В зависимости от степени коррекции различают примерно три категории объективов для микроскопов: ахроматы, флюориты и апохроматы. Ахроматы исправляют хроматическую аберрацию для двух цветов, флюориты - для трех, а апохроматы - для четырех. Апохроматы имеют самый высокий уровень коррекции, поэтому с их помощью можно достичь самого высокого разрешения.
Ахроматы часто рассматриваются как второсортные объективы, менее подходящие для фотографии, что является распространенным заблуждением. На мой взгляд, есть место для всех трех категорий объективов, и объективы с лучшей коррекцией не всегда могут заменить ахроматы. Во многих случаях контраст и глубина резкости будут лучше у ахроматов по сравнению с объективами с более высокой коррекцией. Чем больше числовая апертура (NA) объектива, тем выше разрешающая способность и меньше глубина резкости. Толстые предметные стекла часто не выигрывают от использования апохроматов с высокой NA. Я часто вижу изображения, сделанные с апохроматами, которые разочаровывают из-за ограниченной глубины резкости. Использование ахромата в таких случаях позволило бы получить более полное представление об объекте. Полезно подумать о том, какой тип объектива нужен объекту. Что важнее - глубина резкости или разрешающая способность?
В следующих примерах я покажу несколько сравнений между различными классами объективов. Очевидно, что хорошие фотографии можно делать и с обычными ахроматами. Указанные номера соответствуют объективам, изображенным на рисунке внизу этой страницы.
Для получения обзорного изображения листа Ceratophyllum ахромат Zeiss-Winkel 10/0,25 (A, № 1) так же хорош, как и Carl Zeiss Neofluar 10/0,30 (B, № 2). Ахромат дает немного большую глубину резкости, что улучшает общее впечатление от этого объекта.
Cosmarium, сфотографированный с помощью ахромата Zeiss-Winkel 40/0,65 (слева, № 3) и апохромата Carl Zeiss 40/1,0 (справа, № 4).
Arcella, сфотографированная с ахроматом Zeiss-Winkel 40/0,65 (слева, № 3) и апохроматом Carl Zeiss 40/1,0 (справа, № 4).
Филаментозные водоросли сфотографированы с помощью ахромата Zeiss-Winkel 40/0,65 (слева, № 3) и апохромата Carl Zeiss 40/1,0 (справа, № 4).
Ниже приводится сравнение двух совершенно разных объективов: безымянного водопогружного ахромата 63/0,85 и Carl Zeiss Neofluar 63/0,9. 37-мм водопогружной объектив был закреплен на старом сером подковообразном штативе Euromex. Превосходя все ожидания, этот объектив оказался на вес золота, поскольку водная иммерсия может применяться при числовой апертуре 0,85. Таким образом, объектив гораздо менее чувствителен к отклонениям в толщине покровного стекла. В результате получается изображение с высоким контрастом. Объектив Neofluar 63/0,9 оснащен корректирующей манжетой для регулировки толщины покровного стекла. Подобные сухие объективы с высокой NA мне не нравятся: приходится постоянно корректировать покровное стекло, и если это сделать неправильно, то изображение будет испорчено.
Разрез Pleurosigma angulatum, сфотографированный с помощью ахромата WI 63/0,85 (A, № 5) и Carl Zeiss Neofluar 63/0,90 (B, № 6). Контраст на снимке А несколько лучше.
Темнопольное изображение Stauroneis, сфотографированное с помощью ахромата Leitz 25/0,50 (A, № 7) и планапохромата Leitz 25/0,65 (B, № 8). Справа: Pinnularia с ахроматом Leitz 25/0,50 (C) и планапохроматом Leitz 25/0,65 (D). При использовании ахромата видна большая хроматическая аберрация, но глубина резкости лучше. Кроме того, на изображении темного поля, полученном с помощью планапохромата, заметен больший блик; более высокая диафрагма часто дает меньшие результаты в темном поле.
Смесь различных типов пыльцевых зерен, сфотографированных с помощью ахромата Leitz 25/0,50 (слева, № 7) и планапохромата Leitz 25/0,65 (справа, № 8). Изображение справа более качественное, но спорно, какое из них дает лучшее субъективное впечатление. За счет большей глубины резкости ахромата границы пыльцевых зерен более четкие.
Темнопольные изображения Pleurosigma angulatum. Leitz 25/0,50 (верхнее изображение, № 7) и Leitz Planapo 25/0,65 (нижнее изображение, № 8). Синий цвет на верхнем снимке вызван интерференцией и виден только при использовании ахромата. Должен сказать, что в темном поле на этот синий цвет приятно смотреть. Конечно, структура лучше видна при использовании планапохромата.
Arachnoidiscus ornatus сфотографирован с помощью Zeiss-Winkel 25/0,45 (слева, № 9) и Carl Zeiss Neofluar 25/0,60 (справа, № 10). Разница в разрешении заметна: детали более четкие у Neofluar.
Arachnoidiscus ornatus сфотографирован с помощью Leitz EF 25/0.50 (слева) и Leitz NPL Fluotar 25/0.55 (справа). Разница здесь очень тонкая и не такая четкая, как на предыдущем снимке, в том числе из-за минимальной разницы в диафрагме между двумя объективами. Изображение, полученное с помощью EF 25/0,50, более контрастно.
