Kép- és hangtechnika, 1961 (7. évfolyam, 1-6. szám)
1961-02-01 / 1. szám
Mikroszkópias észlelési módszerek összehasonlítása DR. BERNOLÁK KÁLMÁN, Optikai Kutató Laboratórium, Budapest Közismert tény, hogy egy adott tárgyról a mikroszkópban előálló kép nagyon különböző lehet a használt megvilágítási és észlelési módszer szerint. A legfontosabb ilyen módszerek : a közönséges centrális világos látóterű megvilágítás, a fáziskontraszt-eljárás, az egyoldalú ferde megvilágítás, az egyoldali sötét látóterű megvilágítás és ezek koherens, vagy inkoherens kombinációi. Az ugyancsak nagyon fontos interferenciás, polarizációs és fluoreszcenciás mikroszkópiára most nem térünk ki, de megvizsgáljuk, hogy az előzőleg említett módszerek milyen tárgyak vizsgálatára alkalmasak, a tárgy milyen tulajdonságairól és milyen formában nyújtanak felvilágosítást. A mikroszkopikus képalkotás optikai vonatkozásait kevésbé mélyen ismerő felhasználók részéről hallható az a megállapítás, hogy egyik, vagy másik módszer a tárgyat olyannak mutatja, amilyen az a valóságban. Hasonló megállapítás az, hogy egyik vagy másik módszer útján téves információt kapunk a tárgyról. Ezekkel a megállapításokkal szemben a helyes álláspont az, hogy mindegyik módszer a maga természete szerint nyújt információt a tárgyról, ha a módszert alaposan ismerjük, akkor a képből helyes információkat olvasunk ki, ha nem, akkor helytelen következtetésekre juthatunk. Mindegyik módszernek vannak olyan tulajdonságai, amelyek jól felhasználhatók, mindegyiknek megvan a maga alkalmazási területe, de egyik sem tekinthető minden szempontból egyedül alkalmas módszernek. Optikai rácsok képe Egy mikroszkopikus tárgy képében keletkező fényeloszlás matematikai kiszámítása nagyon bonyolult feladat. Ezért a különböző módszerekkel nyerhető kép fényeloszlásának kiszámításához matematikailag egyszerű mikroszkopikus tárgyat, egyszerűsítő feltételeket és közelítő számítási eljárásokat kell alkalmazni. Ennek megfelelően az eredmények is közelítőek és nem általánosak, tehát ha általános következtetéseket akarunk levonni, akkor kellő óvatossággal kell eljárnunk. . Tárgyként olyan optikai rácsokat alkalmazunk, amelyek ,jegy periódusuk egyik felében a fényt teljesen átengedik, a másik felében lehet abszorpciójuk is és a rajtuk átmenő fény fázisát is megváltoztathatják. Egy rácsperiódus szélessége legyen 21r, ekkor a rács bármely x helyén a tárgyat jellemző / (x) függvény ilyen : / (x) = 1 ; — n < x < o / (z) = g -exp [icp] ; o < x ■*= n, ahol g a tárgy abszorpcióját, f pedig a fáziseltolódást jellemző állandó, o — g — 1; — n — f ^ n. A számítás módszere az Abbe által kidolgozott és Zernike által szélesebb körben alkalmazott ún. elemi módszer. Eszerint az objektív második gyújtósíkjában nyert elhajlási képek komplex amplitúdója : 71 1 r Cm = —— / (x) -exp [imx] da; (1) (m = 0, ±1, ±2) A tárgy x pontjának képében a komplex amplitúdó V (x) = 0 Cm *exp [— i m x], (2) m a fényintenzitás pedig a V (x) abszolút értékének a négyzetével arányos. Az egyes módszerek abban különböznek, hogy a (2) összegezésben, mely medrendű elhajlási képek vesznek részt, illetve a fáziskontraszt esetében a c-rendű tag i-vel szorzandó. Az 1., 2. és 3. ábra ilyen módon számított fényeloszlási görbéket ábrázol. Minden ábrán a rács egyetlen periódusának fényeloszlása látható, mégpedig a baloldali oszlopban kis apertúrájú, a jobboldali oszlopban végtelen nagy apertúrájú objektív esetén. Az A jel centrális világos látóterű megvilágítást, a P fáziskontrasztot, S ferde megvilágítást, C sötét látóterű ferde megvilágítást és K az utóbbi kettő inkoherens kombinációját jelenti. Az 1. ábrán gy 1, fr — 1r/4 abszorpció nélküli, tiszta fázistárgyat jelent. Világos látómezőben kis apertúra (Aj) mellett az élek sötétebbnek látszanak, nagy apertúra (A^) esetén semmit sem látunk. Báziskontraszttal már kis apertúrával (Pj) is a periódus baloldali része sok- £ 17 J— 71