Εργαλεία ιστορία μικροσκοπίου γι 'αυτούς. Τύποι μικροσκοπίων: περιγραφή, κύρια χαρακτηριστικά, σκοπός
ΕρευναΠαρουσίαση με θέμα: «Τι είναι το μικροσκόπιο; » ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ: ΜΑΘΗΤΗΣ 2-Β ΤΑΞΗΣ HAMIDULLINA ELVINA ΕΠΙΣΚΕΨΗ: NIZAMOVA ELINA ZINAROVNA ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΗΜΟΤΙΚΟΥ ΣΧΟΛΕΙΟΥ
Στόχοι και στόχοι της έρευνάς μου Σκοπός: Να διερευνήσω τις δυνατότητες ενός μικροσκοπίου για διαβίωση και άψυχη φύση. Δημιουργήστε το δικό σας μικροσκόπιο. Εργασίες: 1. Μάθετε την ιστορία του μικροσκοπίου. 2. Μάθετε από τι κατασκευάζονται τα μικροσκόπια και τι μπορεί να είναι. 3. Διεξαγωγή πειραμάτων με ερευνητικά στοιχεία
Συνάφεια του έργου Δεν ενδιαφέρεται ένας από τους μαθητές για τη δομή όλης της ζωής στη Γη; Κάνουμε συνεχώς τις πιο δύσκολες ερωτήσεις σε μπαμπάδες, μαμάδες και δασκάλους στο σχολείο.
2. 1. Η ιστορία της δημιουργίας του μικροσκοπίου. Μικροσκόπιο (από τα ελληνικά - μικρό και βλέμμα) - μια οπτική συσκευή για τη λήψη μεγεθυσμένων εικόνων αντικειμένων αόρατων με γυμνό μάτι.
Η καθηγήτρια βιολογίας Svetlana Sergeevna είπε στα παιδιά με έναν πολύ ενδιαφέροντα τρόπο τι είναι το μικροσκόπιο και τι μπορεί να φανεί κοιτάζοντας μέσα σε αυτό.
2. 4. Δημιουργία του δικού σας μικροσκοπίου. Όταν αναζητούσαμε πληροφορίες για την ιστορία των μικροσκοπίων, ανακαλύψαμε σε ένα από τα site ότι μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας μικροσκόπιο από μια σταγόνα νερού. Και τότε αποφάσισα να προσπαθήσω να κάνω ένα πείραμα για να δημιουργήσω ένα τέτοιο μικροσκόπιο.
Δημιουργία μικροσκοπίου Για να το κάνετε αυτό, πάρτε χοντρό χαρτί, τρυπήστε το με μια χοντρή βελόνα και ρίξτε προσεκτικά μια σταγόνα νερό πάνω του. Το μικροσκόπιο είναι έτοιμο! Φέρτε αυτή τη σταγόνα στην εφημερίδα - τα γράμματα έχουν αυξηθεί. 
Συμπέρασμα Εξετάζοντας διάφορα αντικείμενα στο μικροσκόπιο, το άτομο μαθαίνει τη φύση της ίδιας της ζωής. Κατά την εκτέλεση αυτού του έργου, μάθαμε την ιστορία της δημιουργίας του πρώτου μικροσκοπίου και ποια χρησιμοποιούνται τώρα από τους ανθρώπους στο μοντέρνα ζωή. Βρήκαμε απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα στις εγκυκλοπαίδειες της σχολικής βιβλιοθήκης, καθώς και σε ιστότοπους του Διαδικτύου.
Ο όρος «μικροσκόπιο» έχει ελληνικές ρίζες. Αποτελείται από δύο λέξεις, οι οποίες στη μετάφραση σημαίνουν "μικρό" και "βλέμμα". Ο κύριος ρόλος του μικροσκοπίου είναι η χρήση του στην εξέταση πολύ μικρών αντικειμένων. Ταυτόχρονα, αυτή η συσκευή σας επιτρέπει να προσδιορίσετε το μέγεθος και το σχήμα, τη δομή και άλλα χαρακτηριστικά των σωμάτων που είναι αόρατα με γυμνό μάτι.
Ιστορία της δημιουργίας
Δεν υπάρχουν ακριβείς πληροφορίες για το ποιος ήταν ο εφευρέτης του μικροσκοπίου στην ιστορία. Σύμφωνα με ορισμένες πηγές, σχεδιάστηκε το 1590 από τον πατέρα και τον γιο του Janssen, μάστορα στην κατασκευή γυαλιών. Ένας άλλος υποψήφιος για τον τίτλο του εφευρέτη του μικροσκοπίου είναι ο Galileo Galilei. Το 1609, αυτοί οι επιστήμονες παρουσίασαν μια συσκευή με κοίλο και κυρτός φακόςσε δημόσια έκθεση στην Accademia dei Lincei.
Με τα χρόνια, το σύστημα για την προβολή μικροσκοπικών αντικειμένων έχει εξελιχθεί και βελτιωθεί. Ένα τεράστιο βήμα στην ιστορία του ήταν η εφεύρεση μιας απλής αχρωματικά ρυθμιζόμενης συσκευής δύο φακών. Αυτό το σύστημα εισήχθη από τον Ολλανδό Christian Huygens στα τέλη του 1600. Τα προσοφθάλμια αυτού του εφευρέτη εξακολουθούν να παράγονται σήμερα. Το μόνο τους μειονέκτημα είναι το ανεπαρκές εύρος του οπτικού πεδίου. Επιπλέον, σε σύγκριση με το σχεδιασμό των σύγχρονων συσκευών, τα προσοφθάλμια Huygens έχουν μια άβολη θέση για τα μάτια.
Ο Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), κατασκευαστής τέτοιων οργάνων, συνέβαλε ιδιαίτερα στην ιστορία του μικροσκοπίου. Ήταν αυτός που επέστησε την προσοχή των βιολόγων σε αυτή τη συσκευή. Ο Leeuwenhoek κατασκεύαζε προϊόντα μικρού μεγέθους εξοπλισμένα με ένα, αλλά πολύ δυνατός φακός. Δεν ήταν βολικό να χρησιμοποιηθούν τέτοιες συσκευές, αλλά δεν διπλασίασαν τα ελαττώματα της εικόνας που υπήρχαν στα σύνθετα μικροσκόπια. Οι εφευρέτες μπόρεσαν να διορθώσουν αυτό το μειονέκτημα μόνο μετά από 150 χρόνια. Παράλληλα με την ανάπτυξη της οπτικής, η ποιότητα της εικόνας στις σύνθετες συσκευές έχει βελτιωθεί.
Η βελτίωση των μικροσκοπίων συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Έτσι, το 2006, οι Γερμανοί επιστήμονες που εργάζονται στο Ινστιτούτο Βιοφυσικής Χημείας, Mariano Bossi και Stefan Hell, ανέπτυξαν το πιο πρόσφατο οπτικό μικροσκόπιο. Λόγω της δυνατότητας παρατήρησης αντικειμένων με διαστάσεις 10 nm και τρισδιάστατων εικόνων υψηλής ποιότητας 3D, η συσκευή ονομάστηκε νανοσκόπιο.
Ταξινόμηση μικροσκοπίου
Επί του παρόντος, υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία οργάνων που έχουν σχεδιαστεί για την εξέταση μικρών αντικειμένων. Η ομαδοποίησή τους βασίζεται σε διάφορες παραμέτρους. Αυτός μπορεί να είναι ο σκοπός ενός μικροσκοπίου ή αποδεκτός τρόποςφωτισμός, δομή που χρησιμοποιείται για τον οπτικό σχεδιασμό κ.λπ.
Αλλά, κατά κανόνα, οι κύριοι τύποι μικροσκοπίων ταξινομούνται σύμφωνα με την ανάλυση των μικροσωματιδίων που μπορούν να φανούν χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα. Σύμφωνα με αυτή τη διαίρεση, τα μικροσκόπια είναι:
- οπτικό (φως);
- ηλεκτρονικό
- ακτινογραφία;
- ανιχνευτές σάρωσης.
Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα μικροσκόπια είναι ελαφρού τύπου. Η μεγάλη ποικιλία τους διατίθεται στα καταστήματα οπτικών. Με τη βοήθεια τέτοιων συσκευών, επιλύονται τα κύρια καθήκοντα της μελέτης ενός αντικειμένου. Όλοι οι άλλοι τύποι μικροσκοπίων ταξινομούνται ως εξειδικευμένοι. Συνήθως χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο.
Κάθε ένας από τους παραπάνω τύπους συσκευών έχει τα δικά του υποείδη, τα οποία χρησιμοποιούνται σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Επιπλέον, σήμερα υπάρχει η ευκαιρία να αγοράσετε ένα σχολικό μικροσκόπιο (ή εκπαιδευτικό), το οποίο είναι ένα σύστημα επίπεδο εισόδου. Προσφέρεται σε καταναλωτές και επαγγελματικές συσκευές.
Εφαρμογή
Σε τι χρησιμεύει το μικροσκόπιο; Το ανθρώπινο μάτι, είναι ένα ειδικό οπτικό σύστημα βιολογικού τύπου, έχει ένα ορισμένο επίπεδο ανάλυσης. Με άλλα λόγια, υπάρχει η μικρότερη απόσταση μεταξύ των παρατηρούμενων αντικειμένων όταν μπορούν ακόμα να διακριθούν. Για κανονικό μάτιαυτή η ανάλυση είναι εντός 0,176 mm. Αλλά τα μεγέθη των περισσότερων ζώων και φυτικά κύτταρα, μικροοργανισμοί, κρύσταλλοι, μικροδομή κραμάτων, μέταλλα κ.λπ. είναι πολύ μικρότερες από αυτή την τιμή. Πώς να μελετήσετε και να παρατηρήσετε τέτοια αντικείμενα; Εδώ είναι όπου διάφοροι τύποι μικροσκοπίων έρχονται να βοηθήσουν τους ανθρώπους. Για παράδειγμα, οι συσκευές οπτικού τύπου καθιστούν δυνατή τη διάκριση δομών στις οποίες η απόσταση μεταξύ των στοιχείων είναι τουλάχιστον 0,20 μm.
Πώς κατασκευάζεται ένα μικροσκόπιο;
Η συσκευή με την οποία ανθρώπινο μάτιη εξέταση μικροσκοπικών αντικειμένων γίνεται διαθέσιμη, έχει δύο κύρια στοιχεία. Είναι ο φακός και το προσοφθάλμιο. Αυτά τα μέρη του μικροσκοπίου στερεώνονται σε έναν κινητό σωλήνα που βρίσκεται σε μεταλλική βάση. Διαθέτει επίσης πίνακα αντικειμένων.