Мох, сфотографированный при круговом косом освещении от конденсора Гейне. A: Leitz 25/0,50 (№ 7). B: Leitz Planapo 25/0,65 (№ 8). Видно, что ахромат справляется с таким освещением данного образца гораздо лучше, чем планапохромат, который дает мешающее изображение.
Cosmarium сфотографирован с помощью ахромата Leitz 25/0,50 (слева, № 7) и Leitz Pl Apo 25/0,65 (справа, № 8).
Сравнение Leitz 25/0,50 (слева, № 7) и Leitz Pl Apo 25/0,65 (справа, № 8) при обычном яркопольном освещении. Структуры диатомовых водорослей лучше различимы при использовании планапо, в то время как при использовании ахромата наблюдается больший контраст и глубина резкости.
Тот же препарат, что и на предыдущем снимке, теперь сфотографированный в темнопольном освещении, создаваемом с помощью конденсора Гейне. Leitz 25/0,50 (слева, № 7) и Leitz Pl Apo 25/0,65 (справа, № 8). Некоторые детали более четкие в ахромате из-за большей глубины резкости.
Cladophora, покрытая различными цианобактериями. Слева: Leitz 25/0,50. Справа: Leitz Pl Apo 25/0,65. Изображение слева даёт более полное представление.
Два левых изображения: Oedogonium сфотографирован с ахроматом Zeiss-Winkel 40/0,65 (№ 13) и Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (№ 12). Два правых снимка: Pinnularia, сфотографированная с Zeiss-Winkel 40/0,65 (№ 13) и Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (№ 12).
Stauroneis, сфотографированный с помощью Carl Zeiss achromat 40/0,65 (слева, № 11) и Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (справа, № 12).
Cymbella, сфотографированная с ахроматом Zeiss-Winkel 40/0,65 (слева, № 3) и Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (справа, № 12). При просмотре изображения в уменьшенном размере детали лучше видны в ахромате.
Смесь различных водорослей, сфотографированных с помощью ахромата Zeiss-Winkel 40/0,65 (слева, № 13) и Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (справа, № 12). Цвета лучше у Neofluar, а ахромат обеспечивает большую глубину резкости.
Pleurosigma angulatum, сфотографированная при косом освещении. Слева: Zeiss-Winkel 40/0,65 (№ 13). Справа: Carl Zeiss Neofluar 40/0,75 (№ 12). Разрешение и цветокоррекция на обоих снимках сопоставимы. Лично мне кажется, что в ахромате структура видна немного лучше.
Нитчатые водоросли, сфотографированные при косом освещении с помощью Carl Zeiss Apo 40/1.0 (слева) и Zeiss-Winkel 40/0.65 (справа). Справа заметно больше глубина резкости, что позволяет лучше рассмотреть объект.
Приведенные ниже примеры показывают, что с помощью простых ахроматов можно получать достойные изображения.
Cymbella, сфотографирована с ахроматом Zeiss-Winkel 40/0,65 (№ 3).
Closterium, сфотографирован при косом освещении. Ахромат Carl Zeiss 40/0,65 (№ 11).
Объективы
Ниже приведены объективы, использованные для этих испытаний. Номера указаны с учетом предыдущих изображений.
1: Zeiss-Winkel 10/0.25
2: Carl Zeiss Neofluar 10/0.30
3: Zeiss-Winkel 40/0.65
4: Carl Zeiss Apo 40/1.0
5: WI 63 / 0.85, no-name
6: Carl Zeiss Neofluar 63/0.9
7: Leitz 25/0.50
8: Leitz Pl Apo 25/0.65
9: Zeiss-Winkel 25/0.45
10: Carl Zeiss Neofluar 25/0.60
11: Carl Zeiss 40/0.65
12: Carl Zeiss Neofluar 40/0.75
13: Zeiss-Winkel 40/0.65
Заключение
Ахроматы заслуживают более высокой оценки. Эти объективы являются хорошими универсальными объективами и вполне пригодны для микрофотографии. Мне кажется, что для визуальных наблюдений и фотографирования слишком часто выбирают объективы с лучшей коррекцией. В этом нет необходимости. Более того, в некоторых случаях изображение, полученное с помощью апохромата, будет даже разочаровывать, поскольку для рассматриваемого объекта требуется большая глубина резкости. Разрешение достигается за счет глубины резкости. А многие объекты лишены мелких деталей, которые оправдывают использование апохроматов с высоким NA. Ахроматы имеют более простую конструкцию и содержат меньше линз, чем, например, (плановые) апохроматы, что приводит к лучшему контрасту.
Найдутся микроскописты, использующие только объективы с наивысшей коррекцией и считающие ахроматы неполноценными. Однако используемые ими дорогие высококачественные объективы не являются гарантией хорошего изображения.
Показ микрофотографий людям, не имеющим никакого представления о микроскопии, может стать находкой. Они смотрят на эти изображения совсем другими глазами, чем опытный микроскопист. Мой опыт показывает, что в сравнительных тестах фотографии, сделанные с ахроматами, обычно выбираются как лучшие из-за большей глубины резкости, которая дает более четкие границы объектов и, следовательно, лучшее общее впечатление.
