Объекты микрофотографии характеристика их свойств доклад

Обновлено: 03.07.2024

Качество изображения, получаемого в микрофотографической системе, степень ее совершенства определяют общее увеличение, разрешающая способность, глубина резкости, являющиеся важнейшими характеристиками микрофотографических систем.

Общее увеличение определяет масштаб получаемого изображения, выражаемый отношением линейных размеров изображения и объекта. Линейное увеличение объектива находят из соотношения оптической длины тубуса микроскопа и фокусного расстояния объектива:

где Δ – оптическая длина тубуса микроскопа (расстояние между передним фокусом окуляра и задним фокусом объектива);

f_об – фокусное расстояние объектива.

Оптическая длина тубуса зависит от величины фокусного расстояния объективов. При использовании короткофокусных и длиннофокусных объективов расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра изменяется (увеличивается или уменьшается). Поэтому при расчете линейного увеличения используют не оптический интервал, а механическую длину тубуса, т. е. расстояние от объектива до выходного зрачка окуляра. Так, при механической длине тубуса микроскопа 160 мм увеличение объектива составит величину, равную:

При конструировании микроскопов выбирают строго определенный размер механического тубуса, т. е. расстояние между нижней частью, где кончается объектив, и верхней, на которую устанавливают окуляр. Тубус может иметь длину от 160 до 180 мм.

Окуляр увеличивает детали изображения, сформированного объективом. Через окуляр изображение деталей видят в плоскости, отстоящей на расстоянии 250 мм (расстояние наилучшего видения) от глаза наблюдателя, а угловое увеличение окуляра находят из выражения:

Общее увеличение микроскопа определяется как произведение линейного увеличения объектива на угловое увеличение окуляра:

Разрешающая способность характеризует способность системы раздельно воспроизводить близко расположенные детали объекта. Она выражается наименьшим расстоянием между двумя элементами изображения, которые оптическая система микроскопа передает раздельно.

Глаз человека, как естественный оптический прибор, имеет определенную разрешающую способность. С расстояния наилучшего видения (250 мм) у человека с нормальным зрением она составляет порядка 0,1-0,2 мм. Две детали, отстоящие друг от друга на расстоянии 0,1 мм, в данном случае образуют со зрачком глаза угол, равный 1°. Разрешающую способность зрения повышают, сокращая расстояние до объекта и, соответственно, увеличивая угол зрения. Для этой цели используют различные оптические приборы, в том числе оптическую систему микроскопа.

Разрешающую способность микроскопа ограничивает волновая природа света – при больших увеличениях в системе возникают дифракционные явления, и различаемость деталей падает. Максимальное разрешение у обычных микроскопов составляет половину световой волны (λ/2). Если длина волны фиолетового излучения составляет 400 нм, то минимальное расстояние между двумя различаемыми деталями составит 200 нм, или 0,0002 мм. Поскольку глаз человека различает две соседние точки с интервалом в 0,2 мм, то полезное увеличение светового микроскопа в этом случае составит: 0,2:0,0002=1000 х . При съемке в отраженных ультрафиолетовых лучах с λ=200 нм разрешающую способность данного прибора можно увеличить в два раза. Современные просвечивающие электронные микроскопы достигают разрешения порядка 1,4-2 Å, у растровых оно значительно ниже, порядка 70-200 Å.

Разрешающая способность световых микроскопов зависит и от апертуры объектива.

Угловую апертуру объектива представляет угол, вершина которого находится на оптической оси объектива и совмещена с поверхностью исследуемого объекта, а основанием служит диаметр отверстия передней его линзы. От апертуры зависит освещенность изображения. Чем она больше, тем больше света попадает в объектив.

Угловая апертура, как и светосила объектива, зависит от показателя преломления среды (между передней линзой и объектом), в которой он работает. Светосилу объектива определяет численная апертура (А):

где n – показатель преломления среды; α – апертурный угол.

С учетом апертуры объектива предельная разрешающая способность светового микроскопа составляет величину, равную:

где d – разрешающая способность микроскопа;

λ – длина волны света;

А – численная апертура объектива. Апертура объектива должна соответствовать апертуре конденсора.

Глубина резкости изображения (Р) при микросъемке ничтожно мала. Она составляет тысячные доли миллиметра. При визуальном наблюдении ничтожность глубины резкости в микроскопе не представляет особых проблем, поскольку за счет аккомодации глаз человека фокусирует зрение на различных по глубине участках.

