Microscopul cu Contrast de Faza

Laborator 9Microscopul cu contrast de faza

Partile componente ale microscopului cu contrast de faza

Stereomicroscopul si microscopul optic compus sunt utilizate pentru divesre aplicatii in laboratorul de criminalistica. La fel ca si in cazul microscopului cu lumina polarizata, microscopul cu contrast de faza este utilizat pentru examinari speciale. Utilizand componente aditionale, microscopul cu contrast de faza permite detectarea unor caracteristici importante ale probelor.

Microscopul cu contrast de faza are urmatoarele componente:

sursa de lumina

condensor

masuta probei (platforma)

obiectiv

elementele/dispozitivele de aliniere

oculare

componente specifice :

inel de faza (phase annulus)

lama de faza (phase plate)

Lumina de la sursa de lumina trece in prima etapa prin condensor. In cazul microscopului cu contrast de faza condensorul difera de cel din cazul microscopului obisnuit prin aceea ca diafrgama de aparetura este inlocuita cu un inel de faza. Inelul de faza este un sistem centrabil care permite numai unui inel luminos sa treaca prin condensor (prin inel intelegandu-se o regiune transparenta delimitata de o raza minima si una maxima - a se vedea Figura 1 )

Figura 1 Inel de faza

Scopul inelului de faza este de a separa lumina in raze directe si raze difractate. Lumina ce a trecut prin specimen este din nou modificata de lama de faza. Lama de faza consta dintr un obiectiv standard care are atasat un inel dintr un material trasnaprent care intarzie lumina ce trece prin obiectiv. Aceasta este lumina care trece de inelul de faza. Aceasa intarziere de faza interfera disctructiv cu lumina directa si reduce amplitudinea acesteia. Lumina difractata de proba nu trece prin aces inel si prin urmare nu este afectata. Efectul luminii difractate consta in aceea ca se realizeaza o diferenta mare intre amplitudinile luminii ce a trecut direct si a luminii difractate de proba ceaa ce duce la un cobntrast crescut al imaginii.

Microscopia cu contrast de faza utilizeaza in general oculare si obiective ce furnizeaza o marire in domeniul 40X- 400X. Datorita maririi mari, campul vizual si adancimea campului sunt mici. Probele sunt analizate in lumina transmisa.

Principiul de functionare al Microscopului cu Contrast de FazaExista situatii in care microscopul obisnuit nu poate furniza un contrast satisfacator in cazul anumitor probe biologice (in special cele cu transparenta mare) sau in cazul unor probe foarte subtiri sau foarte mici transaparente daca indicele de refractie al probei este apropiat de cel al mediului de montare. Aceste probe sunt greu de observat cu microscopul obisnuit datorita faptului ca diferenta intre indicele de refractie al probei si al mediului de montare nu este suficient de mare pentru a furniza un contrast satisfacator. In aceste situatii este util microscopul cu contrast de faza.

Principiul de functionare al Microscopului cu Contrast de Faza are la baza diferenta dintre indiciele de refractie al mediului de imersie si al probei. Aceasta diferenta imbunatateste considerabil conrastul cu care este vazuta proba.

Pentru a explicarea functionarea microscopului cu contrast de faza trebuei pornit de la faptul ca probele transparente produc difractia luminii. Simultan cu difractia are loc si o intarziere a razelor ce strabat probele transaparente (o schimbare/diferenta de faza). Microscopul cu contrast de faza utilizeaza tocmai aceasta intarziere (schimbare de faza) transformand diferenta de faza in diferenta de amplitudine in campul vizual (in contrast). Acest contrast crescut face ca detaliile probei sa fie mai usor observabile. Microscopul obisnuit nu poate detecta aceasta diferenta de faza si tocmai din acest motiv nu poate fi folosit pentru vizualizarea acestui tip de probe.

Figura 2 Schema optica a unui microscop cu contrast de faza.

