ГЛАВА II
МИКРОСКОП, ЕГО УСТРОЙСТВО И ОБРАЩЕНИЕ С НИМ
УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА
Слово «микроскоп» произошло от двух греческих слов: «микрос» — малый и «скопо» — смотрю, так как при помощи микроскопа можно рассматривать очень маленькие, не видимые невооружённым глазом предметы. История микроскопа связана с искусством шлифования увеличительных стёкол, комбинация которых и даёт микроскоп. Хотя это искусство было известно ещё в древности, но значительных успехов оно достигло только в конце XVII столетия, когда голландский учёный А. Левенгук при помощи, сконструированной им сложной лупы, дающей увеличение в 160 раз, открыл неизвестный до того времени мир микроскопически малых организмов.
Впоследствии микроскоп постепенно усовершенствовали. Этому способствовали, в частности, работы М. В. Ломоносова в области оптики, а также изобретения И. П. Кулибина, который конструировал микроскопы различных систем. Современный микроскоп появился в конце XIX столетия. Наиболее совершенным является биологический микроскоп, который даёт увеличение до 2000 раз. Однако для работ в микробиологической лаборатории винодельческого производства достаточно увеличение в 600—1500 раз.
Рис. 44. Микроскоп (биологический). Общий вид.
Основные части микроскопа — это штатив и оптическая часть. Штатив состоит из ножки подковообразной формы и держателя трубы изогнутой формы, образующего удобную ручку для переноса микроскопа. Ножка и держатель трубы имеют шарнирное соединение, благодаря чему трубе микроскопа можно придать наклонное положение. Микроскопы современных систем имеют сменяющиеся хубусы — наклонный и вертикальный.
На высоте нижней части ручки к держателю трубы прикреплён предметный столик, на котором располагают предметное стекло с исследуемым препаратом. В середине предметного столика имеется отверстие, через которое поступают световые лучи, освещая снизу исследуемый объект, находящийся на столике над этим отверстием.
Предметный столик приводится в движение двумя винтами, расположенными по его бокам. Это позволяет, не сдвигая предметное стекло, найти нужное место в препарате. На столике имеется пара металлических пружинных зажимов, служащих для закрепления предметного стекла.
Кроме подвижных, имеются специальные крестообразные столики, на которых само предметное стекло передвигается в двух взаимоперпендикулярных направлениях. Столик снабжён двумя шкалами, позволяющими отметить интересующее наблюдателя место и быстро найти его в случае надобности.
Тубус (труба) микроскопа перемещается вверх и вниз при помощи винтов двух систем: 1) Зубчатки, или кремальеры, приводимой в движение двумя боковыми большими винтами (макровинтами). Они служат для грубой, приблизительной наводки трубы. Движением винтов по часовой стрелке труба опускается и, наоборот, движением против часовой стрелки — поднимается. 2) Микрометрического винта (микровинта), служащего для точной наводки на фокус при больших увеличениях. Полный оборот микровинта передвигает тубус на 0,1 миллиметра (100 микронов). Левая половина микровинта снабжена делениями, каждое из которых равно 0,002 миллиметра, т. е. 2 микронам. Вращением микровинта по часовой стрелке труба опускается.
В новейших моделях микроскопов макро- и микровинты расположены в нижней части штатива. Это удобно тем, что при пользовании ими рука лежит на рабочем столе и меньше устаёт.
В нижней части трубы находится револьверное приспособление, служащее для ввинчивания в него 3—4 объективов, что позволяет быстро сменять их в процессе работы.
Тубус микроскопа состоит из двух частей, вдвигающихся одна в другую. Нормальная длина тубуса 160 мм. На выдвижной части нанесены деления, указывающие длину тубуса в миллиметрах в разных положениях. При работе с малыми увеличениями удлинением тубуса увеличивают поле зрения. При работе с большими увеличениями выдвигать тубус не следует, т. к. ухудшается изображение. В верхней части тубуса имеется отверстие, куда вставляют окуляр.
Оптическая часть микроскопа состоит из окуляров, объективов, конденсора и зеркала.
Зеркало отражает падающий на него свет, направляя его в конденсор для освещения препарата. Одна сторона зеркала плоская; ею пользуются при естественном свете. Другая сторона вогнутая; ею пользуются при искусственном свете и при малых увеличениях. Вогнутым зеркалом пользуются также при работе с микроскопом без конденсора и при слабой освещённости. Конденсор представляет собою систему линз, собирающих отражённые от зеркала световые лучи в пучок, направляемый на освещение предмета. Конденсор поднимается и опускается винтом. При опускании конденсора яркость освещения уменьшается, а при поднимании — увеличивается. Под конденсором расположена ирисовая диафрагма. Она состоит из тонких стальных пластинок, которые могут сдвигаться и раздвигаться. С помощью диафрагмы можно усилить или ослабить освещаемость предмета, пропуская к нему больше или меньше световых лучей.
Рис. 45. Современный биологический микроскоп в разрезе: (пунктирными линиями показан ход лучей в микроскопе):
1 — ножка; 2 — тубусодержатель; 3 — микровинт; 4 — кремальера; 5 — окуляр; 6 — тубус; 7 — револьвер; 8 — объектив, 9 — предметный столп; 10 — конденсор; 11 — диафрагма; 12 — зеркало.
При микроскопировании бесцветных предметов и при малых увеличениях диафрагма должна быть полуоткрыта. При микроскопировании окрашенных препаратов и при больших увеличениях диафрагму открывают полностью.
Наиболее ценной частью микроскопа являются объективы, состоящие из нескольких (до 10) линз и дающие различные увеличения. По способу употребления объективы делятся на сухие и иммерсионные (погружные).
Объективы, увеличивающие в 8—40 раз, относятся к сухим, в 90 и более раз — к иммерсионным. Ими можно работать только погружая их is каплю кедрового масла. Последнее имеет тот же показатель преломления, что и стекло, благодаря чему исключается рассеивание лучей света, которое всегда имеет место при переходе лучей из одной среды в другую, иной плотности (стекло—воздух—стекло). Биологические микроскопы снабжены обычно несколькими объективами.
Окуляры состоят из двух линз и имеют небольшую увеличительную способность — от 7 до 15. В биологических микроскопах — три окуляра с увеличением 7, 15 и 25. Общее увеличение, даваемое микроскопом, равно произведениям увеличений окуляра и объектива. Максимальное увеличение в данном биологическом микроскопе будет равно поэтому 90, умноженному на 15, т. е. 1350 раз. В оптическом микроскопе можно рассматривать предметы размерами не менее 0,2 микрона.
Рис. 16. Бинокулярная насадка к микроскопу.
Рис. 47. Электронный микроскоп.
Рис. 48. Фотографический окуляр.
Для изучения более мелких объектов, например вирусов или бактериофагов, а также деталей строения бактерий и дрожжей, пользуются электронным микроскопом, полезное увеличение которого составляет 100 тысяч раз.
При необходимости сфотографировать препарат используют специальные аппараты для микрофотосъёмки или специальные объективы к обычным фотоаппаратам. При этом можно сделать так, что наблюдение за препаратом не прекращается; это облегчает выбор нужного места съёмки. Для облегчения зарисовок препарата имеются специальные рисовальные аппараты. С их помощью можно одновременно видеть объект, лист бумаги и заточенный конец карандаша.
Рис. 49. Рисовальный аппарат.
Это осуществляется благодаря призме-кубику, соединяющей два пучка лучей и направляющей их в глаз наблюдателя. Процесс зарисовки заключается в обводке карандашом изображения объекта, рассматриваемого под микроскопом. Для выравнивания освещённости объекта и бумаги рисовальный аппарат снабжён набором светофильтров.
ТЕХНИКА ПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОСКОПОМ
Микроскоп является сложным оптическим прибором, требующим бережного отношения. Его необходимо хранить в отдельном футляре или под стеклянным колпаком, оберегая от попадания пыли, от сырости и паров реактивов. Особенно бережно следует обращаться с оптической частью. Линзы нужно протирать сухой льняной тряпочкой или замшей. При загрязнении окуляра его можно развинтить и протереть изнутри. Объективы же ни в коем случае нельзя развинчивать, а при загрязнении надо отдавать их в чистку в оптическую мастерскую.
Рис. 30. Двойной флакон для кедрового масла.
Очень аккуратно следует обращаться с микровинтом, который легко можно вывести из строя. Следует помнить, что микровинтом можно вращать не более как на полоборота влево или вправо. Более грубую, хотя и достаточно точную, наводку следует сначала- произвести с помощью макровинта.
При работе микроскоп устанавливают на стол, который должен быть устойчивым. Поворачивают микроскоп ручкой к себе, чтобы он не находился на прямом солнечном свету. Сняв с микроскопа окуляр, вращением зеркала и диафрагмой добиваются сначала наилучшею освещения поля зрения. Это делают при наименьшем объективе, т. е. =8. Вставляют окуляр, а затем на предметный столик помещают предметное стекло с исследуемым препаратом так, чтобы оно находилось над отверстием в столике.
Предметное стекло закрепляют зажимами. Глядя сбоку, опускают тубус до тех пор, пока он почти не коснётся объективом стекла (объектив 8). Затем, глядя в окуляр, постепенно поднимают тубус до появления изображения. Расстояние между объективом и предметным стеклом должно составлять около 1 см. При объективе 8 можно достаточно точно найти изображение, пользуясь кремальерой (макровинтом). При необходимости дальнейшего увеличения вращением револьверной насадки подводят под тубус объектив 40 и, опуская его осторожно, так чтобы не раздавить стекла (поскольку расстояние до него будет всего около 1,5—2 мм), находят изображение. Для наведения резкости следует пользоваться микровинтом.
При работе с иммерсионным объективом на середину покровного стекла наносят каплю кедрового масла (желательно нанести каплю масла на стекло конденсора). Затем тубус опускают вниз так, чтобы иммерсионный объектив погрузился в масло и приблизился почти вплотную к стеклу. Глядя в окуляр, медленно поднимают тубус до появления изображения. Резкость наводят при помощи микрометрического винта. Для рассмотрения всего препарата передвигают столик вращением боковых винтов.
Найти нужное место в препарате удобнее всего при малых увеличениях. Если хотят рассмотреть это место при большем увеличении, то помещают его точно в центре поля зрения, а затем сменяют объектив. После окончания работы удаляют кедровое масло с иммерсионного объектива и с конденсора при помощи ксилола или очищенного бензина. Применять для этой цели спирт не следует, так как он растворяет вещество, склеивающее линзы. Все части микроскопа протирают сухой тряпочкой и микроскоп устанавливают на место.
При микроскопировании следует держать оба глаза открытыми. Смотреть в микроскоп следует левым глазом, а правый использовать для зарисовки.
