Un mensaje sobre un microscopio en biología. Informe de biología "microscopio"
El artículo habla sobre qué es un microscopio, para qué sirve, qué tipos existen y la historia de su creación.
Tiempos antiguos
En la historia de la humanidad siempre ha habido quienes no estaban satisfechos con la descripción bíblica de la estructura del mundo, que querían comprender por sí mismos la naturaleza de las cosas y su esencia. O quién no se dejó seducir por el destino de un simple campesino o pescador, como el mismo Lomonosov.
Mayoría amplio uso Diversas disciplinas recibidas durante el Renacimiento, cuando la gente comenzó a darse cuenta de la importancia de estudiar el mundo que los rodeaba y otras cosas. En esto les ayudaron especialmente varios dispositivos ópticos, como telescopios y microscopios. Entonces, ¿qué es un microscopio? ¿Quién lo creó y dónde se utiliza este dispositivo hoy en día?
Definición
Primero, veamos la definición oficial misma. Según él, un microscopio es un dispositivo para obtener imágenes ampliadas o su estructura. Se diferencia del mismo telescopio en que es necesario para estudiar objetos pequeños y cercanos, y no distancias cósmicas lejanas. No se sabe con certeza el nombre del autor de este invento, pero la historia contiene referencias a varias personas que fueron las primeras en utilizarlo y diseñarlo. Según ellos, en 1590, un tal holandés llamado John Lippershey presentó su invento al público en general. Su autoría también se atribuye a Zachary Jansen. Y en 1624, el conocido Galileo Galilei también diseñó un dispositivo similar.
Descubrimos qué es un microscopio, pero ¿cómo influyó en la ciencia? Casi igual que su telescopio “relativo”. Aunque primitivo, este dispositivo permitió superar las imperfecciones del ojo humano y mirar hacia el micromundo. Con su ayuda se hicieron muchos descubrimientos en los campos de la biología, la entomología, la botánica y otras ciencias.
Ahora está claro qué es un microscopio, pero ¿dónde más se utiliza?
La ciencia
Biología, física, química: todas estas áreas de la ciencia a veces requieren una mirada a la esencia misma de las cosas que nuestro ojo o una simple lupa no pueden ver. Difícil de imaginar medicina moderna sin estos instrumentos: con su ayuda se hacen descubrimientos, se determinan tipos de enfermedades e infecciones y recientemente incluso fue posible “fotografiar” una cadena de ADN humano.
En física todo es algo diferente, especialmente en aquellas áreas que trabajan en el estudio de partículas elementales y otros objetos pequeños. Allí, el microscopio de laboratorio es algo diferente a los habituales, y los habituales ayudan poco, hace tiempo que han sido sustituidos por los electrónicos y de sondaje más modernos. Estos últimos permiten no sólo obtener un aumento impresionante, sino también registrar átomos y moléculas individuales.
Esto también incluye la ciencia forense, que necesita estos dispositivos para identificar pruebas, hacer comparaciones detalladas de huellas dactilares, etc.
Los investigadores tampoco pueden prescindir de los microscopios. mundo antiguo, como paleontólogos y arqueólogos. Los necesitan para un estudio detallado de restos de plantas, huesos de animales y personas y productos elaborados por el hombre de épocas pasadas. Y, por cierto, puede adquirir gratuitamente un potente microscopio de laboratorio para su propio uso. Es cierto que no todo el mundo puede permitírselo. Consideremos los tipos de estos dispositivos con más detalle.
tipos
La primera, principal y más antigua es la luz óptica. Todavía hay dispositivos similares disponibles en cualquier clase de biología escolar. Consta de un juego de lentes con distancia regulable y un espejo para iluminar el objeto. En ocasiones se sustituye por una fuente de luz independiente. La esencia de dicho microscopio es cambiar la longitud de onda del espectro óptico visible.