Глубина резкости, получаемая при микросъемке, не совпадает с наблюдаемой в окуляре микроскопа. При микросъемке изображение должно точно совпадать с плоскостью расположения фотоматериала. Если же глубина объекта превышает глубину резкости, то отдельные его части на фотоснимке будут нерезкими.

Глубина резкости микрообъективов определяется их собственным увеличением и действующим отверстием (апертурой). С уменьшением собственного увеличения и уменьшением апертуры она возрастает. Поэтому при микросъемке используют объективы с меньшей апертурой, компенсируя недостаток увеличения применением более сильных окуляров, растяжением меха камеры или увеличением при печати. С уменьшением апертуры снижается освещенность изображения, а также разрешающая способность микрофотографической системы. Это необходимо учитывать в работе, подбирая при съемке оптимальное соотношение значений глубины резкости и разрешающей способности.

Микрофотографические системы составляют микроскоп — как оптический прибор, формирующий оптическое изображение, и фотокамера, являющаяся средством его регистрации. Для микросъемки могут быть использованы различные типы микроскопов: от простейших биологических до самых совершенных. Качество получаемого изображения зависит от совершенства его оптических элементов — объектива и окуляра, степени устранения оптических погрешностей и исправления недостатков одного из них другим.

Оптическая система микроскопа дает увеличенное, но мнимое изображение. Действительное изображение в плоскости фотоматериала получают с помощью одной из следующих микрофотографических систем: с объективом микроскопа; объективом и окуляром микроскопа; объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры; объективом микроскопа и гомалью.

Микрофотографическая система с объективом микроскопа предназначена для получения небольших увеличений, когда требуется довольно значительная глубина резкости (см. рис. 124, а). Микроскоп без окуляра при этом служит обычным проекционным прибором и формирует изображение как и при макросъемке. Над его тубусом устанавливают фотокамеру без объектива, а общее увеличение зависит от расстояния до светочувствительного материала и рассчитывается по формуле:

где 160 — длина механического тубуса микроскопа; f — фокусное расстояние его объектива; R — расстояние до светочувствительного материала.

Рис. 124. Ход лучей в микрофотографических системах:

а — с объективом микроскопа; б— с объективом и окуляром микроскопа;

е — с объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры;

з — с объективом микроскопа и гомалью

С данной микрофотографической системой используются объективы с небольшим собственным увеличением или микроанастигматы. Сильные объективы (с большим собственным увеличением) имеют незначительную глубину резкости и малое предметное расстояние и не пригодны для микросъемки сравнительно крупных криминалистических объектов.

В микрофотографической системе с объективом и окуляром микроскопа действительное изображение на фотоматериале получают, помещая промежуточное перед фокусом окуляра (рис. 124, б). Эту операцию выполняют, увеличивая расстояние между объектом и объективом либо применяя специальные проекционные (фотографические) окуляры с подвижной глазной (верхней) линзой. Перемещая ее по винтовой резьбе в оправе, увеличивают фокусное расстояние окуляра, благодаря чему последний

выполняет роль второго объектива и проецирует действительное изображение в фокальной плоскости фотокамеры, устанавливаемой без объектива над микроскопом. Общее увеличение, формируемое этой микрофотографической системой, дополнительно изменяется с изменением расстояния до светочувствительного материала и выражается соотношением:

R У общ = Х/ об Л / ок—'

где V_o6 — увеличение объектива; V_0K—увеличение окуляра;

R — расстояние до светочувствительного материала; 250 — расстояние наилучшего видения.

Увеличение предметного расстояния изменяет расчетные параметры работы микрообъективов, ухудшает качество изображения. Поэтому при микросъемке особенно с сильными объективами предпочтительнее получать действительное изображение, применяя проекционные окуляры.

Микрофотографическая система с объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры работает в режиме визуального наблюдения, а над окуляром микроскопа устанавливают фотокамеру с объективом, сфокусированным на бесконечность (рис. 124, в). Как и хрусталик глаза, он формирует действительное изображение, но только в фокальной плоскости фотокамеры. Получаемое увеличение составляет величину, равную:

f V o6lm =V o6 V ok— .

где V₀6 — увеличение объектива; Vok — увеличение окуляра;

f — фокусное расстояние объектива фотокамеры; 250 — расстояние наилучшего видения.

тает, как и при макросъемке, что учитывается при подсчете общего увеличения:

f R У общ* об' ок '^'^'

При наведении на резкость поверхность передней линзы объектива фотокамеры устанавлирают в глазной точке. С увеличением растяжения меха камеры изображение дополнительно фокусируют за счет незначительного перемещения объектива микроскопа относительно объекта.