Partile ce sunt adaugate unui microscop cu contrast de faza (fata de un microscop obisinuit) sunt:

-inelul de faza

-lama (inelul) de faza (din planul focal imagine al obiectivului)

Inelul de faza de sub condensor separa lumina directa de lumina difractata. Aceasta se intmpla deoarece inelul de faza permite numai unei parti din fascicol sa treaca prin condesor si sa fie focalizat pe proba (si anume fascicolul ce trece prin inelul de faza). Dupa ce trece prin proba fascicolul este dirijat spre obiectiv si spre lama de faza. Un obiectiv cu lama de faza este un obiectiv standard cu un inel dintr-un material transparent ce intarzie lumina ce treac prin el aceasta lama de faza trebuie reglata astfel incat sa corespunda luminii ce trece prin inelul de faza. In planul focal al obiectivului lumina ce trece prin partea centrala este recombinata cu lumina ce trece pe la marginea probei. In continuare se produce o interferenta distructiva cu lumina directa ceea ce duce la o scadere a amplitudinii. Lumina difractata de proba nu trece prin acest inel si prin urmare amplitudinea ei nu este afectata. Interferenta produce astfel imagini in care proba apare cu contrast mai mai mare in raport cu fundalul ceaa ce face proba mai usor vizibila.

(a)

(b)Figura 3 Planul focal imagine al unui obiectiv cu contrast de faza (a). Inelul de faza (din dreptul condensorului) si lama de faza (din planul focal imagine al obiectivului) centrate corect si suprapuse (b).

Experiment: Familiarizarea cu microscopul cu contrast de faza

Obiective

1. analizarea componentelor microscopului cu contrast de faza.

2. utilizarea microscopului cu contrast de faza pentru determinarea indicelui de refractie.

Echipamente:

-microscop cu contrast de faza cu obiective de diferite mariri

-probe de sticla

-lame si lamele de microscop-uleiuri Cargille

Reglarea microscopului cu contrast de faza:

Ajustati pozitia corecta a inelului de faza situat sub condensor cu ajutorul surubului atasat sistemului condensor (figura 4).

Inelul de faza trebuie centrat astfel incat sa se formeze imaginea inelului de faza in planul focal imagine al obiectivului. Lama de faza este fixata de obiectiv (pozitia ei nu poate fi reglata). Microscopul este reglat corect atunci cand inelul de faza (din dreptul condensorului) si lama de faza (din planul focal imagine al obiectivului) sunt centrate corect si suprapuse.

(a)

(b)Figura 4 a) condensor special pentru microscopul cu contrast de faza; b) inel de fazaModul de operare cu microscopul cu contrast de faza1. -familiarizati-va cu microscopul cu contrast de faza.

2. -localizati si identificati fiecare parte componenta.

3. -plasati o proba pe masuta microscopului

4. -ajustati distanta interpupilara

5. -utilizand ocularul ne-ajustabil reglati pozitia masutei astfel incat sa vedeti imaginea clara a obiectului/probei

6. -reglati al doilea ocular (daca e necesar)

7. -reglati iluminarea Kohler

8. -localizati inelul de faza

9. -localizati lama de faza

Experiment1. -obtineti o proba de sticla si plasati-o pe o lama de sticla dupa care acoperiti-o cu o lamela.

2. -alegeti uleiul Cargille cu indice de refractie aproximativ egal cu cel al probei de sticla.

3. -plasati o picutara de ulei chiar langa lamela astfel incat uleiul sa fie absorbit sub lamela.

4. -plasati proba pe masuta si reglati astfel incat proba sa fie vizibila cat mai clar pozibil.

5. -verificati aliniametul corect al inelului de faza si al lamei de faza.

6. -observati proba urmarind linia Becke

7. -miscati pozitia masutei din reglajul fin astfel incat sa determinati sensul de deplasare al liniei Becke. (linia Becke se va deplasa spre spre mediul cu indice de refractie mai mare atunci cand proba este departata de obiectiv)

8. -schimbati uleiul Cargille folosit pana cand determinati indicele de refractie al probei de sticla.

ntrebri pentru ntocmirea raportului

1. Ce componente sunt specifice microscopului cu contrast de faza?

2. Numiti doua probe care sunt cel mai bine observabile cu ajutorul microscopului cu contrast de faza.In ce ar consta examinarea?

3. De ce microscopul cu contrast de faza este foarte util biologilor?

4. Dati un exemplu de utilizare a acestui microscop in analize criminalistice.

5. Explicati schema optica a microscopului cu contrast de faza

6. Numiti doua probe criminalistice care sunt cel mai bine observabile cu ajutorul microscopului cu contrast de faza.In ce ar consta examinarea?

7. Care ar fi avantajele si dezavantajele utilizarii acestui tip de microscop in analizele criminalistice?

PAGE 7