Стерео , стереоскопическое или рассекает микроскоп представляет собой оптический микроскоп вариант предназначен для наблюдения низкого увеличения образца, как правило , с использованием света , отраженного от поверхности объекта , а не передается через него. В приборе используются два отдельных оптических тракта с двумя объективами и окулярами, чтобы обеспечить несколько разные углы обзора для левого и правого глаза. Такое расположение обеспечивает трехмерную визуализацию исследуемого образца. [1] Стереомикроскопия накладывается на макрофотографию для записи и исследования твердых образцов со сложной топографией поверхности., где трехмерный вид необходим для анализа детали.
Стереомикроскоп часто используется для изучения поверхностей твердых образцов или для выполнения близких работ, таких как вскрытие , микрохирургия , изготовление часов , изготовление или проверка печатных плат , а также поверхности излома, как во фрактографии и судебной экспертизе . Таким образом, они широко используются в обрабатывающей промышленности для производства , контроля и контроля качества . Стереомикроскопы - важные инструменты в энтомологии .
Стереомикроскоп не следует путать с составным микроскопом, оборудованным двойными окулярами и биновьюером . В таком микроскопе оба глаза видят одно и то же изображение, а два окуляра служат для большего удобства просмотра. Однако изображение в таком микроскопе ничем не отличается от изображения, полученного с помощью одиночного монокулярного окуляра.
История [ править ]
Первый оптически возможный стереомикроскоп был изобретен в 1892 году и стал коммерчески доступным в 1896 году, произведен компанией Zeiss AG в Йене, Германия. [2]
.gif)
Американский зоолог Горацио Солтонстолл Гриноф вырос в элите Бостона, штат Массачусетс, в семье известного скульптора Горацио Гриноу-старшего . Без необходимости зарабатывать на жизнь, он вместо этого сделал карьеру в науке и переехал во Францию. На морской обсерватории в Конкарна на побережье Бреттона, руководство бывшего директором Национального музея d'Histoire Naturelle , Жорж Пуше, на него повлияли новые научные идеалы того времени, а именно экспериментирование. В то время как вскрытие мертвых и подготовленных образцов было главной заботой зоологов, анатомов и морфологов, во время пребывания Гриноу в Конкарно интерес к экспериментам на живых и развивающихся организмах возродился. Таким образом, ученые могли изучать эмбриональное развитие в действии, а не в виде серии окаменевших двумерных образцов. Чтобы получить изображения, которые отражали бы трехмерность и относительный размер развивающихся морских эмбрионов беспозвоночных, был необходим новый микроскоп. Хотя и раньше были попытки создать стереомикроскопы, например, Шерубин д'Орлеан и Питер Хартинг., ни один не был оптически сложным. Более того, вплоть до 1880-х годов ни одному ученому не требовался микроскоп с таким низким разрешением.
Гриноф принял меры и, под влиянием попыток своего коллеги по Конкарно Лорана Чабри сконструировать замысловатые механизмы для поворота и управления живым эмбрионом, задумал свой собственный инструмент. Основываясь на недавнем открытии Чарльзом Уитстоном бинокулярности как причины восприятия глубины , Гриноф разработал свой инструмент с учетом феномена стереопсиса. [2]
Отличия от обычных оптических микроскопов [ править ]
В отличие от составного светового микроскопа , в стереомикроскопе чаще всего используется отраженное освещение, а не проходящее (диаскопическое) освещение, то есть свет, отраженный от поверхности объекта, а не свет, проходящий через объект. Использование отраженного от объекта света позволяет исследовать образцы, которые были бы слишком толстыми или непрозрачными для сложной микроскопии. Некоторые стереомикроскопы также способны освещать проходящим светом, как правило, за счет наличия лампы или зеркала под прозрачным предметным столиком под объектом, хотя, в отличие от составного микроскопа, проходящее освещение не фокусируется через конденсор в большинстве систем. [3]Стереоскопы со специально оборудованными осветителями могут использоваться для темнопольной микроскопии с использованием отраженного или проходящего света. [4]
Большое рабочее расстояние и глубина резкости - важные качества для этого типа микроскопов. Оба качества обратно пропорциональны разрешению: чем выше разрешение ( т. Е. Чем больше расстояние, на котором две соседние точки могут быть выделены как отдельные), тем меньше глубина резкости и рабочее расстояние. Некоторые стереомикроскопы могут обеспечивать полезное увеличение до 100 ×, сравнимое с 10-кратным объективом и 10-кратным окуляром в обычном составном микроскопе, хотя увеличение часто намного меньше. Это примерно одна десятая полезного разрешения обычного составного оптического микроскопа.
Большое рабочее расстояние при малом увеличении полезно при исследовании крупных твердых объектов, таких как поверхности трещин, особенно с использованием оптоволоконного освещения, как описано ниже. Такими образцами также можно легко манипулировать, чтобы определять интересующие места.