МикрофотографическаИ система с объективом микроскопа и гомалью (отрицательной системой линз). В этом случае первичное изображение отсутствует, а увеличенное гомалью изображение проецируется на матовое стекло визира или светочувствительный материал (рис. 124, г). Гомали дают изображение высокого качества благодаря способности выравнивать кривизну поля изображения. Однако их применение ограничено микрофотоуста-новками типа ФМН_% металлографическими и некоторыми другими микроскопами. Увеличение, создаваемое данной микросистемой, находят из следующего выражения:

где R — растяжение меха фотокамеры; f_r — фокусное расстояние гомали.

Микрофотография– это метод исследовательской фотографии, позволяющий получать изображения объектов, невидимых обычным зрением, при помощи оптической системы микроскопа. В криминалистике микрофотография позволяет сравнивать, анализировать и сопоставлять документально фиксированные на фотоматериале мельчайшие детали объектов, находить связь между ними. Сравнительное исследование при помощи микрофотографии широко используется при проведении трасологических, баллистических экспертиз, в техническом исследовании документов. С помощью микрофотографии фиксируют и сравнивают невидимые глазом детали в следах орудий взлома и инструментов, следы частей оружия на пулях и гильзах; сопоставляют структуру волокон тканей, бумаги, объектов биологического происхождения, микрочастиц веществ и лакокрасочных покрытий; изучают участки документов, подвергшихся изменениям, микроструктуру металлов и сплавов, фотоматериалов, фотографических изображений и т. п.

Микрофотографические системы составляют микроскоп – как оптический прибор, формирующий оптическое изображение, и фотокамера, являющаяся средством его регистрации.

Микрофотографическая система с объективом микроскопапредназначена для получения небольших увеличений, когда требуется довольно значительная глубина резкости .Микроскоп без окуляра при этом служит обычным проекционным прибором и формирует изображение, как и при макросъемке. Над его тубусом устанавливают фотокамеру без объектива, а общее увеличение зависит от расстояния до светочувствительного материала

В микрофотографической системе с объективом и окуляром микроскопадействительное изображение на фотоматериале получают, помещая промежуточное перед фокусом окуляра. Эту операцию выполняют, увеличивая расстояние между объектом и объективом либо применяя специальные фотографические окуляры с подвижной глазной (верхней) линзой.

Микрофотографическая система с объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры работает в режиме визуального наблюдения, а над окуляром микроскопа устанавливают фотокамеру с объективом, сфокусированным на бесконечность. Как и хрусталик глаза, он формирует действительное изображение, но только в фокальной плоскости фотокамеры.

Микрофотографическая система с объективом микроскопа и гомалью (отрицательной системой линз). В этом случае первичное изображение отсутствует, а увеличенное гомалью изображение проецируется на матовое стекло визира или светочувствительный материал . Гомали дают изображение высокого качества благодаря способности выравнивать кривизну поля изображения.

При микросъемке используют различные типы фотокамер:

Малоформатные камеры

Фотокамеры с постоянным расстоянием до светочувствительного материала представляют Фотокамеры с раздвижным мехом

Фотокамеры универсальных микрофотоустановок

Контраст и резкость фотографируемых при больших увеличениях микрообъектов зависят от вида и характеристик используемой осветительной системы:

Микроосветители. Микрофотографические системы освещения включают в себя осветительный прибор с источником света, коллекторную линзу с ирисовой диафрагмой и светофильтры.

БИЛЕТ №18

Вопрос 35. Фотографические методы исследования в ультрафиолетовой зоне спектра (объекты, используемая аппаратура, фотопринадлежности, источники освещения и схема их расположения, особенности выбора экспозиционных параметров, техника безопасности при работе с источниками ультрафиолетового освещения).

УФ-фотография объединяет методы выявления особенностей объектов, не воспринимаемых зрением, при их исследовании в УФ- зоне спектра. Ее применяют для обнаружения и фиксации следов биологического происхождения; восстановления содержания документов, утративших свой первоначальный вид в результате старения, травления, смывания записей; установления различий в свойствах чернил, бумаги и других материалов. объекты

Источники УФ-излучения. УФ-излучение генерируют как естественные, так и искусственные источники света. Солнце, имея в своем спектре мощное ультрафиолетовое излучение, не используется при проведении исследований, поскольку излучение с длиной волны до 290 нм существенно ослабляется атмосферой. В лабораторных условиях применяют искусственные источники УФ-лучей: электрические дуги, газоразрядные (ртутно-кварцевые, импульсные) и люминесцентные лампы. Угольные электрические дуги применяются крайне редко из-за их конструктивных недостатков (непостоянство излучения, большое выделение тепла, необходимость постоянного контроля за горением).Для криминалистических исследований наиболее удобны ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы. В криминалистических лабораториях широкое применение находят и малогабаритные источники ультрафиолетового излучения, например, портативный осветитель ОЛД-41. Внутренняя поверхность колб ламп данных осветителей покрыта люминофором, что позволяет получать интенсивное излучение в длинноволновой части ультрафиолетового спектра.

