертура конденсора дает слишком малый конус света (рис. 2(c)), результатом будет плохое изображение с недостатком деталей и дифракционными ореолами вокруг деталей объекта. Когда вы вернетесь к использованию объектива с меньшим увеличением, настройку следует отрегулировать заново. Слишком большой конус освещения (как показано на рис. 2(а)) создаст блики, что резко снизит контрастность изображения.

Целесообразно рассмотреть как можно больше деталей образца при малом увеличении. Такой подход позволит наблюдателю легче связать форму и структуру образца с деталями, которые можно увидеть невооруженным глазом или с помощью простой ручной линзы. Как только вы соберете всю информацию, которую можно получить от одной силы, переходите к следующей, более высокой силе. Важно действовать упорядоченно, особенно тем, кто только начинает пользоваться микроскопом. Начинающие студенты часто слишком поспешно переходят к более высоким увеличениям, что делает их задачу интерпретации структуры образца намного более сложной, чем она должна быть.

При использовании объектива с малым увеличением, например, с увеличением в диапазоне 4х, важно, чтобы числовая апертура конденсора была отрегулирована в соответствии с числовой апертурой объектива. Возможно, что конденсор не будет освещать все поле зрения даже при полностью открытой полевой диафрагме. В этой ситуации либо вы должны переключить конденсор на другой с большим фокусным расстоянием, либо снять верхнюю линзу конденсора (иногда по этой причине она предназначена для поворота вне оптической оси). Когда необходимо использовать специальные объективы, предназначенные для увеличения в 1 или 1,5 раза, для успеха необходим соответствующий конденсор.

Если вы исследуете мелкие детали, близкие к пределу разрешения, используйте масляные иммерсионные объективы с числовой апертурой больше 1. Оптимальный метод следующий:

• Установите точку интереса с помощью объектива с меньшим увеличением и отцентрируйте ее в поле зрения и сфокусируйтесь.
• Нанесите одну каплю иммерсионного масла на верхнюю часть покровного стекла и, если вы используете современные парфокальные объективы, медленно поверните иммерсионный объектив на место. Убедитесь, что передняя линза соприкасается с каплей масла.
• Глядя в микроскоп, убедитесь, что препарат находится в относительном фокусе, а затем используйте точную фокусировку, чтобы увеличить резкость изображения.
• Если между конденсором и предметным стеклом не используется масло, убедитесь, что ирисовая диафрагма апертуры конденсора полностью открыта. В этом случае масляный иммерсионный объектив не может работать с максимальной апертурой освещения, потому что конденсор может обеспечить конус освещения только с максимальной числовой апертурой около 0,9.. Хотя это требуется редко, но если необходимо достичь максимально возможного разрешения в проходящем свете от масляного иммерсионного объектива с очень большой числовой апертурой, верхняя линза конденсора также должна быть смазана до нижней стороны предметного стекла (а необходим специальный светосильный масляный иммерсионный конденсор). После фокусировки конденсора его апертура настраивается так, чтобы она равнялась апертуре объектива.

Освещение по Кёлеру требует, чтобы освещалась только небольшая область образца, которая фактически является фокусом наблюдения, поскольку любой чрезмерный свет за пределами поля зрения отвлекает. В то же время при увеличении увеличения объективов размер апертуры освещаемого поля должен уменьшаться. В противном случае изображение будет испорчено бликами, особенно при использовании методов падающего (отраженного) света. Еще одна возможная ошибка, приводящая к плохому изображению, — упускать из виду наличие пузырьков в капле иммерсионного масла. Чтобы этого не произошло, снимите окуляр и наблюдайте за задней фокальной плоскостью объектива, затем переместите слайд вперед и назад или частично поверните револьверную головку, чтобы удалить пузырьки. Если вам не удалось очистить пузырьки с помощью этих приемов, то масло необходимо очистить и заменить свежей каплей.

Система микроскопа может быть сконфигурирована как парфокальная (требуются два фокусирующих окуляра) для простоты использования при смене объективов.