Стереомикроскопы – приборы для медицины, техники, материаловедения

Стереомикроскопы предназначены для создания объёмного восприятия при рассматривании предметов. Само название этих устройств (от греческого στερεός —«твёрдый», «пространственный») говорит об этом.

Принцип работы

При работе микроскоп формирует пару плоских изображений объекта, создавая эффект объёма. Он возникает оттого, что его части, расположенные на разном удалении, имеют различный параллакс (угловое смещение). В итоге создаётся такая же картина, какую видит глаз человека.

Стереоскопическим является не каждый бинокулярный микроскоп. В бинокулярном биологическом микроскопе можно увидеть одно и то изображение в окулярах под одним и тем же углом. В стереомикроскопе для формирования трёхмерного изображения задействуются два разных оптических пути. Их создают два окуляра и два объектива. Полученная картинка, кроме того, имеет правильную ориентацию справа налево и вверх – вниз.

Устройство

Общее устройство микроскопа включает оптическую и механическую и оптическую систему, состоящую из объектива, бинокулярной насадки и системы смены увеличений.

Различают две оптических схемы, применяемые в этих прибора: Аббе и Грену

Схема Аббе, названная по имени немецкого изобретателя Эрнста Карла Аббе, обеспечивает широкое поле зрения и отсутствие искажений благодаря использованию одного объектива, составленного из линз большого диаметра, которые устанавливаются по нормали к объекту наблюдения. Такие микроскопы дают возможность полной коррекции аберрации объектива, создают изображения высочайшего качества, поэтому используются в исследовательских целях.

В схеме Грену два одинаковых объектива устанавливаются под углом 14° относительно друг друга, создавая два независимых оптических канала и, таким образом, обеспечивая высокую глубину фокуса. Однако поле зрения здесь намного меньше. Кроме того, из-за того, что объективы наклонены, невозможно осуществить коррекцию кривизны.

Микроскопы, созданные по схеме Аббе, используют в лабораторных и исследовательских целях. Из-за сложной оптики (ПЛАН-АПО объективы) они весьма дороги. Приборы, спроектированные по схеме Грену, намного дешевле, поэтому чаще применяются в учебных и технических целях.

Функциональные возможности

Как правило, стереомикроскопы не дают высокой степени увеличения (не более 100х), только отдельные модели способны обеспечить 200х. Существуют модели с фиксированным увеличением, но чаще можно встретить приборы с поворотной револьверной головкой, которые позволяют установить значение увеличения. Самые современные микроскопы имеют плавную регулировку.

Некоторые модели вместо бинокулярной насадки оснащаются тринокулярной. Это даёт возможность не только рассматривать объект обоими глазами, но и одновременно подсоединить к микроскопу цифровой фотоаппарат или видеокамеру для вывода изображения на монитор компьютера.

Подсветка объекта может быть нижней и верхней, хотя вторая встречается намного чаще. Современные микроскопы комплектуются дополнительно кольцевой, боковой и другими видами подсветки. Ранее в качестве источника использовали лампы накаливания, сегодня они почти полностью вытеснены галогенными, флуоресцентными и светодиодными источниками света.

Применение

Стереомикроскопы дают возможность исследовать структуры менее 150 мкм, что позволяет использовать их для изучения живых клеток, поэтому они нашли применение в микрохирургии.

Главная особенность стереомикроскопов, отличающая их от биологических – большое рабочее расстояние (до 100 мм) – обусловило широкую сферу их применения в технике. Их нередко используют для исследования твёрдых тел (пластмассы, металл, дерево и др.). Удобны такие устройства для производственных и ремонтных условий, например, при выпуске электронных и печатных плат часов, ювелирных изделий и др.