Светофильтры для ультрафиолетовой фотографии делят на две группы: выделяющие определенную зону УФ-спектра и заградительные – поглощающие УФ-лучи. Первые необходимы для любых исследований в УФ-области спектра и устанавливаются перед осветителем; вторые используются при регистрации видимой люминесценции, возбужденной УФ-лучами, и устанавливают перед объективом. Кроме стеклянных для выделения УФ-зоны спектра применяют твердые и жидкостные светофильтры. Твердым светофильтром является пластинка кварцевого стекла с нанесенным на его поверхность тонким слоем металлического серебра. Он пропускает ультрафиолет в области до 315 нм. Для выделения более длинноволнового излучения (от 280 нм) используют тонкое органическое стекло.

Фотографирование в отраженных УФ-лучах дает возможность выявлять различия в отражательной способности участков объекта, подвергавшихся и не подвергавшихся травлению, смыванию; выцветшие записи, следы биологического происхождения, горюче-смазочных материалов, неразличимые при естественном свете.

ТБ при работе с УФ.

Методы защиты от негативного влияния ультрафиолета подразделяются на:

При этом широкое применение нашли следующие способы предохранения:рациональное расположение рабочих мест;удаление персонала от источников ультрафиолетового излучения на безопасное расстояние;экранирование;окрашивание помещений предохранительными красками;использование защитных мазей и паст.

Индивидуальные средства предохранения от негативного воздействия ультрафиолетового излучения включают:специальную одежду и обувь;защитные каски и очки;рукавицы;щитки. При длительном нахождении под воздействием ультрафиолета специалисты рекомендуют использовать дополнительную защиту кожи. Наилучшую оценку получили кремы и мази, содержащие салицилово-метиловый эфир или салол. Эти компоненты являются своеобразными светофильтрами для излучения.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

МИКРОФОТОГРАФИЯ - получение при помощи микроскопа и микрофотографической камеры сильно увеличенных фотографических изображений объектов, не видимых невооруженным глазом.

Техника микрофотографирования заключается в следующем.

Объект микрофотографирования на предметном столике микроскопа равномерно и интенсивно освещают при помощи источника света (дуговой лампы, проекционной лампы, точечной лампы и др.), зеркала и конденсора микроокопа.

Оптическая система микроскопа - объектив и окуляр - служит для проицирования прямого и действительного изображения микроскопического объекта на зеркальное или матовое стекло микрофотокамеры. Необходимая для микрофотографирования степень общего увеличения зависит от увеличения объектива и окуляра и от растяжения камеры. Для неокрашенных объектов, например эмульсионных зерен галоидного серебра, для микросъемки применяют ахроматические объективы и обычные окуляры Гюйгенса. Фотографирование проводят обычно в лучах какой-либо сравнительно узкой спектральной зоны, выделяемой светофильтрами для микрофотографии.

При фотографировании объективами-ахроматами, для уменьшения влияния аберраций, наводить изображение по матовому стеклу на резкость необходимо с тем светофильтром, с которым будет проводиться микрофотографирование. Для съемки окрашенных объектов, например окрашенных биологических и гистологических препаратов, применяют апохроматические объективы с компенсационными окулярами, исправленными в отношении хроматической аберрации.

Для микрофотографирования применяют специальные насадки "МФН-1" с фотокамерами (9х12, 6х9 или 2,4х3,б см), прикрепляемые непосредственно на тубус обычного микроскопа (рис.), и большие специализированные микрофотографические установки (13х18 и 18х24). Для микрофотографирования непрозрачных объектов (шлифов, металлов, минералов) существуют специальные металлографические микрофотоустансвки с микроскопами для съемки в отраженном свете.

Вследствие невысокого контраста микроскопических объектов для микрофотографии применяют ортохроматические и панхроматические фотоматериалы с повышенной контрастностью.

Важную роль в отношении выделения необходимых деталей при микросъемке играет подбор необходимых контрастирующих светофильтров.