Увеличение [ править ]
В стереомикроскопах есть два основных типа систем увеличения. Первый тип - это фиксированное увеличение, при котором основное увеличение достигается парным набором линз объектива с заданной степенью увеличения. Другой - это масштабирование или панкратическое увеличение, которые позволяют изменять степень увеличения в заданном диапазоне. Системы масштабирования могут обеспечить дополнительное увеличение за счет использования дополнительных объективов, которые увеличивают общее увеличение на заданный коэффициент. Кроме того, общее увеличение как в фиксированной, так и в трансфокационной системах можно изменять, меняя окуляры. [1]
Промежуточным звеном между системами фиксированного увеличения и увеличения масштаба является система, приписываемая Галилею как « оптическая система Галилея »; здесь используется конфигурация выпуклых линз с фиксированным фокусом, чтобы обеспечить фиксированное увеличение, но с той важной разницей, что одни и те же оптические компоненты на одном и том же расстоянии, если их физически перевернуть, приведут к другому, хотя и фиксированному увеличению. Это позволяет одному набору линз обеспечивать два разных увеличения; два набора линз для обеспечения четырехкратного увеличения на одной турели; три комплекта линз обеспечивают шесть увеличений и все равно помещаются в одну башню. Практический опыт показывает, что такие галилейскиеоптические системы так же полезны, как и значительно более дорогие системы масштабирования, с преимуществом знания используемого увеличения в качестве установленного значения без необходимости считывать аналоговые шкалы. (В удаленных местах надежность систем также является нетривиальным преимуществом.)
Освещение [ править ]
Небольшие образцы обязательно требуют интенсивного освещения, особенно при большом увеличении, и это обычно обеспечивается волоконно-оптическим источником света. В волоконной оптике используются галогенные лампы, обеспечивающие высокий световой поток при заданной потребляемой мощности. Лампы достаточно малы, чтобы их можно было легко установить рядом с микроскопом, хотя им часто требуется охлаждение, чтобы снизить высокие температуры от лампы. Волоконно-оптический рычаг дает оператору большую свободу выбора подходящих условий освещения для образца. Стебель заключен в ножны, которые легко перемещать и перемещать в любое желаемое положение. Стержень обычно незаметен, когда освещенный конец находится рядом с образцом, поэтому обычно не мешает изображению в микроскопе. Обследование переломаПоверхности часто нуждаются в наклонном освещении, чтобы выделить особенности поверхности во время фрактографии , и оптоволоконный свет идеально подходит для этой цели. Для одного и того же образца можно использовать несколько таких световодов, что еще больше увеличивает освещенность.
Более поздние разработки в области освещения для препаровальных микроскопов включают использование мощных светодиодов, которые намного более энергоэффективны, чем галогены, и способны воспроизводить спектр цветов света, что делает их полезными для флуорофорного анализа биологических образцов (что невозможно с галогенный или ртутный источник света).
Цифровой дисплей [ править ]
Видеокамеры интегрированы в некоторые стереомикроскопы, что позволяет отображать увеличенные изображения на мониторе с высоким разрешением. Большой дисплей помогает снизить утомляемость глаз, которая может возникнуть при длительном использовании обычного микроскопа.
В некоторых устройствах встроенный компьютер преобразует изображения с двух камер (по одной на окуляр) в трехмерное анаглифическое изображение для просмотра в красных / голубых очках или в процесс перекрестной конвергенции [ уточнение ] для получения прозрачных очков и повышения точности цветопередачи. Результаты видны группе в очках. Обычно двухмерное изображение отображается с одной камеры, прикрепленной к одному из окуляров.
См. Также [ править ]
- Криминалистическая инженерия
- Фрактография
- Сканирующая электронная микроскопия
- Операционный микроскоп
- Микроскоп
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Введение в стереомикроскопию» Пола Э. Нотнэгла, Уильяма Чемберса и Майкла У. Дэвидсона , Nikon MicroscopyU .
- ^ a b Саймон-Стикли, Анна (2019). «Изображение и воображение. Стереомикроскоп на пороге современной биологии» . НТМ Журнал истории науки, техники и медицины . 27 (2): 109–144. DOI : 10.1007 / s00048-019-00211-0 . PMID 31062033 . S2CID 146809758 .
- ^ «Освещение для стереомикроскопии: отраженный (эпископический) свет» Пола Э. Нотнэгла, Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла У. Дэвидсона, Nikon MicroscopyU .
- ^ "Освещение для стереомикроскопии: освещение темного поля" Уильяма Чемберса, Томаса Дж. Феллерса и Майкла У. Дэвидсона, Nikon MicroscopyU .
 | Викискладе есть медиафайлы по теме стереомикроскопов . |