El segundo es electrónico. Es mucho más complicado. si hablamos en lenguaje sencillo, entonces la longitud de onda de la luz visible es de 390 a 750 nm. Y si el objeto, por ejemplo, es una célula más pequeña de un virus u otro organismo vivo, entonces la luz simplemente se doblará alrededor de él y no podrá reflejarse normalmente. Y un dispositivo de este tipo supera estas limitaciones: mediante un campo magnético, hace que las ondas de luz sean "más delgadas", por lo que se pueden ver hasta los objetos más pequeños. Esto es especialmente cierto en una ciencia como la biología. Este tipo de microscopio es muy superior a los microscopios ópticos de luz.
Y el tercero es el tipo de sondeo. En pocas palabras, se trata de un dispositivo en el que una sonda "sondea" la superficie de una muestra en particular y, en función de sus movimientos y vibraciones, se compila una imagen tridimensional o rasterizada.
12.08.2017 10:20
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¿Qué es un microscopio y por qué es necesario? Un microscopio es un dispositivo que amplía imágenes de objetos mediante lentes. Los primeros datos sobre el microscopio se conocen en el siglo XVI, cuando los fabricantes de gafas holandeses inventaron, junto con el telescopio, un nuevo dispositivo capaz de ampliar objetos gracias a dos lentes.
Con el tiempo, los microscopios han mejorado continuamente. Ha aparecido una ampliación más potente que permite ver las cosas más pequeñas que no se pueden ver. ojo desnudo. Además de los microscopios ópticos convencionales basados en el principio de aumento de lentes, existen microscopios electrónicos. Fueron inventados en el siglo XX. En lugar de un flujo de luz, se envía un haz de electrones al objeto de estudio, que se enfocan y, mediante una lente magnética especial, producen una imagen. Un microscopio electrónico es más potente que un microscopio óptico porque puede ampliar más la imagen de un objeto.
Se necesita un microscopio para estudiar los detalles más pequeños, fragmentos de cuerpos humanos y animales que son difíciles de ver a simple vista. Los médicos utilizan un microscopio para examinar muestras de ADN y análisis de sangre. Científicos de Diferentes areas ciencia, realizar experimentos y hacer nuevos descubrimientos. Los ingenieros utilizan un microscopio para comprobar la calidad de las piezas en busca de defectos.
Los escolares y estudiantes utilizan microscopios en lecciones de biología, química y física. Es interesante examinar bajo el microscopio las superficies de algunos objetos, así como de insectos, como una mosca o una hormiga. En gran aumento Puedes ver claramente sus ojos, mandíbulas y patas.
¿Qué es un microscopio? Significado e interpretación palabras de microscopio, definición del término
microscopio -
Instrumento óptico con una o más lentes para producir imágenes ampliadas de objetos no visibles a simple vista. Los microscopios pueden ser simples o complejos. Un microscopio simple es un sistema de lente única. Un microscopio simple puede considerarse una lupa ordinaria: una lente planoconvexa. Un microscopio compuesto (a menudo llamado simplemente microscopio) es una combinación de dos simples.
Un microscopio compuesto proporciona mayor aumento que uno simple y tiene mayor resolución. La resolución es la capacidad de distinguir detalles de una muestra. Una imagen ampliada sin detalles visibles proporciona poca información útil.
Un microscopio complejo tiene un diseño de dos etapas. Un sistema de lentes, llamado objetivo, se acerca a la muestra; crea una imagen ampliada y resuelta del objeto. La imagen se amplía aún más mediante otro sistema de lentes llamado ocular, que se coloca más cerca del ojo del espectador. Estos dos sistemas de lentes están ubicados en extremos opuestos del tubo.
Trabajando con un microscopio. La ilustración muestra un microscopio biológico típico. El trípode está fabricado en forma de fundición pesada, normalmente en forma de herradura. Diferentes formas. Se le adjunta un soporte para tubos mediante una bisagra que transporta todas las demás partes del microscopio. El tubo en el que están montados los sistemas de lentes permite moverlos con respecto a la muestra para enfocar. La lente está ubicada en el extremo inferior del tubo. Normalmente, un microscopio está equipado con varios objetivos de diferentes aumentos en una torreta, lo que permite instalarlos en una posición de trabajo sobre el eje óptico. El operador, al examinar la muestra, comienza, por regla general, con una lente que tiene aumento más bajo y el campo de visión más amplio, encuentra los detalles que le interesan y luego los examina con una lente de gran aumento. El ocular está montado al final de un soporte retráctil (que permite cambiar la longitud del tubo cuando sea necesario). Todo el tubo con objetivo y ocular se puede mover hacia arriba y hacia abajo para enfocar el microscopio.
La muestra suele tomarse como una capa o sección transparente muy fina; se coloca sobre una placa de vidrio rectangular, llamada portaobjetos, y se cubre en la parte superior con una placa de vidrio más delgada y más pequeña, llamada cubreobjetos. La muestra suele estar teñida. quimicos para aumentar el contraste. El portaobjetos de vidrio se coloca en el escenario de modo que la muestra quede ubicada encima del orificio central del escenario. El escenario suele estar equipado con un mecanismo para mover la muestra con suavidad y precisión a través del campo de visión.
Debajo de la plataforma del objeto se encuentra un soporte para el tercer sistema de lentes: un condensador que concentra la luz en la muestra. Puede haber varios condensadores y aquí se encuentra un diafragma de iris para ajustar la apertura.
Aún más abajo se encuentra un espejo luminoso instalado en una junta universal, que refleja la luz de la lámpara sobre la muestra, por lo que todo el sistema óptico del microscopio crea imagen visible. El ocular se puede reemplazar con un accesorio fotográfico y luego se formará la imagen en una película fotográfica. Muchos microscopios de investigación están equipados con un iluminador especial, por lo que no es necesario un espejo de iluminación.
Aumentar. El aumento de un microscopio es igual al producto del aumento del objetivo por el aumento del ocular. para un tipico microscopio de investigación El aumento del ocular es 10 y el aumento de los objetivos es 10, 45 y 100. Por lo tanto, el aumento de dicho microscopio es de 100 a 1000. El aumento de algunos microscopios llega a 2000. Aumentar aún más el aumento no tiene sentido, ya que la resolución no mejora; por el contrario, la calidad de la imagen se deteriora.
Teoría. El físico alemán Ernst Abbe propuso una teoría coherente sobre el microscopio a finales del siglo XIX. Abbe descubrió que la resolución (la distancia mínima posible entre dos puntos que son visibles por separado) está dada por
donde R es la resolución en micrómetros (10-6 m), . - longitud de onda de la luz (creada por el iluminador), μm, n - índice de refracción del medio entre la muestra y la lente, a. - la mitad del ángulo de entrada de la lente (el ángulo entre los rayos exteriores del haz de luz cónico que ingresa a la lente). Abbe llamó a esta cantidad apertura numérica (se denota con el símbolo NA). De la fórmula anterior se desprende claramente que cuanto mayor es la NA y más corta es la longitud de onda, menores serán los detalles resueltos del objeto en estudio.
La apertura numérica no sólo determina la resolución del sistema, sino que también caracteriza la apertura de la lente: la intensidad de la luz por unidad de área de imagen es aproximadamente igual al cuadrado de NA. Para una buena lente, el valor NA es aproximadamente 0,95. El microscopio suele estar diseñado de manera que su aumento total sea de aprox. 1000 NA.
Lentes. Hay tres tipos principales de lentes, que se diferencian en el grado de corrección de las distorsiones ópticas: cromáticas y aberraciones esféricas. La aberración cromática ocurre cuando ondas de luz de diferentes longitudes de onda se enfocan en diferentes puntos en el eje óptico. Como resultado, la imagen aparece coloreada. Las aberraciones esféricas se deben al hecho de que la luz que pasa por el centro de la lente y la luz que pasa por su parte periférica se enfocan en diferentes puntos del eje. Como resultado, la imagen no parece clara.