Применение обычного светового микроскопа позволяет получать увеличение объекта при микрофотографировании до 3-3,5 тысяч раз. Значительно большая степень увеличения при микросъемке может быть полу чена с применением электронного микроскопа.

Многие жанры фотографии связанны с построением изображения на плоскости. Журналы, фотокниги, а так же фотовыставки, представляют продукцию профессиональной фотографии. Это съемка портретов, пейзажей, объектов архитектуры, интерьеров, натюрмортов, жанровых сюжетов. Среди них и микрофотография. Так что такое мир микрофотографии?

Актуальность нашего исследования заключается в том, что с помощью изучения микрофотографии, мы можем раскрыть тайны микромира.

Вложение	Размер
proekt_mikromir_proekt_kachaylo.doc2_.doc	146 КБ

Предварительный просмотр:

Педагог доп. образования

Качайло Валерия Евгеньевна

г. Трехгорный МБОУ ДОД "ЦДТ"

Объектом исследования стала микрофотография.

Предмет исследования – возможность использования технологии микрофотосъёмки в науке и фотоискусстве.

Цель исследования: изучить технологию создания микрофотографий.

Экспериментальный: проведение эксперимента

Гипотеза: мы предполагаем, что разработка технологиии микрофотографирования позволяет создать и использовать технологическую карту ( полезную модель) в обучающем процессе.

- Найти изучить и пронализировать информацию о микрофотографии;

- Рассмотреть принцип фотосъёмки с помощью микроскопа М-9;

- Определить оптимальные варианты освещения при микросъёмке;

-Провести анализ микрофотосъёмки с различными вариантами освещения (светлопольное, тёмнопольное);

Методы: теоретический- сбор, обработка и анализ информации.

Микромир это тайные миры чрезвычайно крупных планов. Некоторые объекты с помощью электронного микроскопа могут быть увеличены в миллионы раз. Уловленный кадр природы, становится экспонатом выставок наравне с произведениями художественной фотографии.

С изобретением цифровой фотографии фотообъектив служит исследующим инструментом, проникающим в мир неизвестного. От фотографирования с увеличением в десять, сто раз современные технологии позволили перейти к съемке с увеличением в миллионы раз.

Глава 2. Технология изготовления микрофотоснимков

Чтобы изучить технологию создания микрофотоизображения мы провели исследовательскую работу в ходе, которой решались следующие задачи: изучалась и анализировалась информация о микрофотографии; рассматривался вопрос создания микроизображения с различными вариантами освещения, использования при фотосъемке. Для проведения эксперимента нами было использавано следующее оборудование: цифровая зеркальная фотокамера, микроскоп – М-9, осветительное оборудование, фотоштатив.

Технология изготовления микрофотоснимков

Микроскоп – сложная оптическая система, которая предназначена для исследования мельчайших веществ и организмов. Объектив микроскопа даёт действительное, обратное и увеличенное изображение. Это изображение является первичным в микроскопе, т. к. оно образованно объективом без участия окуляра.

При микрофотосъёмке необходима устойчивость всей установки, так как при увеличении снимка сдвиги изображения, нерезкость более заметна. Фотокамеру установили над окуляром микроскопа. Наводку на резкость произвели, изменяя расстояние между объектом микросъёмки и фронтальной линзой объектива микроскопа при помощи микрометрического винта.

Источники освещения при микрофотосъёмке. Свет, достигающий образца, должен быть ярким, такое освещение позволяет получить изображение с максимальной резкостью.

Для выявления наиболее оптимальных вариантов съёмки мы провели эксперименты по созданию микрофотоизображений. Разработали технологическую карту.

Существуют несколько способов микрофотосъёмки:

- Освещение по методу тёмного поля,

Эксперимент № 1. Создание микрофотоизображения с освещением по методу светлого поля

В ходе эксперимента для микрофотосъёмки мы использовали наборы готовых препаратов для микроскопа, образцы, предметные стёкла, покровные стёкла.

При центральном освещении , свет падает на объект снизу вверх параллельно оптической оси, попадает в объектив, проходя через прозрачный объект.

В качестве осветителя использовали линзовый осветительный прибор, дающий направленный и фокусирующий пучок света – диодный фонарик.

При микрофотосъёмке замер экспозиции проводился TTL-системой фотокамеры через объектив. Также использовался метод экспозиционной вилки: фотосъёмка с выдержками с разницей на одно деление. Апертура диафрагмы на объективе микроскопа постоянна.

Читайте также: