Основной деталью, отличающей рудный микроскоп от петрографического, является опак-иллюминатор (рефлектор) (рис. 2.7). Учитывая равенство угла падения и угла отражения, можно сказать, что источник освещения объекта должен находиться над препаратом. Опак-иллюминатор устанавливается между нижним торцом тубуса и объективом, именно с его помощью свету придается вертикальное направление, и он падает на полированную поверхность образца. Существует два типа опак-иллюминаторов: призматический и пластинковый. Призматический опак-иллюминатор представляет собой призму полного внутреннего отражения (рис. 2.7а). Потери падающего света в этом случае отсутствуют. Но апертура используется только наполовину, в результате чего происходит снижение четкости изображения. Пластинковый опак-иллюминатор представляет собой тонкое стекло, ориентированное под углом 45o к оси микроскопа (рис. 2.7б). Падающий на стекло свет частично отражается, частично пропускается и поглощается тубусом. На обратном пути опять часть лучей отражается, а часть уходит к окуляру. Для пластинкового опак-иллюминатора свойственно ослабление света, но рабочее отверстие объектива полностью открыто, и апертура используется полностью.
Рис. 2.7. Системы опак-иллюминаторов. По [Юшко, 1984].
а) система устройства опак-иллюминатора по Нишетту, 1 – призма; б) система устройства опак-иллюминатора по Бекке, 2 – стеклянная пластинка.
Опак-иллюминатор снабжается специально рассчитанным осветителем (рис. 2.8), в конструкцию которого входят лампа (1), коллекторная линза (2), апертурная диафрагма осветителя (3), полевая диафрагма осветителя (5), линза осветителя (6). Для специальных наблюдений в схему осветителя могут быть добавлены поляризатор (4), светофильтры.
Рис. 2.8. Схематическое строение осветителя. По [Воган, Крейг, 1983].
1 – лампа, 2 – коллекторная линза, 3 – апертурная диафрагма осветителя, 4 – поляризатор, 5 – полевая диафрагма осветителя, 6 – линза осветителя, 7 – рефлектор.
Для правильного освещения аншлифа необходимо, чтобы изображение апертурной диафрагмы осветителя проецировалось непосредственно над объективом микроскопа (так называемом, зрачке объектива), а изображение диафрагмы поля зрения – в плоскости объекта.
В этом заключается классический способ освещения по Келеру, который был предложен в1893 г. и используется до настоящего времени. Проекции диафрагм создаются с помощью линз, помещаемых между источником света и отклоняющим приспособлением. Апертурная диафрагма регулирует освещенность путем изменения апертуры (отверстного угла). При регулировании отверстия апертурной диафрагмы нужно иметь в виду, что чрезмерно закрытая диафрагма снизит разрешающую способность объектива. Полностью открытая диафрагма дает размытое изображение объекта вследствие наложения световой вуали. Особенно важна регулировка при использовании пластинкового опак-иллюминатора при больших увеличениях, микрофотографии, а также скрещенных николях. Диафрагма поля зрения служит для ограничения поля зрения. Сила освещения и разрешающая способность не зависит от положения диафрагмы, но при этом увеличивается контрастность.
Обычными источниками света, используемыми в световой микроскопии, являются лампы накаливания, реже используются газоразрядные лампы (ХВО). Различные типы источников света отличаются друг от друга не только интенсивностью, но и своими спектральными характеристиками (рис. 2.9).
Рис. 2.9 Спектры излучения обычных источников.
При характеристике источников света важным параметром является цветовая температура. Этот параметр используется для приближенного описания относительного распределения интенсивности в видимой области спектра излучения тел, мало отличающихся от серых тел. Цветовая температура вольфрамовой нити накаливания варьирует от 2850 K у ламп 6 В/15 Вт до 3300 K у галогенных ламп 12 В/100 Вт. Это намного ниже цветовой температуры (6100 K) ксеноновых газоразрядных ламп. Если применять лампы накаливания без фильтров, то это приводит к смещению окрасок, наблюдаемых под микроскопом, в сторону желтого и красного цветов. Знание цветовой температуры источника важно при микрофотографировании, а также при количественных измерениях цвета, так как наблюдаемая окраска есть функция источника. Ртутные лампы высокого давления дают очень интенсивный свет с высокой долей УФ-излучения. Кроме того, спектр таких ламп дискретный, излучаемая световая энергия концентрируется при линиях ртути. При работе с такими лампами следует быть осторожным: не следует смотреть на прямой интенсивный свет и подвергать кожу прямому излучению.