Neboli objektiv vytváří obraz a úkolem okuláru je zvětšit úhel pozorování do velikosti vyhovující oku. Je to taková vzdálenost dvou bodů objektu, kdy je ještě rozlišíme, tzn. V rovině kolmé na směr paprsku dochází k rozložení světla na střídavá maxima a minima. Obraz vzniká superpozicí svazků různých ohybových maxim - tzn. ….. Platí, že lepší kvalitu má ten objektiv (při totožném zvětšení), který má vyšší numerickou aperturu. Kondenzor musí být nastaven tak, aby co nejlépe koncentroval světelný tok do roviny preparátu a do vstupní pupily objektivu.
Ze vztahu vyplývá, že schopnost objektivu rozlišit ve světle procházejícím kondenzorem dva blízko sebe ležící předmětné body a zobrazit je jako dva body, nikoli jako bod jeden, není určována zvětšením objektivu, nýbrž číselnou aperturou a délkou vlny použitého světla. HEJTMÁNEK, Milan. Úvod do světelné mikroskopie. 3. přeprac. a dopl. vyd. Olomouc: Vydavatelství University Palackého, 1993, 65 s.
Objektivové čočky jsou hlavní součástí mikroskopu. Pomáhají lidem vidět malé detaily ve vzorcích. Výběr správného objektivu změní, kolik detailů můžete vidět. Mění také to, jak jasný obraz vypadá. Dobrý design čoček může pomoci výsledkům výzkumu. Pokud lidé vědí o zvětšení a designu čočky, dělají lepší rozhodnutí. To jim pomáhá získat jasnější obrázky pro jejich práci.
Rozlišení a zvětšení jsou dvě odlišné veličiny. Zvětšení a numerická apertura (NA) nejsou totéž. Čím větší NA, tím lépe se shromažďuje světlo a lepší rozlišení. Více podrobností můžete vidět ve vzoru. Numerická apertura (NA) ukazuje, jak dobře objektiv shromažďuje světlo. To mění, jak jasné věci vypadají. Vyšší NA znamenají lepší rozlišení. V metalografii je zapotřebí objektivů s označením DF - objektivy mají speciální plášť a jsou zachycený jen šikmo odražené paprsky.
Číslo „0,17“ se vztahuje k tloušťce krycího skla v milimetrech, která je vypočítaná výrobcem čoček pro korekci objektivu. Číslo 160 určuje konečnou délku tubusu pro objektiv, tzn. s délkou 160 mm od hlavice s objektivy ke konci pozorovacího tubusu (kam se vkládají okuláry). V objektivu s korekcí na nekonečno se světelné paprsky jeví jako rovnoběžky promítnuté do nekonečna. Tato písmena označují objektivy určené speciálně pro použití Nomarského nebo Diferenciálního interferenčního kontrastu.
Objektivy s vysokou numerickou aperturou mohou zobrazovat jasnější snímky. Ale nemusí udržet velkou část vzorku zaostřenou najednou. Někdy mohou tyto čočky také vykazovat více chyb na obrázku. Vědci potřebují vyvážit zvětšení a NA, aby dosáhli nejlepších výsledků. Co je numerická apertura? Číselná clona říká, kolik světla může objektiv zachytit. Pokud je číslo vyšší, uvidíte více detailů.
Pro zobrazování živých buněk se často používají čočky s dlouhou pracovní vzdáleností a vysokou NA. Objektivy s imerzí vyžadují kapalinové médium mezi objektivem a krycím sklem preparátu; olejová imerze zlepšuje rozlišení a snižuje odraz světla díky podobnému indexu lomu jako sklo. Olejové imerzní objektivy mají výhody: lepší korekci aberace, vyšší rozlišení a redukci odrazů. Proto bývá doporučováno používat imerzní médium s velkými zvětšeními.
Podle typu zobrazení se volí vhodný objektiv: pro světlé pole, fázový kontrast, fluorescenční zobrazování a další metody. Při výběru je důležité zohlednit délku pracovního tubusu (DIN 160 mm), korekce barevných vad a planární pole (flat field). DIN znamená Deutsche Industrie Norm a zahrnuje mezinárodně uznávané optické standardy; delka ostřícího tubusu podle DIN má 160 mm. Dřívější RMS norma uvádí délku 170 mm.
