Микроскопы Labor-Microscopes
Разработка и производство микроскопов
онлайн заказ   подобрать микроскоп
 +7 (812) 933-25-78
labomed@list.ru
Немного о нас

Фазовый контраст в проходящем свете

Фазовый контраст в проходящем свете
Рис. 1. Фазовый контраст в проходящем свете

Фазовый контраст представляет собой идеальный метод для тонких неокрашенных предметов, например, клеток на стекле, которые имеют в ядре высоту около 5–10 мкм, на периферии менее 1 мкм и почти не обладают поглощением в видимой области спектра. Глаз не распознает их в светлом или темном поле вследствие того, что имеются очень незначительные различия в показателе преломления между клетками и окружающим их водным раствором А, а также в пределах клеток между цитоплазмой В и ядром С (рис.1).

Фазовый контраст делает эти мельчайшие различия видимыми: он преобразует их в разность интенсивностей прошедшего и дифрагированного света. Оптический эффект, используемый при этом, заключается в смещении фазы в световом пучке. Световые волны при прохождении ядер клетки, цитоплазмы или воды двигаются с разными скоростями, т.к. показатель преломления этих сред незначительно отличается. Если показатель преломления одной среды выше, то скорость света в этой среде будет меньше. Следствием этого является то, что волна света, проходящая через ядро, догоняет с опозданием световые волны, которые проходят только через воду. Величина этого запаздывания называется смещением фазы. Волны до попадания в препарат находятся еще в фазе, а после прохождения через различные материалы – уже нет. Величина фазового смещения позади препарата зависит от того, через какие среды (показатели преломления) проходят волны на своем пути и какова длина пути в этих средах.

Метод фазового контраста
Рис. 2. Метод фазового контраста

Человеческий глаз не замечает смещения фазы в микроскопическом изображении. Он различает лишь разные интенсивности и цвета. Метод фазового контрастапреобразует фазовое смещение в значения серого. В конденсоре, подобно тому, как и в темном поле, вместо апертурной ирисовой диафрагмы ставится кольцевая диафрагма 1, которая через конденсорную оптику 2 освещает препарат 3 (рис.2). Весь пучок света поступает в объектив 4 и в зрачке 5 объектива создается изображение кольцевой диафрагмы 1. В этом месте объектива находится нанесенное на стекло "фазовое кольцо", выполняющее две функции: во-первых, оно гасит сильный прямой свет, поступающий из кольцевой диафрагмы конденсора, во-вторых, оно придает этому свету постоянное фазовое смещение.

Если в препарате содержатся такие объекты, как клетки и их ядра, то они отклоняют свет из прямого луча на новую траекторию 7. Этот свет не проходит через фазовое кольцо в объективе и, таким образом, не ослабляется и не задерживается. Все частичные лучи объединяются тубусной линзой 8 в промежуточном изображении 9. Там лучи, поступающие с различной задержкой, накладываются друг на друга и взаимно усиливаются или ослабляются в зависимости от положения фазы.

Ввиду того, что прямой луч сильно ослабляется посредством фазового кольца, значительно более слабый дифрагированный луч может оказывать влияние. Результатом таких интерференционных процессов в промежуточном изображении появляются светлые и темные места, которые и делают исследуемую клетку видимой для глаза.