Микроскоп + фотоаппарат. Как смотреть и фотографировать крошечные вещи

2014-11-03 в 19:02, admin, рубрики: diy или сделай сам, сделай сам, Фототехника

Хочу рассказать читателям о том, как за крошечные деньги посмотреть, а может и пофотографировать крошечные вещи.
Постараюсь кратко и доступно описать работу с микроскопом и рассказать, как прикрутить к нему фотоаппарат.

Мне давно не давало покоя желание поразглядывать в микроскоп всяких насекомых, различные материалы и жидкости. В тоже время было не понятно, каков должен быть бюджет. И вот, однажды я залез на авито и нашёл микроскоп «Юннат-1» за 500р. Купил.

Это микроскоп советского образца, 1989 года выпуска

Приделана верхняя подсветка (из диодной лампы 12v).

В комплекте было:
Два окуляра х7 и х20 (самые простые), два объектива 3,7/0,11 и 20/0,40. Чуть позже докупил ещё два окуляра Кх7 и Кх10, объектив 40/0,65. Микроскоп состоит из трубы в которую сверху вставляется окуляр, а снизу прикручивается объектив. Труба крепится к штативу и двигается вверх-вниз с помощью винта фокусировки.

Обозначения

При разглядывании прозрачных объектов (жидкости, тонкие срезы материала) свет подаётся снизу, через вогнутое зеркало, и просвечивает объект наблюдения.

Добавлю к этому, что лучше покупать микроскоп с конденсором, эта штука располагается под предметным столиком и позволяет управлять подающимся снизу светом (помогает бороться с засветкой). У меня конденсора нет.

Если объект непрозрачный, то свет подаётся сверху (на объект). Справедливости ради надо сказать что мой сабж не совсем подходит для этих целей (при установке большого объектива очень мало света попадает на объект), но если сильно хочется — то можно.

В некоторых случаях свет можно комбинировать.

Окуляры

Маркировка «х10» на окулярах обозначает увеличение в 10 раз. В продаже есть окуляры с увеличением от 2 до 20 раз.
Буква «К» ~~на двух бортах~~ говорит о том, что окуляр компенсационный. Он компенсирует остаточный хроматизм (меньше засветки, проще говоря, с «К» лучше, чем без «К»). Существуют широкоугольные окуляры с маркировкой «WF», у меня таковых нет, посему ничего сказать не могу.

Окуляры можно двигать вверх-вниз для тонкой фокусировки.

Объективы

Цифры на объективах означают увеличение и апертуру. Например, маркировка 40/0,65 означает увеличение в 40 раз и апертуру 0,65 (много апертуры это хорошо). Так же встречаются дополнительные параметры (160/0,17), первое — это длина трубы в мм (из тех что я встречал, все 160, так что на это можно не обращать внимания), второе — это толщина покровного стекла (стекло котором прижимают то, что кладут на предметное стекло), в общем, тоже малоинтересный параметр.

Объективов существует много (ахроматы, апохроматы, планахромат, планапохромат, и т.д.), отличаются по цене, кратности, и степени исправления хроматической аберрации.

Краткая инфа

Ахроматы. Объективы ахроматы имеют цветовую коррекцию по основной и двух дополнительных длин волн видимого диапазона спектра. Хроматическая разность увеличения не исправлена, но ее можно компенсировать т.н. компенсационным окуляром. Кривизна поля не исправлена и в объективы особенно с маленьким увеличением по краям поля зрения изображение размыто. В маркировке на оправе объектива обычно не указан код оптической коррекции.

На объективах фирмы OptiTech встречается маркировка (S) — это объектив ахромат с пружинным механизмом, который защищает препаратотраздавливания объективоммикроскопа.

Апохроматы — это объективы, у которых полностью исправлена хроматическая аберрация, но хроматическая разность увеличения и кривизна поля зрения не исправлены. На оправе объектива указана маркировка АПО, APO.

Планахроматы – это объективы у которых исправлена кривизна поля, хроматическая аберрация и хроматическая разность увеличения. Очень полезный объектив, для малых увеличений, дающий резкое изображение по всему полю. Маркируется кодом ПЛАН, PL, Plan.

Планапохромат – это объектив с полной хроматической коррекцией, плоским полем и исправленной хроматической разностью увеличений. Это наиболее совершенный и дорогой объектив для микроскопа. Объектив маркируется кодом ПЛАН-АПО, Plan-apo.

Здесь я не планировал описывать преимущества тех или иных объективов, об этом можно прочесть в сети, скажу только, что у меня простые объективы. В продаже есть объективы с увеличением от 2,5 до 100 крат. К этому можно добавить, что посадочные места объективов и окуляров универсальные, то есть, нет привязки к конкретному микроскопу. Желательно иметь несколько объективов и окуляров разной кратности, чтоб можно было их комбинировать (разные объекты — разная оптика).

Какие бывают микроскопы

Оптический световой микроскоп состоит из механической, оптической и осветительной частей. С помощью такого микроскопа можно различать микрочастицы до 0,20 мкм, а максимальное увеличение микроскопа составляет 2000 крат. Оптические микроскопы подразделяются на подвиды в зависимости от назначения: биологические, металлографические, поляризационные.

Электронные микроскопы позволяют добиться гораздо большего увеличения, чем оптические. Все дело в использовании пучка электронов вместо светового потока, благодаря чему электронный микроскоп обеспечивает увеличение до 200 000 раз. Что касается разрешающей способности, то она в 1000 раз превосходит разрешающую способность оптического светового микроскопа. В конструкцию электронного микроскопа входят специальные магнитные линзы, которые управляют движением электронов.

Рентгеновские микроскопы основаны на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нм, что позволяет исследовать с их помощью очень малые объекты. Исходя из разрешающей способности рентгеновские микроскопы по их мощности можно позиционировать как нечто среднее межу оптическими и электронными микроскопами (разрешающая способность около 2-20 нм).

Сканирующие зондовые микроскопы. Это уже специализированный класс, в котором для построения изображения используется специальный зонд для сканирования поверхности. Благодаря такому микроскопу получают трехмерное изображение с очень высоким разрешением (вплоть до атомарного). Благодаря рекордному разрешению (менее 0,1 нм) такие микроскопы позволяют видеть молекулы и атомы, а также воздействовать на них (при этом объекты могут изучаться не только в вакууме, но и в газах и жидкостях).

Увеличение считается очень просто: надо объектив умножить на окуляр, то есть х10*х40=400 крат.

Насколько я понимаю, при равных объективах и окулярах, в микроскоп за 3000 рублей будет видно почти то же самое, что и в микроскоп за 30000. Если я ошибаюсь, то надеюсь профессионалы меня поправят.

О фотоаппарате

Насмотревшись глазом решил, что пора переходить к фото. Начал приставлять к окуляру разные домашние фотогаджеты (HTC Sensation, китайская вебка, ipad, фотоаппараты «Sony DSC-H20» 10Мп и древний «Samsung digimax a4» 4Мп). В процессе тестирования пришёл к выводу, что фотографии лучше получаются у «Samsung digimax a4» 4Мп. Объясняется это тем, что в данном случае не нужен большой объектив, а важно, чтобы линза фотоаппарата была как можно ближе к срезу объектива. Иными словами нужно, чтобы стекло фотоаппарата было близко к стеклу окуляра микроскопа. У Samsung линза ближе, а объектив меньше, поэтому выбор пал на него. Сонька была бы предпочтительней, но не судьба.

К объективу фотика я приклеел (на клей «момент») окуляр Кх7.

Фотоаппарат разобрал, чтобы подпаять к кнопке спуска проводки и сделал отдельное питание, а то батарейки тяжёлые и садятся быстро.
При разборке фотика необходимо быть осторожным с конденсатором фспышки, может хорошенько тряхнуть.
Собственно вставляем изделие в трубу, подстраиваем фокус (если глазом видно, то фотоаппарат сам сфокусируется) и чик-чик. У меня экранчик маленький, пока на компьютер фотографии не перебросишь, не узнаешь, что получилось.

Просмотр рекомендуется начинать с меньшего увеличения.