Οι σύγχρονοι τύποι μικροσκοπίων είναι συνήθως εξοπλισμένοι με σύστημα φωτισμού. Αυτός είναι, συγκεκριμένα, ένας συμπυκνωτής με διάφραγμα ίριδας. Ένα υποχρεωτικό σετ μεγεθυντικών συσκευών είναι οι μικροβίδες και οι βίδες μακροεντολής, οι οποίες χρησιμεύουν για τη ρύθμιση της ευκρίνειας. Ο σχεδιασμός των μικροσκοπίων προβλέπει επίσης την παρουσία ενός συστήματος που ελέγχει τη θέση του συμπυκνωτή.
Τα εξειδικευμένα, πιο πολύπλοκα μικροσκόπια χρησιμοποιούν συχνά άλλα πρόσθετα συστήματακαι συσκευές.
Φακοί
Θα ήθελα να ξεκινήσω την περιγραφή του μικροσκοπίου με μια ιστορία για ένα από τα κύρια μέρη του, δηλαδή από τον φακό. Είναι ένα πολύπλοκο οπτικό σύστημα που αυξάνει το μέγεθος του εν λόγω αντικειμένου στο επίπεδο εικόνας. Ο σχεδιασμός των φακών περιλαμβάνει ένα ολόκληρο σύστημα όχι μόνο απλών φακών, αλλά και φακών κολλημένων σε δύο ή τρία κομμάτια.
Η πολυπλοκότητα ενός τέτοιου οπτικο-μηχανικού σχεδιασμού εξαρτάται από το εύρος των εργασιών που πρέπει να επιλυθούν από τη μία ή την άλλη συσκευή. Για παράδειγμα, στο πιο πολύπλοκο μικροσκόπιο, παρέχονται έως και δεκατέσσερις φακοί.
Ο φακός αποτελείται από το μπροστινό μέρος και τα συστήματα που τον ακολουθούν. Ποια είναι η βάση για τη δημιουργία μιας εικόνας της επιθυμητής ποιότητας, καθώς και για τον προσδιορισμό της κατάστασης λειτουργίας; Αυτός είναι ένας μπροστινός φακός ή το σύστημά τους. Τα επόμενα μέρη του φακού είναι απαραίτητα για την παροχή της απαιτούμενης μεγέθυνσης, εστιακό μήκοςκαι ποιότητα εικόνας. Ωστόσο, η υλοποίηση τέτοιων λειτουργιών είναι δυνατή μόνο σε συνδυασμό με έναν μπροστινό φακό. Αξίζει να αναφέρουμε ότι η σχεδίαση του επόμενου τμήματος επηρεάζει το μήκος του σωλήνα και το ύψος του φακού της συσκευής.
Προσοφθάλμιοι
Αυτά τα μέρη του μικροσκοπίου είναι ένα οπτικό σύστημα σχεδιασμένο να δημιουργεί την απαραίτητη μικροσκοπική εικόνα στην επιφάνεια του αμφιβληστροειδούς των ματιών του παρατηρητή. Οι προσοφθάλμιοι φακοί περιέχουν δύο ομάδες φακών. Το πιο κοντινό στο μάτι του ερευνητή ονομάζεται μάτι και το πιο απομακρυσμένο ονομάζεται πεδίο (με τη βοήθειά του ο φακός δημιουργεί μια εικόνα του υπό μελέτη αντικειμένου).
Σύστημα φωτισμού
Το μικροσκόπιο έχει πολύπλοκο σχεδιασμό διαφραγμάτων, καθρεφτών και φακών. Με τη βοήθειά του εξασφαλίζεται ομοιόμορφος φωτισμός του υπό μελέτη αντικειμένου. Στα πρώτα κιόλας μικροσκόπια αυτή τη λειτουργίαπραγματοποιήθηκε Καθώς βελτιώθηκαν τα οπτικά όργανα, άρχισαν να χρησιμοποιούν πρώτα επίπεδα και μετά κοίλα κάτοπτρα.
Με τη βοήθεια τέτοιων απλών λεπτομερειών, οι ακτίνες από τον ήλιο ή τις λάμπες κατευθύνονταν στο αντικείμενο μελέτης. ΣΕ σύγχρονα μικροσκόπιαπιο τέλειος. Αποτελείται από συμπυκνωτή και συλλέκτη.
Πίνακας θεμάτων
Μικροσκοπικά παρασκευάσματα που απαιτούν μελέτη τοποθετούνται σε επίπεδη επιφάνεια. Αυτός είναι ο πίνακας θεμάτων. Διαφορετικά είδηΤα μικροσκόπια μπορούν να έχουν αυτή την επιφάνεια σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε το αντικείμενο μελέτης να μετατρέπεται σε παρατηρητή οριζόντια, κατακόρυφα ή υπό μια ορισμένη γωνία.
Λειτουργική αρχή
Στην πρώτη οπτική συσκευή, το σύστημα φακών παρείχε μια αντίστροφη εικόνα μικροαντικειμένων. Αυτό επέτρεψε να δούμε τη δομή της ύλης και τις μικρότερες λεπτομέρειες που επρόκειτο να μελετηθούν. Η αρχή λειτουργίας ενός μικροσκοπίου φωτός σήμερα είναι παρόμοια με την εργασία που εκτελείται από ένα διαθλαστικό τηλεσκόπιο. Σε αυτή τη συσκευή, το φως διαθλάται καθώς περνά μέσα από το γυάλινο τμήμα.
Πώς να μοντέρνα μικροσκόπια φωτός? Αφού εισέλθει μια δέσμη ακτίνων φωτός στη συσκευή, μετατρέπονται σε παράλληλο ρεύμα. Μόνο τότε γίνεται η διάθλαση του φωτός στο προσοφθάλμιο, λόγω της οποίας αυξάνεται η εικόνα των μικροσκοπικών αντικειμένων. Περαιτέρω, αυτές οι πληροφορίες φθάνουν με τη μορφή που είναι απαραίτητη για τον παρατηρητή στο δικό του
Υποείδος μικροσκοπίων φωτός
Σύγχρονη ταξινόμηση:
1. Σύμφωνα με την κατηγορία πολυπλοκότητας για μικροσκόπιο έρευνας, εργασίας και σχολείου.
2. Σύμφωνα με το πεδίο εφαρμογής για χειρουργικό, βιολογικό και τεχνικό.
3. Ανά τύπο μικροσκοπίου για συσκευές ανακλώμενου και μεταδιδόμενου φωτός, επαφής φάσης, φωταύγειας και πόλωσης.
4. Στην κατεύθυνση της φωτεινής ροής προς ανεστραμμένη και άμεση.
Ηλεκτρονικά μικροσκόπια
Με τον καιρό, ένα όργανο σχεδιασμένο για την εξέταση μικροσκοπικών αντικειμένων γινόταν όλο και πιο τέλειο. Εμφανίστηκαν τέτοιοι τύποι μικροσκοπίων στα οποία χρησιμοποιήθηκε μια εντελώς διαφορετική αρχή λειτουργίας, ανεξάρτητη από τη διάθλαση του φωτός. Σε χρήση πιο πρόσφατους τύπουςσυσκευές που εμπλέκονται ηλεκτρόνια. Τέτοια συστήματα καθιστούν δυνατό να δούμε μεμονωμένα μέρη της ύλης τόσο μικρά που οι ακτίνες φωτός απλώς ρέουν γύρω τους.
Σε τι χρησιμεύει το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο; Χρησιμοποιείται για τη μελέτη της δομής των κυττάρων σε μοριακό και υποκυτταρικό επίπεδο. Επίσης, παρόμοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για τη μελέτη ιών.
Η συσκευή των ηλεκτρονικών μικροσκοπίων
Ποια είναι η βάση του έργου τις πιο πρόσφατες συσκευέςγια να δείτε μικροσκοπικά αντικείμενα; Σε τι διαφέρει ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο από ένα μικροσκόπιο φωτός; Υπάρχουν ομοιότητες μεταξύ τους;
Η αρχή της λειτουργίας ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου βασίζεται στις ιδιότητες που ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Η περιστροφική τους συμμετρία είναι ικανή να έχει επίδραση εστίασης στις δέσμες ηλεκτρονίων. Με βάση αυτό, μπορούμε να απαντήσουμε στην ερώτηση: "Πώς διαφέρει ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο από ένα μικροσκόπιο φωτός;" Σε αυτό, σε αντίθεση με μια οπτική συσκευή, δεν υπάρχουν φακοί. Ο ρόλος τους παίζεται από κατάλληλα υπολογισμένα μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδία. Δημιουργούνται από στροφές πηνίων από τις οποίες περνάει ρεύμα. Σε αυτήν την περίπτωση, τέτοια πεδία λειτουργούν παρόμοια.Όταν το ρεύμα αυξάνεται ή μειώνεται, η εστιακή απόσταση της συσκευής αλλάζει.
Όσο για το διάγραμμα κυκλώματος, για ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο είναι παρόμοιο με το διάγραμμα μιας φωτεινής συσκευής. Η μόνη διαφορά είναι ότι τα οπτικά στοιχεία αντικαθίστανται από ηλεκτρικά παρόμοια με αυτά.
Μια αύξηση σε ένα αντικείμενο στα ηλεκτρονικά μικροσκόπια συμβαίνει λόγω της διαδικασίας διάθλασης μιας δέσμης φωτός που διέρχεται από το αντικείμενο μελέτης. Σε διαφορετικές γωνίες, οι ακτίνες εισέρχονται στο επίπεδο του αντικειμενικού φακού, όπου λαμβάνει χώρα η πρώτη μεγέθυνση του δείγματος. Στη συνέχεια τα ηλεκτρόνια περνούν τον δρόμο προς τον ενδιάμεσο φακό. Σε αυτό υπάρχει μια ομαλή αλλαγή στην αύξηση του μεγέθους του αντικειμένου. Η τελική εικόνα του μελετημένου υλικού δίνεται από τον προβολικό φακό. Από αυτό, η εικόνα πέφτει σε μια φθορίζουσα οθόνη.
Τύποι ηλεκτρονικών μικροσκοπίων
Τα σύγχρονα είδη περιλαμβάνουν:
1. TEM, ή ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης.Σε αυτή τη διάταξη, μια εικόνα ενός πολύ λεπτού αντικειμένου, πάχους έως 0,1 μm, σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση μιας δέσμης ηλεκτρονίων με την υπό μελέτη ουσία και την επακόλουθη μεγέθυνσή της από μαγνητικούς φακούς που βρίσκονται στον αντικειμενικό φακό.
2. SEM, ή ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.Μια τέτοια συσκευή καθιστά δυνατή τη λήψη μιας εικόνας της επιφάνειας ενός αντικειμένου με υψηλή ανάλυση της τάξης πολλών νανομέτρων. Χρησιμοποιώντας πρόσθετες μέθοδοιένα τέτοιο μικροσκόπιο παρέχει πληροφορίες που βοηθούν στον προσδιορισμό χημική σύνθεσηεπιφανειακά στρώματα.
3. Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας ή STM.Με τη χρήση αυτής της συσκευής μετράται το ανάγλυφο αγώγιμων επιφανειών με υψηλή χωρική ανάλυση. Κατά τη διαδικασία εργασίας με STM, μια αιχμηρή μεταλλική βελόνα φέρεται στο υπό μελέτη αντικείμενο. Ταυτόχρονα, διατηρείται μια απόσταση λίγων μόνο angstroms. Στη συνέχεια, εφαρμόζεται ένα μικρό δυναμικό στη βελόνα, λόγω του οποίου προκύπτει ένα ρεύμα σήραγγας. Σε αυτή την περίπτωση, ο παρατηρητής λαμβάνει μια τρισδιάστατη εικόνα του υπό μελέτη αντικειμένου.
Μικροσκόπια Leeuwenhoek
Το 2002 εμφανίστηκε η Αμερική νέα εταιρείαασχολείται με την παραγωγή οπτικών οργάνων. Η γκάμα των προϊόντων της περιλαμβάνει μικροσκόπια, τηλεσκόπια και κιάλια. Όλες αυτές οι συσκευές διακρίνονται από υψηλή ποιότητα εικόνας.
Τα κεντρικά γραφεία και το τμήμα ανάπτυξης της εταιρείας βρίσκονται στις ΗΠΑ, στην πόλη Fremond (Καλιφόρνια). Αλλά όσον αφορά παραγωγική ικανότητατότε είναι στην Κίνα. Χάρη σε όλα αυτά, η εταιρεία προμηθεύει την αγορά με προηγμένα και υψηλής ποιότητας προϊόντα σε προσιτή τιμή.
Χρειάζεστε μικροσκόπιο; Ο Levenhuk θα προτείνει την απαιτούμενη επιλογή. Η γκάμα του οπτικού εξοπλισμού της εταιρείας περιλαμβάνει ψηφιακές και βιολογικές συσκευές για τη μεγέθυνση του υπό μελέτη αντικειμένου. Επιπλέον, στον αγοραστή προσφέρονται και μοντέλα σχεδιαστών, που εκτελούνται σε ποικιλία χρωμάτων.
Το μικροσκόπιο Levenhuk έχει εκτεταμένο λειτουργικότητα. Για παράδειγμα, μια συσκευή εκπαίδευσης αρχικού επιπέδου μπορεί να συνδεθεί σε έναν υπολογιστή και μπορεί επίσης να καταγράψει βίντεο από συνεχιζόμενη έρευνα. Το Levenhuk D2L είναι εξοπλισμένο με αυτή τη λειτουργία.
Η εταιρεία προσφέρει βιολογικά μικροσκόπια διαφορετικά επίπεδα. Αυτά και άλλα απλά μοντέλα, και καινοτομίες που θα ταιριάζουν σε επαγγελματίες.
Πιθανώς, ο καθένας από εμάς, τουλάχιστον μία φορά στη ζωή του, είχε την ευκαιρία να εργαστεί με μια τέτοια συσκευή ως μικροσκόπιο - κάποιοι στο σχολείο σε ένα μάθημα βιολογίας και κάποιοι, ίσως λόγω του επαγγέλματός τους. Με τη βοήθεια μικροσκοπίου, μπορούμε να παρατηρήσουμε τους μικρότερους ζωντανούς οργανισμούς, τα σωματίδια. Το μικροσκόπιο είναι ένα αρκετά περίπλοκο όργανο και, επιπλέον, έχει μακρά ιστορία, που θα είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε. Ας δούμε τι είναι το μικροσκόπιο;
Ορισμός
Η λέξη "μικροσκόπιο" προέρχεται από δύο ελληνικές λέξεις "micros" - "small", "skopeo" - "look". Δηλαδή, σκοπός αυτής της συσκευής είναι να εξετάζει μικρά αντικείμενα. Αν δώσεις περισσότερα ακριβής ορισμός, τότε το μικροσκόπιο είναι ένα οπτικό όργανο (με έναν ή περισσότερους φακούς) που χρησιμοποιείται για τη λήψη μεγεθυσμένων εικόνων ορισμένων αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι.
Για παράδειγμα, τα μικροσκόπια που χρησιμοποιούνται στα σημερινά σχολεία είναι ικανά να μεγεθύνουν 300-600 φορές, κάτι που είναι αρκετά για να δούμε ζωντανό κύτταρολεπτομερώς - μπορείτε να δείτε τα τοιχώματα του ίδιου του κυττάρου, το κενοτόπιο, τον πυρήνα του κ.λπ. Αλλά για όλα αυτά, πέρασε από μια μάλλον μακρά διαδρομή ανακαλύψεων, ακόμα και απογοητεύσεων.
Η ιστορία της ανακάλυψης του μικροσκοπίου
Ο ακριβής χρόνος ανοίγματος του μικροσκοπίου δεν έχει ακόμη εξακριβωθεί, αφού οι πρώτες συσκευές παρατήρησης μικρών αντικειμένων βρέθηκαν από αρχαιολόγους στο διαφορετικές εποχές. Έμοιαζαν με συνηθισμένο μεγεθυντικό φακό, ήταν δηλαδή ένας αμφίκυρτος φακός, δίνοντας μεγέθυνση εικόνας πολλές φορές. Θα διευκρινίσω ότι οι πρώτοι φακοί δεν ήταν κατασκευασμένοι από γυαλί, αλλά από κάποιο είδος διαφανούς πέτρας, επομένως δεν χρειάζεται να μιλάμε για ποιότητα εικόνας.
Στη συνέχεια, είχαν ήδη εφευρεθεί μικροσκόπια αποτελούμενα από δύο φακούς. Ο πρώτος φακός είναι ο φακός, απευθυνόταν στο υπό μελέτη αντικείμενο και ο δεύτερος φακός είναι ο προσοφθάλμιος φακός μέσα από τον οποίο κοίταξε ο παρατηρητής. Αλλά η εικόνα των αντικειμένων ήταν ακόμα έντονα παραμορφωμένη, λόγω έντονων σφαιρικών και χρωματικών αποκλίσεων - το φως διαθλόταν άνισα και εξαιτίας αυτού, η εικόνα ήταν ασαφής και έγχρωμη. Ωστόσο, ακόμα και τότε η μεγέθυνση του μικροσκοπίου ήταν αρκετές εκατοντάδες φορές, που είναι αρκετά.
Το σύστημα φακών στα μικροσκόπια ήταν σημαντικά πολύπλοκο μόλις στις αρχές του 19ου αιώνα, χάρη στην εργασία φυσικών όπως οι Amici, Fraunhofer και άλλοι.Ένα πολύπλοκο σύστημα που αποτελείται από συγκλίνοντες και αποκλίνοντες φακούς χρησιμοποιήθηκε ήδη στο σχεδιασμό του φακού. Επιπλέον, αυτοί οι φακοί ήταν ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙγυαλιά που αντισταθμίζουν ο ένας τις ελλείψεις του άλλου.
Το μικροσκόπιο ενός επιστήμονα από την Ολλανδία, του Leeuwenhoek, είχε ήδη έναν πίνακα αντικειμένων, όπου προστέθηκαν όλα τα αντικείμενα που μελετήθηκαν και υπήρχε επίσης μια βίδα που επέτρεπε την ομαλή μετακίνηση αυτού του πίνακα. Στη συνέχεια προστέθηκε ένας καθρέφτης - για καλύτερος φωτισμόςαντικείμενα.
Η δομή του μικροσκοπίου
Υπάρχουν απλά και σύνθετα μικροσκόπια. Ένα απλό μικροσκόπιο είναι ένα σύστημα ενιαίου φακού, ακριβώς όπως ένας κανονικός μεγεθυντικός φακός. Ένα πολύπλοκο μικροσκόπιο, από την άλλη πλευρά, συνδυάζει δύο απλούς φακούς.
Ένα σύνθετο μικροσκόπιο, κατά συνέπεια, δίνει μεγαλύτερη μεγέθυνση και, επιπλέον, έχει υψηλότερη ανάλυση. Είναι η παρουσία αυτής της ικανότητας (επίλυσης) που καθιστά δυνατή τη διάκριση των λεπτομερειών των δειγμάτων. Μια μεγεθυμένη εικόνα, όπου οι λεπτομέρειες δεν μπορούν να διακριθούν, θα μας δώσει μερικές χρήσιμες πληροφορίες.
Τα σύνθετα μικροσκόπια έχουν κυκλώματα δύο σταδίων. Ένα σύστημα φακού (αντικείμενο) φέρεται κοντά στο αντικείμενο - αυτό, με τη σειρά του, δημιουργεί μια αναλυμένη και μεγεθυμένη εικόνα του αντικειμένου. Στη συνέχεια, η εικόνα μεγεθύνεται ήδη από ένα άλλο σύστημα φακών (προσοφθάλμιο), τοποθετείται απευθείας, πιο κοντά στο μάτι του παρατηρητή. Αυτά τα 2 συστήματα φακών βρίσκονται στα απέναντι άκρα του σωλήνα μικροσκοπίου.
Σύγχρονα μικροσκόπια
Τα σύγχρονα μικροσκόπια μπορούν να δώσουν μια κολοσσιαία μεγέθυνση - έως και 1500-2000 φορές, ενώ η ποιότητα της εικόνας θα είναι εξαιρετική. Αρκετά δημοφιλή είναι και τα διόφθαλμα μικροσκόπια, στα οποία η εικόνα από έναν φακό χωρίζεται στα δύο, ενώ μπορείτε να την δείτε με δύο μάτια ταυτόχρονα (σε δύο προσοφθάλμιους φακούς). Αυτό σας επιτρέπει να διακρίνετε ακόμη καλύτερα οπτικά μικρές λεπτομέρειες. Τέτοια μικροσκόπια χρησιμοποιούνται συνήθως σε διάφορα εργαστήρια (συμπεριλαμβανομένων των ιατρικών) για έρευνα.
Ηλεκτρονικά μικροσκόπια
Τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μας βοηθούν να «δούμε» εικόνες μεμονωμένων ατόμων. Είναι αλήθεια ότι η λέξη "θεωρήστε" χρησιμοποιείται εδώ σχετικά, καθώς δεν κοιτάμε απευθείας με τα μάτια μας - η εικόνα του αντικειμένου εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της πιο περίπλοκης επεξεργασίας των δεδομένων που λαμβάνονται από τον υπολογιστή. Η συσκευή του μικροσκοπίου (ηλεκτρονικού) βασίζεται σε φυσικές αρχές, καθώς και η μέθοδος «αίσθησης» των επιφανειών των αντικειμένων με την πιο λεπτή βελόνα, στην οποία η άκρη έχει πάχος μόνο 1 άτομο.
Μικροσκόπια USB
Προς το παρόν, κατά την ανάπτυξη των ψηφιακών τεχνολογιών, κάθε άτομο μπορεί να αγοράσει ένα εξάρτημα φακού για τη φωτογραφική μηχανή του κινητό τηλέφωνοκαι τραβήξτε φωτογραφίες τυχόν μικροσκοπικών αντικειμένων. Υπάρχουν επίσης πολύ ισχυρά μικροσκόπια USB που, όταν συνδέονται με έναν οικιακό υπολογιστή, σας επιτρέπουν να προβάλετε την εικόνα που προκύπτει σε μια οθόνη. Οι περισσότερες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές έχουν τη δυνατότητα λήψης λήψεων macro, με τις οποίες μπορείτε να τραβήξετε φωτογραφίες από τα μικρότερα αντικείμενα. Και αν τοποθετήσετε έναν μικρό συγκλίνοντα φακό μπροστά από τον φακό της φωτογραφικής μηχανής σας, μπορείτε εύκολα να πάρετε μια μεγέθυνση φωτογραφίας έως και 500x.
Σήμερα, οι νέες τεχνολογίες βοηθούν να δούμε τι ήταν κυριολεκτικά απρόσιτο πριν από εκατό χρόνια. Μέρη του μικροσκοπίου βελτιώνονται συνεχώς σε όλη την ιστορία του και τώρα βλέπουμε το μικροσκόπιο ήδη στην τελική του μορφή. Αν και η επιστημονική πρόοδος δεν σταματάει και στο εγγύς μέλλον μπορεί να εμφανιστούν ακόμη πιο προηγμένα μοντέλα μικροσκοπίων.
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ
ένα οπτικό όργανο με έναν ή περισσότερους φακούς για τη λήψη μεγεθυμένων εικόνων αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Τα μικροσκόπια είναι απλά και πολύπλοκα. Ένα απλό μικροσκόπιο είναι το σύστημα ενός φακού. Ένας απλός μεγεθυντικός φακός μπορεί να θεωρηθεί απλό μικροσκόπιο - ένας επίπεδος-κυρτός φακός. Ένα σύνθετο μικροσκόπιο (συχνά αναφέρεται απλώς ως μικροσκόπιο) είναι ένας συνδυασμός δύο απλών. Ένα σύνθετο μικροσκόπιο δίνει μεγαλύτερη μεγέθυνση από ένα απλό και έχει υψηλότερη ανάλυση. Η ανάλυση είναι η ικανότητα διάκρισης των λεπτομερειών του δείγματος. Μια μεγεθυμένη εικόνα, στην οποία οι λεπτομέρειες είναι δυσδιάκριτες, δίνει λίγα ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. Το σύνθετο μικροσκόπιο έχει ένα σχήμα δύο σταδίων. Ένα σύστημα φακών, που ονομάζεται αντικειμενικός φακός, φέρεται κοντά στο δείγμα. δημιουργεί μια μεγεθυμένη και επιλυμένη εικόνα του αντικειμένου. Η εικόνα μεγεθύνεται περαιτέρω από ένα άλλο σύστημα φακών, που ονομάζεται προσοφθάλμιο, το οποίο τοποθετείται πιο κοντά στο μάτι του παρατηρητή. Αυτά τα δύο συστήματα φακών βρίσκονται στα απέναντι άκρα του σωλήνα.
Εργασία με μικροσκόπιο.Η εικόνα δείχνει ένα τυπικό βιολογικό μικροσκόπιο. Το τρίποδο σταντ κατασκευάζεται με τη μορφή βαρέως χυτού, συνήθως σχήματος πετάλου. Ένα στήριγμα σωλήνα είναι στερεωμένο σε αυτό σε μια άρθρωση, μεταφέροντας όλα τα άλλα μέρη του μικροσκοπίου. Ο σωλήνας, στον οποίο είναι τοποθετημένα τα συστήματα φακών, σας επιτρέπει να τα μετακινήσετε σε σχέση με το δείγμα για εστίαση. Ο φακός βρίσκεται στο κάτω άκρο του σωλήνα. Συνήθως, το μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με διάφορους αντικειμενικούς φακούς διαφορετικής μεγέθυνσης στον πυργίσκο, γεγονός που σας επιτρέπει να τους ρυθμίσετε σε θέση εργασίας στον οπτικό άξονα. Ο χειριστής, κατά την εξέταση ενός δείγματος, συνήθως ξεκινά με τον αντικειμενικό στόχο χαμηλότερης μεγέθυνσης και το ευρύτερο οπτικό πεδίο, βρίσκει τις λεπτομέρειες που ενδιαφέρουν και στη συνέχεια τις εξετάζει χρησιμοποιώντας έναν αντικειμενικό φακό υψηλής μεγέθυνσης. Ο προσοφθάλμιος είναι τοποθετημένος στο άκρο μιας αναδιπλούμενης βάσης (που σας επιτρέπει να αλλάξετε το μήκος του σωλήνα όταν είναι απαραίτητο). Ολόκληρος ο σωλήνας με τον αντικειμενικό φακό και τον προσοφθάλμιο φακό μπορεί να μετακινηθεί πάνω και κάτω για να εστιάσετε το μικροσκόπιο σε ευκρινή εστίαση. Το δείγμα λαμβάνεται συνήθως ως πολύ λεπτό διαφανές στρώμα ή τμήμα. Τοποθετείται σε μια ορθογώνια γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται γυάλινη τσουλήθρα, και καλύπτεται από πάνω με μια πιο λεπτή, μικρότερη γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται καλυπτρίδα. Το δείγμα είναι συχνά χρωματισμένο χημικάγια να αυξήσετε την αντίθεση. Η γυάλινη διαφάνεια τοποθετείται στη σκηνή έτσι ώστε το δείγμα να βρίσκεται πάνω από την κεντρική οπή της σκηνής. Η σκηνή είναι συνήθως εξοπλισμένη με μηχανισμό για ομαλή και ακριβή κίνηση του δείγματος στο οπτικό πεδίο. Κάτω από το στάδιο του αντικειμένου βρίσκεται η θήκη του τρίτου συστήματος φακών - ο συμπυκνωτής, ο οποίος συγκεντρώνει το φως στο δείγμα. Μπορεί να υπάρχουν αρκετοί συμπυκνωτές και ένα διάφραγμα ίριδας βρίσκεται εδώ για τη ρύθμιση του ανοίγματος. Ακόμη χαμηλότερα βρίσκεται ένας φωτιστικός καθρέφτης τοποθετημένος σε μια γενική άρθρωση, ο οποίος ρίχνει το φως του λαμπτήρα στο δείγμα, λόγω του οποίου ολόκληρο το οπτικό σύστημαμικροσκόπιο και δημιουργεί ορατή εικόνα. Το προσοφθάλμιο μπορεί να αντικατασταθεί με ένα εξάρτημα φωτογραφίας και στη συνέχεια η εικόνα θα σχηματιστεί στο φιλμ. Πολλά ερευνητικά μικροσκόπια είναι εξοπλισμένα με ειδικό φωτιστικό, επομένως δεν είναι απαραίτητος ένας φωτιστικός καθρέφτης.
Αυξάνουν.Η μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου είναι ίση με τη μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού επί τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού. Για ένα τυπικό ερευνητικό μικροσκόπιοη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού είναι 10 και η μεγέθυνση των αντικειμένων είναι 10, 45 και 100. Επομένως, η μεγέθυνση ενός τέτοιου μικροσκοπίου είναι από 100 έως 1000. Η μεγέθυνση ορισμένων μικροσκοπίων φτάνει το 2000. Η αύξηση της μεγέθυνσης ακόμη περισσότερο δεν έχει νόημα, αφού η ανάλυση δεν βελτιώνεται. Αντίθετα, η ποιότητα της εικόνας υποβαθμίζεται.
Θεωρία.Μια συνεπής θεωρία για το μικροσκόπιο δόθηκε από τον Γερμανό φυσικό Ernst Abbe στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Abbe βρήκε ότι η ανάλυση (η μικρότερη δυνατή απόσταση μεταξύ δύο σημείων που είναι ορατά χωριστά) δίνεται από
όπου R είναι η ανάλυση σε μικρόμετρα (10-6 m), l είναι το μήκος κύματος του φωτός (που παράγεται από τον φωτιστή), μm, n είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου μεταξύ του δείγματος και του αντικειμενικού φακού και a είναι η μισή είσοδος γωνία του αντικειμενικού φακού (η γωνία μεταξύ των ακραίων ακτίνων της κωνικής δέσμης φωτός που εισέρχεται στον φακό). Ο Abbe ονόμασε την ποσότητα αριθμητικό διάφραγμα (συμβολίζεται με το σύμβολο NA). Μπορεί να φανεί από τον παραπάνω τύπο ότι οι επιλύσιμες λεπτομέρειες του υπό μελέτη αντικειμένου είναι όσο μικρότερο, όσο μεγαλύτερο είναι το ΝΑ και όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος. Το αριθμητικό διάφραγμα όχι μόνο καθορίζει την ανάλυση του συστήματος, αλλά χαρακτηρίζει επίσης την αναλογία διαφράγματος του φακού: η ένταση φωτός ανά μονάδα επιφάνειας της εικόνας είναι περίπου ίση με το τετράγωνο του NA. Για έναν καλό φακό, η τιμή NA είναι περίπου 0,95. Το μικροσκόπιο είναι συνήθως σχεδιασμένο έτσι ώστε η συνολική του μεγέθυνση να είναι περίπου. 1000ΝΑ.
Φακοί.Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι φακών που διαφέρουν ως προς τον βαθμό διόρθωσης των οπτικών παραμορφώσεων - χρωματικοί και σφαιρικές εκτροπές. Οι χρωματικές εκτροπές οφείλονται στο γεγονός ότι εστιάζονται κύματα φωτός διαφορετικών μηκών κύματος διαφορετικά σημείαστον οπτικό άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι έγχρωμη. Οι σφαιρικές εκτροπές προκαλούνται από το γεγονός ότι το φως που διέρχεται από το κέντρο του φακού και το φως που διέρχεται από την περιφέρειά του εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία του άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι θολή. Οι αχρωματικοί φακοί είναι αυτή τη στιγμή οι πιο διαδεδομένοι. Σε αυτά, οι χρωματικές εκτροπές καταστέλλονται λόγω της χρήσης γυάλινων στοιχείων με διαφορετικές διασπορές, που διασφαλίζουν τη σύγκλιση των ακραίων ακτίνων του ορατού φάσματος - μπλε και κόκκινο - σε μια εστίαση. Ένας ελαφρύς χρωματισμός της εικόνας παραμένει και μερικές φορές εμφανίζεται ως αχνές πράσινες ζώνες γύρω από το αντικείμενο. Η σφαιρική εκτροπή μπορεί να διορθωθεί μόνο για ένα χρώμα. Οι φακοί φθορίτη χρησιμοποιούν πρόσθετα γυαλιού για τη βελτίωση της διόρθωσης χρώματος σε τέτοιο βαθμό που ο χρωματισμός στην εικόνα εξαλείφεται σχεδόν πλήρως. Οι αποχρωματικοί φακοί είναι οι φακοί με την πιο σύνθετη διόρθωση χρώματος. Όχι μόνο εξάλειψαν σχεδόν πλήρως τις χρωματικές εκτροπές, αλλά διόρθωσαν επίσης τις σφαιρικές εκτροπές όχι για ένα, αλλά για δύο χρώματα. Αύξηση αποχρωμάτων για μπλε χρώματοςελαφρώς μεγαλύτερο από ό,τι για το κόκκινο, και ως εκ τούτου απαιτούν ειδικούς «αντισταθμιστικούς» προσοφθάλμιους φακούς. Οι περισσότεροι φακοί είναι «στεγνοί», δηλ. είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν σε τέτοιες συνθήκες όταν το κενό μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος είναι γεμάτο με αέρα. η τιμή ΝΑ για τέτοιους φακούς δεν υπερβαίνει το 0,95. Εάν ένα υγρό (έλαιο ή, σπανιότερα, νερό) εισαχθεί μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος, λαμβάνεται ένας αντικειμενικός στόχος "εμβύθισης" με τιμή ΝΑ τόσο υψηλή όσο 1,4, με αντίστοιχη βελτίωση στην ανάλυση. Η βιομηχανία αυτή τη στιγμή παράγει διάφορα είδηειδικούς φακούς. Αυτά περιλαμβάνουν αντικειμενικούς φακούς επίπεδου πεδίου για μικροφωτογραφία, αντικειμενικούς σκοπούς χωρίς στρες (χαλαρό) για εργασία σε πολωμένο φως και στόχους για εξέταση αδιαφανών μεταλλουργικών δειγμάτων που φωτίζονται από πάνω.
Πυκνωτές.Ο συμπυκνωτής σχηματίζει έναν ελαφρύ κώνο που κατευθύνεται στο δείγμα. Συνήθως, παρέχεται μικροσκόπιο με ίριδα για να ταιριάζει το άνοιγμα του κώνου φωτός με το άνοιγμα του αντικειμενικού φακού, το οποίο εξασφαλίζει μέγιστη ανάλυση και μέγιστη αντίθεση εικόνας. (Η αντίθεση στη μικροσκοπία έχει το ίδιο σημασια, όπως στην τεχνολογία της τηλεόρασης.) Ο απλούστερος συμπυκνωτής, αρκετά κατάλληλος για τα περισσότερα μικροσκόπια γενικής χρήσης, είναι ο συμπυκνωτής Abbe με δύο φακούς. Οι στόχοι μεγαλύτερου διαφράγματος, ειδικά οι αντικειμενικοί στόχοι εμβάπτισης λαδιού, απαιτούν πιο σύνθετους διορθωμένους συμπυκνωτές. Οι αντικειμενικοί φακοί λαδιού με μέγιστο άνοιγμα απαιτούν έναν ειδικό συμπυκνωτή που έχει επαφή λαδιού εμβάπτισης με την κάτω επιφάνεια της γυάλινης πλάκας στην οποία στηρίζεται το δείγμα.
εξειδικευμένα μικροσκόπια.Σε σχέση με διαφορετικές απαιτήσειςη επιστήμη και η τεχνολογία έχουν αναπτύξει μικροσκόπια πολλών ειδικών ειδών. Ένα στερεοσκοπικό διόφθαλμο μικροσκόπιο που έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει μια τρισδιάστατη εικόνα ενός αντικειμένου αποτελείται από δύο ξεχωριστά μικροσκοπικά συστήματα. Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για μικρή αύξηση (έως 100). Εφαρμόζεται συνήθως σε μικροσκοπική συναρμολόγηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τεχνική επιθεώρηση, χειρουργικές επεμβάσεις. Το πολωτικό μικροσκόπιο έχει σχεδιαστεί για να μελετά την αλληλεπίδραση των δειγμάτων με το πολωμένο φως. Το πολωμένο φως συχνά καθιστά δυνατή την αποκάλυψη της δομής των αντικειμένων που βρίσκεται πέρα από τα όρια της συμβατικής οπτικής ανάλυσης. Ένα ανακλαστικό μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με καθρέφτες που σχηματίζουν εικόνα αντί για φακούς. Δεδομένου ότι είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ένας φακός καθρέφτη, υπάρχουν πολύ λίγα πλήρως ανακλαστικά μικροσκόπια και οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται επί του παρόντος κυρίως σε προσαρτήματα, για παράδειγμα, για μικροχειρουργικές επεμβάσεις μεμονωμένων κυττάρων. Μικροσκόπιο φθορισμού - με υπεριώδες ή μπλε φωτισμό του δείγματος. Το δείγμα, απορροφώντας αυτή την ακτινοβολία, εκπέμπει ορατό φως φωταύγειας. Τα μικροσκόπια αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται στη βιολογία, καθώς και στην ιατρική - για διάγνωση (ειδικά για τον καρκίνο). Το μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου καθιστά δυνατή την παράκαμψη των δυσκολιών που σχετίζονται με το γεγονός ότι τα ζωντανά υλικά είναι διαφανή. Το δείγμα σε αυτό παρατηρείται υπό τέτοιο «λοξό» φωτισμό που το άμεσο φως δεν μπορεί να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό. Η εικόνα σχηματίζεται από το φως που διαθλάται στο αντικείμενο, και ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο φαίνεται πολύ φωτεινό σκούρο φόντο(με πολύ μεγάλη αντίθεση). Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης χρησιμοποιείται για την εξέταση διαφανών αντικειμένων, ιδιαίτερα ζωντανών κυττάρων. Χάρη σε ειδικές συσκευές, μέρος του φωτός που διέρχεται από το μικροσκόπιο μετατοπίζεται σε φάση κατά μισό μήκος κύματος σε σχέση με το άλλο μέρος, γεγονός που είναι ο λόγος για την αντίθεση στην εικόνα. Το μικροσκόπιο παρεμβολής είναι περαιτέρω ανάπτυξημικροσκόπιο αντίθεσης φάσης. Δύο δέσμες φωτός παρεμβαίνουν σε αυτό, η μία από τις οποίες περνά μέσα από το δείγμα και η άλλη ανακλάται. Με αυτή τη μέθοδο λαμβάνονται έγχρωμες εικόνες, οι οποίες παρέχουν πολύ πολύτιμες πληροφορίες στη μελέτη του ζωντανού υλικού. δείτε επίσης
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ ;
ΟΠΤΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ ;
ΟΠΤΙΚΗ.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Μικροσκόπια. L., 1969 Σχεδιασμός οπτικών συστημάτων. Μ., 1983 Ivanova T.A., Kirillovsky V.K. Σχεδιασμός και έλεγχος οπτικών μικροσκοπίων. Μ., 1984 Kulagin S.V., Gomenyuk A.S. κλπ. Οπτικομηχανολογικές συσκευές. Μ., 1984
Εγκυκλοπαίδεια Collier. - Ανοιχτή κοινωνία. 2000 .
Συνώνυμα:Δείτε τι είναι το "MICROSCOPE" σε άλλα λεξικά:
Μικροσκόπιο... Ορθογραφικό Λεξικό
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ- (από το ελληνικό mikros small και skopeo look), οπτικό όργανονα μελετήσει μικρά αντικείμενα που δεν είναι άμεσα ορατά με γυμνό μάτι. Υπάρχουν απλά Μ., ή μεγεθυντικός φακός, και πολύπλοκα Μ., ή μικροσκόπιο με τη σωστή έννοια. Μεγεθυντικός φακός… … Μεγάλη Ιατρική Εγκυκλοπαίδεια
μικροσκόπιο- α, μ. μικροσκόπιο m.gr. μικρός μικρός + σκοπέο βλέμμα. Οπτικό όργανο με σύστημα υψηλών μεγεθυντικών φακών για την παρακολούθηση αντικειμένων ή τμημάτων τους που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. BAS 1. Μικροσκόπιο, μικρός φακός. 1790. Kurg. // Maltseva 54.…… Ιστορικό Λεξικό Γαλλισμών της Ρωσικής Γλώσσας
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ (Microscopus), μικρός αστερισμός στον νότιο ουρανό. Το λαμπρότερο άστρο του έχει μέγεθος 4,7. ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ, ένα οπτικό όργανο που σας επιτρέπει να λαμβάνετε μια μεγεθυμένη εικόνα μικροαντικείμενα. Το πρώτο μικροσκόπιο δημιουργήθηκε το 1668 ... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό
- (Ελληνικά, από το mikros small, και κοιτάζω το skopeo). Ένα φυσικό βλήμα για την εξέταση των μικρότερων αντικειμένων, τα οποία παρουσιάζονται, μέσα από αυτό, σε μεγέθυνση. Λεξικό ξένων λέξεων που περιλαμβάνονται στη ρωσική γλώσσα. Chudinov A.N.,…… Λεξικό ξένων λέξεων της ρωσικής γλώσσας
- (από micro ... και ... scope) ένα εργαλείο που σας επιτρέπει να λαμβάνετε μια μεγεθυμένη εικόνα μικρών αντικειμένων και των λεπτομερειών τους που δεν είναι ορατές με γυμνό μάτι. Η μεγέθυνση του μικροσκοπίου, που φτάνει τα 1500 2000, περιορίζεται από φαινόμενα περίθλασης. Άοπλοι...... Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό λεξικό
Μικρουφάσματα, ορθοσκόπιο Λεξικό ρωσικών συνωνύμων. ουσιαστικό μικροσκοπίου, αριθμός συνωνύμων: 11 βιομικροσκόπιο (1) … Συνώνυμο λεξικό
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ, αχ, σύζυγος. Μια μεγεθυντική συσκευή για την προβολή αντικειμένων που δεν διακρίνονται με ένα απλό μάτι. Οπτικό μ. Ηλεκτρονικό μ. (δίνοντας μεγεθυμένη εικόνα χρησιμοποιώντας δέσμες ηλεκτρονίων). Κάτω από ένα μικροσκόπιο (σε μικροσκόπιο) εξετάστε τι n. |…… Επεξηγηματικό λεξικό Ozhegov
- (από το ελληνικό mikros small και skopeo look), οπτικό. μια συσκευή για τη λήψη εικόνων με μεγάλη μεγέθυνση αντικειμένων (ή λεπτομερειών της δομής τους) που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Διάφοροι τύποιΤα Μ. προορίζονται για την ανίχνευση και τη μελέτη βακτηρίων, ... ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ, μικροσκόπιο, σύζυγος. (από το ελληνικό mikros small και skopeo look) (φυσικό). Ένα οπτικό όργανο με σύστημα υψηλών μεγεθυντικών φακών για την παρακολούθηση αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Επεξηγηματικό λεξικό του Ushakov. ... ... Επεξηγηματικό Λεξικό Ushakov
Μια οπτική συσκευή για τη λήψη μεγεθυσμένης εικόνας αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Σε μικροβιολ. χρησιμοποιείται το φως και το ηλεκτρονικό Μ. Ένας από τους κύριους δείκτες του Μ. είναι η ανάλυση - η ικανότητα διάκρισης μεταξύ δύο γειτονικών αντικειμένων ... ... Λεξικό μικροβιολογίας
Τι είναι το μικροσκόπιο; Έννοια και ερμηνεία της λέξης μικροσκόπ, ορισμός του όρου
μικροσκόπιο -
ένα οπτικό όργανο με έναν ή περισσότερους φακούς για τη λήψη μεγεθυμένων εικόνων αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Τα μικροσκόπια είναι απλά και πολύπλοκα. Ένα απλό μικροσκόπιο είναι το σύστημα ενός φακού. Ένας απλός μεγεθυντικός φακός μπορεί να θεωρηθεί απλό μικροσκόπιο - ένας επίπεδος-κυρτός φακός. Ένα σύνθετο μικροσκόπιο (συχνά αναφέρεται απλώς ως μικροσκόπιο) είναι ένας συνδυασμός δύο απλών.
Ένα σύνθετο μικροσκόπιο δίνει μεγαλύτερη μεγέθυνση από ένα απλό και έχει υψηλότερη ανάλυση. Η ανάλυση είναι η ικανότητα διάκρισης των λεπτομερειών του δείγματος. Μια μεγεθυμένη εικόνα, στην οποία οι λεπτομέρειες είναι δυσδιάκριτες, παρέχει λίγες χρήσιμες πληροφορίες.
Το σύνθετο μικροσκόπιο έχει ένα σχήμα δύο σταδίων. Ένα σύστημα φακών, που ονομάζεται αντικειμενικός φακός, φέρεται κοντά στο δείγμα. δημιουργεί μια μεγεθυμένη και επιλυμένη εικόνα του αντικειμένου. Η εικόνα μεγεθύνεται περαιτέρω από ένα άλλο σύστημα φακών, που ονομάζεται προσοφθάλμιο, το οποίο τοποθετείται πιο κοντά στο μάτι του παρατηρητή. Αυτά τα δύο συστήματα φακών βρίσκονται στα απέναντι άκρα του σωλήνα.
Εργασία με μικροσκόπιο. Η εικόνα δείχνει ένα τυπικό βιολογικό μικροσκόπιο. Το τρίποδο σταντ κατασκευάζεται με τη μορφή βαρέως χυτού, συνήθως σχήματος πετάλου. Ένα στήριγμα σωλήνα είναι στερεωμένο σε αυτό σε μια άρθρωση, μεταφέροντας όλα τα άλλα μέρη του μικροσκοπίου. Ο σωλήνας, στον οποίο είναι τοποθετημένα τα συστήματα φακών, σας επιτρέπει να τα μετακινήσετε σε σχέση με το δείγμα για εστίαση. Ο φακός βρίσκεται στο κάτω άκρο του σωλήνα. Συνήθως, το μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με διάφορους αντικειμενικούς φακούς διαφορετικής μεγέθυνσης στον πυργίσκο, γεγονός που σας επιτρέπει να τους ρυθμίσετε σε θέση εργασίας στον οπτικό άξονα. Ο χειριστής, κατά την εξέταση ενός δείγματος, συνήθως ξεκινά με τον αντικειμενικό στόχο χαμηλότερης μεγέθυνσης και το ευρύτερο οπτικό πεδίο, βρίσκει τις λεπτομέρειες που ενδιαφέρουν και στη συνέχεια τις εξετάζει χρησιμοποιώντας έναν αντικειμενικό φακό υψηλής μεγέθυνσης. Ο προσοφθάλμιος είναι τοποθετημένος στο άκρο μιας αναδιπλούμενης βάσης (που σας επιτρέπει να αλλάξετε το μήκος του σωλήνα όταν είναι απαραίτητο). Ολόκληρος ο σωλήνας με τον αντικειμενικό φακό και τον προσοφθάλμιο φακό μπορεί να μετακινηθεί πάνω και κάτω για να εστιάσετε το μικροσκόπιο σε ευκρινή εστίαση.
Το δείγμα λαμβάνεται συνήθως ως πολύ λεπτό διαφανές στρώμα ή τμήμα. Τοποθετείται σε μια ορθογώνια γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται γυάλινη τσουλήθρα, και καλύπτεται από πάνω με μια πιο λεπτή, μικρότερη γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται καλυπτρίδα. Το δείγμα συχνά χρωματίζεται με χημικά για να αυξηθεί η αντίθεση. Η γυάλινη διαφάνεια τοποθετείται στη σκηνή έτσι ώστε το δείγμα να βρίσκεται πάνω από την κεντρική οπή της σκηνής. Η σκηνή είναι συνήθως εξοπλισμένη με μηχανισμό για ομαλή και ακριβή κίνηση του δείγματος στο οπτικό πεδίο.
Κάτω από το στάδιο του αντικειμένου βρίσκεται η θήκη του τρίτου συστήματος φακών - ο συμπυκνωτής, ο οποίος συγκεντρώνει το φως στο δείγμα. Μπορεί να υπάρχουν αρκετοί συμπυκνωτές και ένα διάφραγμα ίριδας βρίσκεται εδώ για τη ρύθμιση του ανοίγματος.
Ακόμη χαμηλότερα βρίσκεται ένας φωτιστικός καθρέφτης τοποθετημένος σε μια γενική άρθρωση, ο οποίος ρίχνει το φως της λάμπας στο δείγμα, λόγω του οποίου ολόκληρο το οπτικό σύστημα του μικροσκοπίου δημιουργεί μια ορατή εικόνα. Το προσοφθάλμιο μπορεί να αντικατασταθεί με ένα εξάρτημα φωτογραφίας και στη συνέχεια η εικόνα θα σχηματιστεί στο φιλμ. Πολλά ερευνητικά μικροσκόπια είναι εξοπλισμένα με ειδικό φωτιστικό, επομένως δεν είναι απαραίτητος ένας φωτιστικός καθρέφτης.
Αυξάνουν. Η μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου είναι ίση με τη μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού επί τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού. Για ένα τυπικό ερευνητικό μικροσκόπιο, η μεγέθυνση του προσοφθάλμιου είναι 10 και η αντικειμενική μεγέθυνση είναι 10, 45 και 100. Επομένως, η μεγέθυνση ενός τέτοιου μικροσκοπίου είναι από 100 έως 1000. Η μεγέθυνση ορισμένων μικροσκοπίων φτάνει το 2000. Αυξάνοντας τη μεγέθυνση περισσότερα δεν έχει νόημα, αφού η ανάλυση δεν βελτιώνεται. Αντίθετα, η ποιότητα της εικόνας υποβαθμίζεται.
Θεωρία. Μια συνεπής θεωρία για το μικροσκόπιο δόθηκε από τον Γερμανό φυσικό Ernst Abbe στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Abbe βρήκε ότι η ανάλυση (η μικρότερη δυνατή απόσταση μεταξύ δύο σημείων που είναι ορατά χωριστά) δίνεται από
όπου R είναι η ανάλυση σε μικρόμετρα (10-6 m), . είναι το μήκος κύματος του φωτός (που δημιουργείται από τον φωτιστή), μm, n είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου μεταξύ του δείγματος και του αντικειμενικού φακού, α. - το ήμισυ της γωνίας εισόδου του φακού (η γωνία μεταξύ των ακραίων ακτίνων της κωνικής δέσμης φωτός που εισέρχεται στο φακό). Ο Abbe ονόμασε την ποσότητα αριθμητικό διάφραγμα (συμβολίζεται με το σύμβολο NA). Μπορεί να φανεί από τον παραπάνω τύπο ότι οι επιλύσιμες λεπτομέρειες του υπό μελέτη αντικειμένου είναι όσο μικρότερο, όσο μεγαλύτερο είναι το ΝΑ και όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος.
Το αριθμητικό διάφραγμα όχι μόνο καθορίζει την ανάλυση του συστήματος, αλλά χαρακτηρίζει επίσης την αναλογία διαφράγματος του φακού: η ένταση φωτός ανά μονάδα επιφάνειας της εικόνας είναι περίπου ίση με το τετράγωνο του NA. Για έναν καλό φακό, η τιμή NA είναι περίπου 0,95. Το μικροσκόπιο είναι συνήθως σχεδιασμένο έτσι ώστε η συνολική του μεγέθυνση να είναι περίπου. 1000 ΝΑ.
Φακοί. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι φακών, που διαφέρουν ως προς τον βαθμό διόρθωσης των οπτικών παραμορφώσεων - χρωματικές και σφαιρικές εκτροπές. Οι χρωματικές εκτροπές οφείλονται στο γεγονός ότι τα κύματα φωτός με διαφορετικά μήκη κύματος εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία του οπτικού άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι έγχρωμη. Οι σφαιρικές εκτροπές προκαλούνται από το γεγονός ότι το φως που διέρχεται από το κέντρο του φακού και το φως που διέρχεται από την περιφέρειά του εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία του άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι θολή.
Οι αχρωματικοί φακοί είναι αυτή τη στιγμή οι πιο διαδεδομένοι. Σε αυτά, οι χρωματικές εκτροπές καταστέλλονται λόγω της χρήσης γυάλινων στοιχείων με διαφορετικές διασπορές, που εξασφαλίζουν τη σύγκλιση των ακραίων ακτίνων του ορατού φάσματος - μπλε και κόκκινο - σε μια εστίαση. Ένας ελαφρύς χρωματισμός της εικόνας παραμένει και μερικές φορές εμφανίζεται ως αχνές πράσινες ζώνες γύρω από το αντικείμενο. Η σφαιρική εκτροπή μπορεί να διορθωθεί μόνο για ένα χρώμα.
Οι φακοί φθορίτη χρησιμοποιούν πρόσθετα γυαλιού για τη βελτίωση της διόρθωσης χρώματος σε τέτοιο βαθμό που ο χρωματισμός στην εικόνα εξαλείφεται σχεδόν πλήρως.
Οι αποχρωματικοί φακοί είναι οι φακοί με την πιο σύνθετη διόρθωση χρώματος. Όχι μόνο εξάλειψαν σχεδόν πλήρως τις χρωματικές εκτροπές, αλλά διόρθωσαν επίσης τις σφαιρικές εκτροπές όχι για ένα, αλλά για δύο χρώματα. Η μεγέθυνση των αποχρωμάτων για το μπλε είναι κάπως μεγαλύτερη από ό,τι για το κόκκινο, και ως εκ τούτου χρειάζονται ειδικοί «αντισταθμιστικοί» προσοφθάλμιοι για αυτούς.
Οι περισσότεροι φακοί είναι «στεγνοί», δηλ. είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν σε τέτοιες συνθήκες όταν το κενό μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος είναι γεμάτο με αέρα. η τιμή ΝΑ για τέτοιους φακούς δεν υπερβαίνει το 0,95. Εάν ένα υγρό (έλαιο ή, σπανιότερα, νερό) εισαχθεί μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος, λαμβάνεται ένας αντικειμενικός στόχος "εμβύθισης" με τιμή ΝΑ έως και 1,4, με αντίστοιχη βελτίωση στην ανάλυση.
Επί του παρόντος, η βιομηχανία παράγει επίσης διάφορα είδη ειδικών φακών. Αυτά περιλαμβάνουν αντικειμενικούς φακούς επίπεδου πεδίου για μικροφωτογραφία, αντικειμενικούς σκοπούς χωρίς στρες (χαλαρό) για εργασία σε πολωμένο φως και στόχους για εξέταση αδιαφανών μεταλλουργικών δειγμάτων που φωτίζονται από πάνω.
Πυκνωτές. Ο συμπυκνωτής σχηματίζει έναν ελαφρύ κώνο που κατευθύνεται στο δείγμα. Συνήθως, παρέχεται μικροσκόπιο με ίριδα για να ταιριάζει το άνοιγμα του κώνου φωτός με το άνοιγμα του αντικειμενικού φακού, το οποίο εξασφαλίζει μέγιστη ανάλυση και μέγιστη αντίθεση εικόνας. (Η αντίθεση είναι εξίσου σημαντική στη μικροσκοπία με την τεχνολογία της τηλεόρασης.) Ο απλούστερος συμπυκνωτής και αρκετά κατάλληλος για τα περισσότερα μικροσκόπια γενικής χρήσης, είναι ο συμπυκνωτής Abbe με δύο φακούς. Οι στόχοι μεγαλύτερου διαφράγματος, ειδικά οι αντικειμενικοί στόχοι εμβάπτισης λαδιού, απαιτούν πιο σύνθετους διορθωμένους συμπυκνωτές. Οι αντικειμενικοί φακοί λαδιού με μέγιστο άνοιγμα απαιτούν έναν ειδικό συμπυκνωτή που έχει επαφή λαδιού εμβάπτισης με την κάτω επιφάνεια της γυάλινης πλάκας στην οποία στηρίζεται το δείγμα.
εξειδικευμένα μικροσκόπια. Λόγω των διαφόρων απαιτήσεων της επιστήμης και της τεχνολογίας, έχουν αναπτυχθεί μικροσκόπια πολλών ειδικών τύπων.
Ένα στερεοσκοπικό διόφθαλμο μικροσκόπιο που έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει μια τρισδιάστατη εικόνα ενός αντικειμένου αποτελείται από δύο ξεχωριστά μικροσκοπικά συστήματα. Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για μικρή αύξηση (έως 100). Χρησιμοποιείται συνήθως για τη συναρμολόγηση μικροσκοπικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τον τεχνικό έλεγχο, τις χειρουργικές επεμβάσεις.
Το πολωτικό μικροσκόπιο έχει σχεδιαστεί για να μελετά την αλληλεπίδραση των δειγμάτων με το πολωμένο φως. Το πολωμένο φως συχνά καθιστά δυνατή την αποκάλυψη της δομής των αντικειμένων που βρίσκεται πέρα από τα όρια της συμβατικής οπτικής ανάλυσης.
Ένα ανακλαστικό μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με καθρέφτες που σχηματίζουν εικόνα αντί για φακούς. Δεδομένου ότι είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ένας φακός καθρέφτη, υπάρχουν πολύ λίγα πλήρως ανακλαστικά μικροσκόπια και οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται επί του παρόντος κυρίως σε προσαρτήματα, για παράδειγμα, για μικροχειρουργικές επεμβάσεις μεμονωμένων κυττάρων.
Μικροσκόπιο φθορισμού - με υπεριώδες ή μπλε φωτισμό του δείγματος. Το δείγμα, απορροφώντας αυτή την ακτινοβολία, εκπέμπει ορατό φως φωταύγειας. Τα μικροσκόπια αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται στη βιολογία, καθώς και στην ιατρική - για διάγνωση (ειδικά για τον καρκίνο).
Το μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου καθιστά δυνατή την παράκαμψη των δυσκολιών που σχετίζονται με το γεγονός ότι τα ζωντανά υλικά είναι διαφανή. Το δείγμα σε αυτό παρατηρείται υπό τέτοιο «λοξό» φωτισμό που το άμεσο φως δεν μπορεί να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό. Η εικόνα σχηματίζεται από φως που διαθλάται από το αντικείμενο, και ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο εμφανίζεται πολύ ανοιχτό σε σκούρο φόντο (με πολύ υψηλή αντίθεση).
Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης χρησιμοποιείται για την εξέταση διαφανών αντικειμένων, ιδιαίτερα ζωντανών κυττάρων. Χάρη σε ειδικές συσκευές, μέρος του φωτός που διέρχεται από το μικροσκόπιο μετατοπίζεται σε φάση κατά μισό μήκος κύματος σε σχέση με το άλλο μέρος, γεγονός που είναι ο λόγος για την αντίθεση στην εικόνα.
Το μικροσκόπιο παρεμβολής είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη του μικροσκοπίου αντίθεσης φάσης. Δύο δέσμες φωτός παρεμβαίνουν σε αυτό, η μία από τις οποίες περνά μέσα από το δείγμα και η άλλη ανακλάται. Με αυτή τη μέθοδο λαμβάνονται έγχρωμες εικόνες, οι οποίες παρέχουν πολύ πολύτιμες πληροφορίες στη μελέτη του ζωντανού υλικού. Βλέπε επίσης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ. ΟΠΤΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ; ΟΠΤΙΚΗ.
Μικροσκόπιο
ένα οπτικό όργανο με έναν ή περισσότερους φακούς για τη λήψη μεγεθυμένων εικόνων αντικειμένων που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Τα μικροσκόπια είναι απλά και πολύπλοκα. Ένα απλό μικροσκόπιο είναι το σύστημα ενός φακού. Ένας απλός μεγεθυντικός φακός μπορεί να θεωρηθεί απλό μικροσκόπιο - ένας επίπεδος-κυρτός φακός. Ένα σύνθετο μικροσκόπιο (συχνά αναφέρεται απλώς ως μικροσκόπιο) είναι ένας συνδυασμός δύο απλών. Ένα σύνθετο μικροσκόπιο δίνει μεγαλύτερη μεγέθυνση από ένα απλό και έχει υψηλότερη ανάλυση. Η ανάλυση είναι η ικανότητα διάκρισης των λεπτομερειών του δείγματος. Μια μεγεθυμένη εικόνα, στην οποία οι λεπτομέρειες είναι δυσδιάκριτες, παρέχει λίγες χρήσιμες πληροφορίες. Το σύνθετο μικροσκόπιο έχει ένα σχήμα δύο σταδίων. Ένα σύστημα φακών, που ονομάζεται αντικειμενικός φακός, φέρεται κοντά στο δείγμα. δημιουργεί μια μεγεθυμένη και επιλυμένη εικόνα του αντικειμένου. Η εικόνα μεγεθύνεται περαιτέρω από ένα άλλο σύστημα φακών, που ονομάζεται προσοφθάλμιο, το οποίο τοποθετείται πιο κοντά στο μάτι του παρατηρητή. Αυτά τα δύο συστήματα φακών βρίσκονται στα απέναντι άκρα του σωλήνα. Εργασία με μικροσκόπιο. Η εικόνα δείχνει ένα τυπικό βιολογικό μικροσκόπιο. Το τρίποδο σταντ κατασκευάζεται με τη μορφή βαρέως χυτού, συνήθως σχήματος πετάλου. Ένα στήριγμα σωλήνα είναι στερεωμένο σε αυτό σε μια άρθρωση, μεταφέροντας όλα τα άλλα μέρη του μικροσκοπίου. Ο σωλήνας, στον οποίο είναι τοποθετημένα τα συστήματα φακών, σας επιτρέπει να τα μετακινήσετε σε σχέση με το δείγμα για εστίαση. Ο φακός βρίσκεται στο κάτω άκρο του σωλήνα. Συνήθως, το μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με διάφορους αντικειμενικούς φακούς διαφορετικής μεγέθυνσης στον πυργίσκο, γεγονός που σας επιτρέπει να τους ρυθμίσετε σε θέση εργασίας στον οπτικό άξονα. Ο χειριστής, κατά την εξέταση ενός δείγματος, συνήθως ξεκινά με τον αντικειμενικό στόχο χαμηλότερης μεγέθυνσης και το ευρύτερο οπτικό πεδίο, βρίσκει τις λεπτομέρειες που ενδιαφέρουν και στη συνέχεια τις εξετάζει χρησιμοποιώντας έναν αντικειμενικό φακό υψηλής μεγέθυνσης. Ο προσοφθάλμιος είναι τοποθετημένος στο άκρο μιας αναδιπλούμενης βάσης (που σας επιτρέπει να αλλάξετε το μήκος του σωλήνα όταν είναι απαραίτητο). Ολόκληρος ο σωλήνας με τον αντικειμενικό φακό και τον προσοφθάλμιο φακό μπορεί να μετακινηθεί πάνω και κάτω για να εστιάσετε το μικροσκόπιο σε ευκρινή εστίαση. Το δείγμα λαμβάνεται συνήθως ως πολύ λεπτό διαφανές στρώμα ή τμήμα. Τοποθετείται σε μια ορθογώνια γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται γυάλινη τσουλήθρα, και καλύπτεται από πάνω με μια πιο λεπτή, μικρότερη γυάλινη πλάκα, που ονομάζεται καλυπτρίδα. Το δείγμα συχνά χρωματίζεται με χημικά για να αυξηθεί η αντίθεση. Η γυάλινη διαφάνεια τοποθετείται στη σκηνή έτσι ώστε το δείγμα να βρίσκεται πάνω από την κεντρική οπή της σκηνής. Η σκηνή είναι συνήθως εξοπλισμένη με μηχανισμό για ομαλή και ακριβή κίνηση του δείγματος στο οπτικό πεδίο. Κάτω από το στάδιο του αντικειμένου βρίσκεται η θήκη του τρίτου συστήματος φακών - ο συμπυκνωτής, ο οποίος συγκεντρώνει το φως στο δείγμα. Μπορεί να υπάρχουν αρκετοί συμπυκνωτές και ένα διάφραγμα ίριδας βρίσκεται εδώ για τη ρύθμιση του ανοίγματος. Ακόμη χαμηλότερα βρίσκεται ένας φωτιστικός καθρέφτης τοποθετημένος σε μια γενική άρθρωση, ο οποίος ρίχνει το φως της λάμπας στο δείγμα, λόγω του οποίου ολόκληρο το οπτικό σύστημα του μικροσκοπίου δημιουργεί μια ορατή εικόνα. Το προσοφθάλμιο μπορεί να αντικατασταθεί με ένα εξάρτημα φωτογραφίας και στη συνέχεια η εικόνα θα σχηματιστεί στο φιλμ. Πολλά ερευνητικά μικροσκόπια είναι εξοπλισμένα με ειδικό φωτιστικό, επομένως δεν είναι απαραίτητος ένας φωτιστικός καθρέφτης. Αυξάνουν. Η μεγέθυνση ενός μικροσκοπίου είναι ίση με τη μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού επί τη μεγέθυνση του προσοφθάλμιου φακού. Για ένα τυπικό ερευνητικό μικροσκόπιο, η μεγέθυνση του προσοφθάλμιου είναι 10 και η αντικειμενική μεγέθυνση είναι 10, 45 και 100. Επομένως, η μεγέθυνση ενός τέτοιου μικροσκοπίου είναι από 100 έως 1000. Η μεγέθυνση ορισμένων μικροσκοπίων φτάνει το 2000. Αυξάνοντας τη μεγέθυνση περισσότερα δεν έχει νόημα, αφού η ανάλυση δεν βελτιώνεται. Αντίθετα, η ποιότητα της εικόνας υποβαθμίζεται. Θεωρία. Μια συνεπής θεωρία για το μικροσκόπιο δόθηκε από τον Γερμανό φυσικό Ernst Abbe στα τέλη του 19ου αιώνα. Ο Abbe βρήκε ότι η ανάλυση (η μικρότερη δυνατή απόσταση μεταξύ δύο σημείων που είναι ορατά χωριστά) δίνεται από το όπου R είναι η ανάλυση σε μικρόμετρα (10-6 m), . είναι το μήκος κύματος του φωτός (που δημιουργείται από τον φωτιστή), μm, n είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου μεταξύ του δείγματος και του αντικειμενικού φακού, α. - το ήμισυ της γωνίας εισόδου του φακού (η γωνία μεταξύ των ακραίων ακτίνων της κωνικής δέσμης φωτός που εισέρχεται στο φακό). Ο Abbe ονόμασε την ποσότητα αριθμητικό διάφραγμα (συμβολίζεται με το σύμβολο NA). Μπορεί να φανεί από τον παραπάνω τύπο ότι οι επιλύσιμες λεπτομέρειες του υπό μελέτη αντικειμένου είναι όσο μικρότερο, όσο μεγαλύτερο είναι το ΝΑ και όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος. Το αριθμητικό διάφραγμα όχι μόνο καθορίζει την ανάλυση του συστήματος, αλλά χαρακτηρίζει επίσης την αναλογία διαφράγματος του φακού: η ένταση φωτός ανά μονάδα επιφάνειας της εικόνας είναι περίπου ίση με το τετράγωνο του NA. Για έναν καλό φακό, η τιμή NA είναι περίπου 0,95. Το μικροσκόπιο είναι συνήθως σχεδιασμένο έτσι ώστε η συνολική του μεγέθυνση να είναι περίπου. 1000 ΝΑ. Φακοί. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι φακών, που διαφέρουν ως προς τον βαθμό διόρθωσης των οπτικών παραμορφώσεων - χρωματικές και σφαιρικές εκτροπές. Οι χρωματικές εκτροπές οφείλονται στο γεγονός ότι τα κύματα φωτός με διαφορετικά μήκη κύματος εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία του οπτικού άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι έγχρωμη. Οι σφαιρικές εκτροπές προκαλούνται από το γεγονός ότι το φως που διέρχεται από το κέντρο του φακού και το φως που διέρχεται από την περιφέρειά του εστιάζονται σε διαφορετικά σημεία του άξονα. Ως αποτέλεσμα, η εικόνα είναι θολή. Οι αχρωματικοί φακοί είναι αυτή τη στιγμή οι πιο διαδεδομένοι. Σε αυτά, οι χρωματικές εκτροπές καταστέλλονται λόγω της χρήσης γυάλινων στοιχείων με διαφορετικές διασπορές, που εξασφαλίζουν τη σύγκλιση των ακραίων ακτίνων του ορατού φάσματος - μπλε και κόκκινο - σε μια εστίαση. Ένας ελαφρύς χρωματισμός της εικόνας παραμένει και μερικές φορές εμφανίζεται ως αχνές πράσινες ζώνες γύρω από το αντικείμενο. Η σφαιρική εκτροπή μπορεί να διορθωθεί μόνο για ένα χρώμα. Οι φακοί φθορίτη χρησιμοποιούν πρόσθετα γυαλιού για τη βελτίωση της διόρθωσης χρώματος σε τέτοιο βαθμό που ο χρωματισμός στην εικόνα εξαλείφεται σχεδόν πλήρως. Οι αποχρωματικοί φακοί είναι οι φακοί με την πιο σύνθετη διόρθωση χρώματος. Όχι μόνο εξάλειψαν σχεδόν πλήρως τις χρωματικές εκτροπές, αλλά διόρθωσαν επίσης τις σφαιρικές εκτροπές όχι για ένα, αλλά για δύο χρώματα. Η μεγέθυνση των αποχρωμάτων για το μπλε είναι κάπως μεγαλύτερη από ό,τι για το κόκκινο, και ως εκ τούτου χρειάζονται ειδικοί «αντισταθμιστικοί» προσοφθάλμιοι για αυτούς. Οι περισσότεροι φακοί είναι «στεγνοί», δηλ. είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν σε τέτοιες συνθήκες όταν το κενό μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος είναι γεμάτο με αέρα. η τιμή ΝΑ για τέτοιους φακούς δεν υπερβαίνει το 0,95. Εάν ένα υγρό (έλαιο ή, σπανιότερα, νερό) εισαχθεί μεταξύ του αντικειμενικού φακού και του δείγματος, λαμβάνεται ένας αντικειμενικός στόχος "εμβύθισης" με τιμή ΝΑ έως και 1,4, με αντίστοιχη βελτίωση στην ανάλυση. Επί του παρόντος, η βιομηχανία παράγει επίσης διάφορα είδη ειδικών φακών. Αυτά περιλαμβάνουν αντικειμενικούς φακούς επίπεδου πεδίου για μικροφωτογραφία, αντικειμενικούς σκοπούς χωρίς στρες (χαλαρό) για εργασία σε πολωμένο φως και στόχους για εξέταση αδιαφανών μεταλλουργικών δειγμάτων που φωτίζονται από πάνω. Πυκνωτές. Ο συμπυκνωτής σχηματίζει έναν ελαφρύ κώνο που κατευθύνεται στο δείγμα. Συνήθως, παρέχεται μικροσκόπιο με ίριδα για να ταιριάζει το άνοιγμα του κώνου φωτός με το άνοιγμα του αντικειμενικού φακού, το οποίο εξασφαλίζει μέγιστη ανάλυση και μέγιστη αντίθεση εικόνας. (Η αντίθεση είναι εξίσου σημαντική στη μικροσκοπία με την τεχνολογία της τηλεόρασης.) Ο απλούστερος συμπυκνωτής και αρκετά κατάλληλος για τα περισσότερα μικροσκόπια γενικής χρήσης, είναι ο συμπυκνωτής Abbe με δύο φακούς. Οι στόχοι μεγαλύτερου διαφράγματος, ειδικά οι αντικειμενικοί στόχοι εμβάπτισης λαδιού, απαιτούν πιο σύνθετους διορθωμένους συμπυκνωτές. Οι αντικειμενικοί φακοί λαδιού με μέγιστο άνοιγμα απαιτούν έναν ειδικό συμπυκνωτή που έχει επαφή λαδιού εμβάπτισης με την κάτω επιφάνεια της γυάλινης πλάκας στην οποία στηρίζεται το δείγμα. εξειδικευμένα μικροσκόπια. Λόγω των διαφόρων απαιτήσεων της επιστήμης και της τεχνολογίας, έχουν αναπτυχθεί μικροσκόπια πολλών ειδικών τύπων. Ένα στερεοσκοπικό διόφθαλμο μικροσκόπιο που έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει μια τρισδιάστατη εικόνα ενός αντικειμένου αποτελείται από δύο ξεχωριστά μικροσκοπικά συστήματα. Η συσκευή έχει σχεδιαστεί για μικρή αύξηση (έως 100). Χρησιμοποιείται συνήθως για τη συναρμολόγηση μικροσκοπικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, τον τεχνικό έλεγχο, τις χειρουργικές επεμβάσεις. Το πολωτικό μικροσκόπιο έχει σχεδιαστεί για να μελετά την αλληλεπίδραση των δειγμάτων με το πολωμένο φως. Το πολωμένο φως συχνά καθιστά δυνατή την αποκάλυψη της δομής των αντικειμένων που βρίσκεται πέρα από τα όρια της συμβατικής οπτικής ανάλυσης. Ένα ανακλαστικό μικροσκόπιο είναι εξοπλισμένο με καθρέφτες που σχηματίζουν εικόνα αντί για φακούς. Δεδομένου ότι είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ένας φακός καθρέφτη, υπάρχουν πολύ λίγα πλήρως ανακλαστικά μικροσκόπια και οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται επί του παρόντος κυρίως σε προσαρτήματα, για παράδειγμα, για μικροχειρουργικές επεμβάσεις μεμονωμένων κυττάρων. Μικροσκόπιο φθορισμού - με υπεριώδες ή μπλε φωτισμό του δείγματος. Το δείγμα, απορροφώντας αυτή την ακτινοβολία, εκπέμπει ορατό φως φωταύγειας. Τα μικροσκόπια αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται στη βιολογία, καθώς και στην ιατρική - για διάγνωση (ειδικά για τον καρκίνο). Το μικροσκόπιο σκοτεινού πεδίου καθιστά δυνατή την παράκαμψη των δυσκολιών που σχετίζονται με το γεγονός ότι τα ζωντανά υλικά είναι διαφανή. Το δείγμα σε αυτό παρατηρείται υπό τέτοιο «λοξό» φωτισμό που το άμεσο φως δεν μπορεί να εισέλθει στον αντικειμενικό φακό. Η εικόνα σχηματίζεται από φως που διαθλάται από το αντικείμενο, και ως αποτέλεσμα, το αντικείμενο εμφανίζεται πολύ ανοιχτό σε σκούρο φόντο (με πολύ υψηλή αντίθεση). Το μικροσκόπιο αντίθεσης φάσης χρησιμοποιείται για την εξέταση διαφανών αντικειμένων, ιδιαίτερα ζωντανών κυττάρων. Χάρη σε ειδικές συσκευές, μέρος του φωτός που διέρχεται από το μικροσκόπιο μετατοπίζεται σε φάση κατά μισό μήκος κύματος σε σχέση με το άλλο μέρος, γεγονός που είναι ο λόγος για την αντίθεση στην εικόνα. Το μικροσκόπιο παρεμβολής είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη του μικροσκοπίου αντίθεσης φάσης. Δύο δέσμες φωτός παρεμβαίνουν σε αυτό, η μία από τις οποίες περνά μέσα από το δείγμα και η άλλη ανακλάται. Με αυτή τη μέθοδο λαμβάνονται έγχρωμες εικόνες, οι οποίες παρέχουν πολύ πολύτιμες πληροφορίες στη μελέτη του ζωντανού υλικού. Βλέπε επίσης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ. ΟΠΤΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ; ΟΠΤΙΚΗ.