Pro posouzení kvality objektivu se vyplatí sledovat jeho korekce: achromatické, poloapochromatické, apochromatické a další kombinace. Apochromatické objektivy velmi dobře opravují barevné a tvarové vady a poskytují čisté barvy. Planární (Plan) korekce zajišťují rovinné zobrazení zorného pole, což je důležité pro mikrofotografii. Widefield (WF) znamená široké zorné pole; High Eyepoint (H) umožňuje pohodlnější pozorování bez nutnosti přílišné blízkosti očí k okulárům.
Další praktické detaily: při práci s olejovou imerzí je nutné vždy kapat olej na přední čočku a postupovat s ohledem na čistotu a bez bublinek. Kondenzor se nastavuje pro homogenní osvětlení a Aperturní clona daného kondenzoru zajišťuje správné osvětlení zorného pole. Abbeho kondenzory a specifické konstrukce kondenzorů mohou být vhodné pro určité techniky (Nomarski, DIC). Při dimenzování procesu se zohledňuje i typ vzorku a požadované rozlišení. Pro imerzní objektivy je kontakt s vzorkem klíčový a vyžaduje pečlivé manipulace s kapalinou.
- Objektivy s vysokou NA zvyšují jas a rozlišení, avšak mohou ztížit udržení celého záběru ostře.
- Suché objektivy mají nižší NA, ale nemusí používat imerzi; pro velké detailní záběry lze ale volit i vysoké zvětšení s imerzí.
- Správná volba médii a kompatibilita s krycím sklem ovlivňuje kvalitu výsledného obrazu.
Praktické tipy pro práci s imerzním objektivem
- Nejprve začněte s nízkým zvětšením a suchou čočkou pro rychlé zaostření; poté přejděte na imerzní objektiv s vyšším zvětšením.
- Kapání imerzního média provádějte opatrně - kapku aplikujte na přední čočku, vyvarujte se bublinek a kontaktu kapátka s povrchem.
- Při změně objemu vzorku zkontrolujte kondenzor a z vlastní zkušenosti doladějte vzdálenost mezi kondenzorem a preparátem.
- Po dokončení práce s imerzí znovu očistěte všechny části, včetně krycího skla a preparátu, a očistěte i olej z objektivu.
V praxi to znamená, že pro vysoké rozlišení a kvalitní obraz je důležité zvolit správnou kombinaci objektivu, imerzní média, a vhodné korekce. Potřebné je také zohlednit, zda pracujete s fluorescenčním osvětlením, fázovým kontrastem, nebo běžným světlým polem. Před nákupem objektivů je vhodné zkontrolovat označení a DIN kompatibilitu, které určují vzájemnost mezi různými modely mikroskopů.
Příklady konkrétních nastavení a parametrů: 160 mm tubus, krycí sklo 0,17 mm, imerzní olej s indexem lomu 1,5130, a použití objektivů s 40x či 60x s vysokou NA. Při posuzování obrazů je důležité zvážit, že zvětšení nesmí být prázdné; rozdíl mezi skutečným rozlišením a dočasnou vizualizací na základě NA musí být brán v potaz.
Speciální objektivy a jejich použití
Specializované objektivy jako Planapo nebo apochromatické s vysokou přesností barev a tvarů jsou určeny pro vědecké práce vyžadující extrémní věrnost zobrazení. Větší pracovní vzdálenost umožňuje práci se silnými vzorky, například tkáněmi nebo embryi. Pro fluorescenční zobrazování se využívají zvláštní objektivy a médium, které spolupracují s filtrací a dichroickými zrcadly pro rozlišování excitačního a emisního světla.
Microscope Immersion Oil Explained Simply
V praxi se k zajištění plochého obrazu a minimalizace aberací volí objektivy s odpovídající korekcí barev a planarity zobrazení. Značení na objektivu (např. WF, Plan, DF, 0,17) napovídají o jeho vlastnostech a kompatibilitě s imerznimi médii. DIN standardy zaručují kompatibilitu mezi různými mikroskopy a objektivy, což usnadňuje výměnu sklíček a použití více systémů.
| Parametr | Hodnota | Poznámka |
|---|---|---|
| Tubus délka | 160 mm | DIN standard |
| Krycí sklo | 0,17 mm | Korekce objektivu |
| Index lomu olej | 1,5130 | Imerzní olej pro vysoké NA |
| Maximální zorné pole | Až 25 mm | Widefield okuláry zvyšují |
Speciální poznámka: FV3000 40X UPLSAPO40XS je vhodný pro dlouhé časosběrné zobrazování živých buněk; FV3000 60X PLAPON60XOSC2 zlepšuje kontrast a rozlišení v epifluorescenci. Tyto příklady ukazují, jak volba objektivu a metod ovlivňují výslednou kvalitu vědecké práce.