Las lentes acromáticas son actualmente las más habituales. En ellos, las aberraciones cromáticas se suprimen mediante el uso de elementos de vidrio con diferente dispersión, asegurando la convergencia de los rayos extremos del espectro visible (azul y rojo) en un solo foco. Queda una ligera coloración de la imagen y, a veces, aparece como débiles franjas verdes alrededor del objeto. La aberración esférica sólo se puede corregir para un color.
Las lentes de fluorita utilizan aditivos de vidrio para mejorar la corrección del color hasta el punto de que la coloración se elimina casi por completo de la imagen.
Las lentes apocromáticas son las lentes con la corrección de color más compleja. No sólo eliminan casi por completo las aberraciones cromáticas, sino que también corrigen las aberraciones esféricas no para uno, sino para dos colores. Aumento de los apocromáticos para de color azul algo más que el rojo, por lo que requieren oculares especiales “compensadores”.
La mayoría de las lentes están "secas", es decir están diseñados para funcionar en condiciones en las que el espacio entre la lente y la muestra está lleno de aire; el valor NA para tales lentes no excede 0,95. Si se introduce un líquido (aceite o, más raramente, agua) entre el objetivo y la muestra, se obtiene un objetivo de “inmersión” con un valor de NA de hasta 1,4 y una correspondiente mejora en la resolución.
Actualmente, la industria produce y varios tipos lentes especiales. Estos incluyen lentes de campo plano para microfotografía, lentes libres de estrés (relajados) para trabajar con luz polarizada y lentes para examinar muestras metalúrgicas opacas iluminadas desde arriba.
Condensadores. El condensador forma un cono de luz dirigido a la muestra. Normalmente, un microscopio está equipado con un diafragma de iris para hacer coincidir la apertura del cono de luz con la apertura del objetivo, proporcionando así máxima resolución y máximo contraste de imagen. (El contraste en microscopía tiene el mismo importante, como en la tecnología de la televisión.) El condensador más simple, muy adecuado para la mayoría de los microscopios de uso general, es el condensador Abbe de dos lentes. Las lentes de mayor apertura, especialmente las lentes de inmersión en aceite, requieren condensadores corregidos más complejos. Las lentes de aceite de apertura máxima requieren un condensador especial que tenga contacto de inmersión en aceite con el superficie inferior portaobjetos sobre el que se encuentra la muestra.
Microscopios especializados. Debido a diferentes requisitos La ciencia y la tecnología han desarrollado muchos tipos especiales de microscopios.
Un microscopio binocular estereoscópico, diseñado para obtener una imagen tridimensional de un objeto, consta de dos sistemas microscópicos separados. El dispositivo está diseñado para un aumento pequeño (hasta 100). Normalmente se utiliza para el montaje de componentes electrónicos en miniatura, inspección técnica y operaciones quirúrgicas.
Un microscopio polarizador está diseñado para estudiar la interacción de muestras con luz polarizada. La luz polarizada permite a menudo revelar la estructura de los objetos que se encuentra más allá de los límites de la resolución óptica convencional.
Un microscopio reflectante está equipado con espejos en lugar de lentes que forman una imagen. Como es difícil fabricar una lente de espejo, existen muy pocos microscopios totalmente reflectantes y actualmente los espejos se utilizan principalmente sólo en accesorios, por ejemplo, para la microcirugía de células individuales.
Microscopio fluorescente: ilumina la muestra con luz ultravioleta o azul. La muestra, al absorber esta radiación, emite luz luminiscente visible. Los microscopios de este tipo se utilizan tanto en biología como en medicina, para el diagnóstico (especialmente el cáncer).
El microscopio de campo oscuro evita las dificultades asociadas con el hecho de que los materiales vivos son transparentes. La muestra se observa bajo una iluminación tan “oblicua” que la luz directa no puede entrar en la lente. Una imagen se forma por la luz difractada por un objeto, lo que hace que el objeto parezca de color muy claro. fondo oscuro(con muy alto contraste).
Se utiliza un microscopio de contraste de fases para examinar objetos transparentes, especialmente células vivas. Gracias a dispositivos especiales, parte de la luz que pasa a través del microscopio resulta desfasada la mitad de la longitud de onda con respecto a la otra parte, lo que determina el contraste de la imagen.
Un microscopio de interferencia es mayor desarrollo microscopio de contraste de fases. Se trata de una interferencia entre dos haces de luz, uno de los cuales atraviesa la muestra y el otro se refleja. Este método produce imágenes en color que proporcionan información muy valiosa a la hora de estudiar material vivo. Véase también MICROSCOPIO ELECTRÓNICO; INSTRUMENTOS ÓPTICOS; ÓPTICA.
Microscopio
Instrumento óptico con una o más lentes para producir imágenes ampliadas de objetos no visibles a simple vista. Los microscopios pueden ser simples o complejos. Un microscopio simple es un sistema de lente única. Un microscopio simple puede considerarse una lupa ordinaria: una lente planoconvexa. Un microscopio compuesto (a menudo llamado simplemente microscopio) es una combinación de dos simples. Un microscopio compuesto proporciona mayor aumento que uno simple y tiene mayor resolución. La resolución es la capacidad de distinguir detalles de una muestra. Una imagen ampliada sin detalles visibles proporciona poca información útil. Un microscopio complejo tiene un diseño de dos etapas. Un sistema de lentes, llamado objetivo, se acerca a la muestra; crea una imagen ampliada y resuelta del objeto. La imagen se amplía aún más mediante otro sistema de lentes llamado ocular, que se coloca más cerca del ojo del espectador. Estos dos sistemas de lentes están ubicados en extremos opuestos del tubo. Trabajando con un microscopio. La ilustración muestra un microscopio biológico típico. El trípode tiene la forma de una pieza fundida pesada, normalmente en forma de herradura. Se le adjunta un soporte para tubos mediante una bisagra que transporta todas las demás partes del microscopio. El tubo en el que están montados los sistemas de lentes permite moverlos con respecto a la muestra para enfocar. La lente está ubicada en el extremo inferior del tubo. Normalmente, un microscopio está equipado con varios objetivos de diferentes aumentos en una torreta, lo que permite instalarlos en una posición de trabajo sobre el eje óptico. El operador, al examinar una muestra, normalmente comienza con la lente que tiene el menor aumento y el mayor campo de visión, encuentra los detalles que le interesan y luego los examina utilizando una lente con mayor aumento. El ocular está montado al final de un soporte retráctil (que permite cambiar la longitud del tubo cuando sea necesario). Todo el tubo con objetivo y ocular se puede mover hacia arriba y hacia abajo para enfocar el microscopio. La muestra suele tomarse como una capa o sección transparente muy fina; se coloca sobre una placa de vidrio rectangular, llamada portaobjetos, y se cubre en la parte superior con una placa de vidrio más delgada y más pequeña, llamada cubreobjetos. La muestra suele teñirse con productos químicos para aumentar el contraste. El portaobjetos de vidrio se coloca en el escenario de modo que la muestra quede ubicada encima del orificio central del escenario. El escenario suele estar equipado con un mecanismo para mover la muestra con suavidad y precisión a través del campo de visión. Debajo de la plataforma del objeto se encuentra un soporte para el tercer sistema de lentes: un condensador que concentra la luz en la muestra. Puede haber varios condensadores y aquí se encuentra un diafragma de iris para ajustar la apertura. Aún más abajo se encuentra un espejo luminoso instalado en una junta universal, que refleja la luz de la lámpara sobre la muestra, por lo que todo el sistema óptico del microscopio crea una imagen visible. El ocular se puede reemplazar con un accesorio fotográfico y luego se formará la imagen en una película fotográfica. Muchos microscopios de investigación están equipados con un iluminador especial, por lo que no es necesario un espejo de iluminación. Aumentar. El aumento de un microscopio es igual al producto del aumento del objetivo por el aumento del ocular. Para un microscopio de investigación típico, el aumento del ocular es 10 y el aumento de los objetivos es 10, 45 y 100. Por lo tanto, el aumento de dicho microscopio oscila entre 100 y 1000. El aumento de algunos microscopios llega a 2000. aumentar aún más no tiene sentido, ya que la resolución no mejora; por el contrario, la calidad de la imagen se deteriora. Teoría. El físico alemán Ernst Abbe propuso una teoría coherente sobre el microscopio a finales del siglo XIX. Abbe descubrió que la resolución (la distancia mínima posible entre dos puntos que son visibles por separado) está dada por donde R es la resolución en micrómetros (10-6 m), . - longitud de onda de la luz (creada por el iluminador), μm, n - índice de refracción del medio entre la muestra y la lente, a. - la mitad del ángulo de entrada de la lente (el ángulo entre los rayos exteriores del haz de luz cónico que ingresa a la lente). Abbe llamó a esta cantidad apertura numérica (se denota con el símbolo NA). De la fórmula anterior se desprende claramente que cuanto mayor es la NA y más corta es la longitud de onda, menores serán los detalles resueltos del objeto en estudio. La apertura numérica no sólo determina la resolución del sistema, sino que también caracteriza la apertura de la lente: la intensidad de la luz por unidad de área de imagen es aproximadamente igual al cuadrado de NA. Para una buena lente, el valor NA es aproximadamente 0,95. El microscopio suele estar diseñado de manera que su aumento total sea de aprox. 1000 NA. Lentes. Hay tres tipos principales de lentes, que se diferencian en el grado de corrección de las distorsiones ópticas: aberraciones cromáticas y esféricas. La aberración cromática ocurre cuando ondas de luz de diferentes longitudes de onda se enfocan en diferentes puntos del eje óptico. Como resultado, la imagen aparece coloreada. Las aberraciones esféricas se deben al hecho de que la luz que pasa por el centro de la lente y la luz que pasa por su parte periférica se enfocan en diferentes puntos del eje. Como resultado, la imagen no parece clara. Las lentes acromáticas son actualmente las más habituales. En ellos, las aberraciones cromáticas se suprimen mediante el uso de elementos de vidrio con diferente dispersión, asegurando la convergencia de los rayos extremos del espectro visible (azul y rojo) en un solo foco. Queda una ligera coloración de la imagen y, a veces, aparece como débiles franjas verdes alrededor del objeto. La aberración esférica sólo se puede corregir para un color. Las lentes de fluorita utilizan aditivos de vidrio para mejorar la corrección del color hasta el punto de que la coloración se elimina casi por completo de la imagen. Las lentes apocromáticas son las lentes con la corrección de color más compleja. No sólo eliminan casi por completo las aberraciones cromáticas, sino que también corrigen las aberraciones esféricas no para uno, sino para dos colores. El aumento de los apocromáticos para el azul es ligeramente mayor que para el rojo y, por lo tanto, requieren oculares "compensadores" especiales. La mayoría de las lentes están "secas", es decir están diseñados para funcionar en condiciones en las que el espacio entre la lente y la muestra está lleno de aire; el valor NA para tales lentes no excede 0,95. Si se introduce un líquido (aceite o, más raramente, agua) entre el objetivo y la muestra, se obtiene un objetivo de “inmersión” con un valor de NA de hasta 1,4 y una correspondiente mejora en la resolución. Actualmente, la industria produce varios tipos de lentes especiales. Estos incluyen lentes de campo plano para microfotografía, lentes libres de estrés (relajados) para trabajar con luz polarizada y lentes para examinar muestras metalúrgicas opacas iluminadas desde arriba. Condensadores. El condensador forma un cono de luz dirigido a la muestra. Normalmente, un microscopio está equipado con un diafragma de iris para hacer coincidir la apertura del cono de luz con la apertura del objetivo, proporcionando así máxima resolución y máximo contraste de imagen. (El contraste es tan importante en microscopía como lo es en tecnología de televisión.) El condensador más simple, muy adecuado para la mayoría de los microscopios de uso general, es el condensador Abbe de dos lentes. Las lentes de mayor apertura, especialmente las lentes de inmersión en aceite, requieren condensadores corregidos más complejos. Los objetivos de aceite de apertura máxima requieren un condensador especial que tenga contacto de inmersión en aceite con la superficie inferior del portaobjetos sobre el que descansa la muestra. Microscopios especializados. Debido a las diversas exigencias de la ciencia y la tecnología, se han desarrollado muchos tipos especiales de microscopios. Un microscopio binocular estereoscópico, diseñado para obtener una imagen tridimensional de un objeto, consta de dos sistemas microscópicos separados. El dispositivo está diseñado para un aumento pequeño (hasta 100). Normalmente se utiliza para el montaje de componentes electrónicos en miniatura, inspección técnica y operaciones quirúrgicas. Un microscopio polarizador está diseñado para estudiar la interacción de muestras con luz polarizada. La luz polarizada permite a menudo revelar la estructura de los objetos que se encuentra más allá de los límites de la resolución óptica convencional. Un microscopio reflectante está equipado con espejos en lugar de lentes que forman una imagen. Como es difícil fabricar una lente de espejo, existen muy pocos microscopios totalmente reflectantes y actualmente los espejos se utilizan principalmente sólo en accesorios, por ejemplo, para la microcirugía de células individuales. Microscopio fluorescente: ilumina la muestra con luz ultravioleta o azul. La muestra, al absorber esta radiación, emite luz luminiscente visible. Los microscopios de este tipo se utilizan tanto en biología como en medicina, para el diagnóstico (especialmente el cáncer). El microscopio de campo oscuro evita las dificultades asociadas con el hecho de que los materiales vivos son transparentes. La muestra se observa bajo una iluminación tan “oblicua” que la luz directa no puede entrar en la lente. La imagen se forma por la luz difractada por un objeto, lo que hace que el objeto parezca muy claro sobre un fondo oscuro (con un contraste muy alto). Se utiliza un microscopio de contraste de fases para examinar objetos transparentes, especialmente células vivas. Gracias a dispositivos especiales, parte de la luz que pasa a través del microscopio resulta desfasada la mitad de la longitud de onda con respecto a la otra parte, lo que determina el contraste de la imagen. Un microscopio de interferencia es un desarrollo posterior del microscopio de contraste de fases. Se trata de una interferencia entre dos haces de luz, uno de los cuales atraviesa la muestra y el otro se refleja. Este método produce imágenes en color que proporcionan información muy valiosa a la hora de estudiar material vivo. Véase también MICROSCOPIO ELECTRÓNICO; INSTRUMENTOS ÓPTICOS; ÓPTICA.
El término "microscopio" tiene raíces griegas. Consta de dos palabras, que traducidas significan “pequeño” y “miro”. La función principal del microscopio es su uso para examinar objetos muy pequeños. Al mismo tiempo, este dispositivo le permite determinar el tamaño y la forma, la estructura y otras características de los cuerpos invisibles a simple vista.
Historia de la creación
No existe información exacta en la historia sobre quién fue el inventor del microscopio. Según algunas fuentes, fue diseñado en 1590 por el padre y el hijo Janssens, fabricantes de gafas. Otro aspirante al título de inventor del microscopio es Galileo Galilei. En 1609, estos científicos presentaron al público en la Accademia dei Lincei un instrumento con lentes cóncavas y convexas.
Con el paso de los años, el sistema de visualización de objetos microscópicos ha ido evolucionando y mejorando. Un gran paso en su historia fue la invención de un sencillo dispositivo de dos lentes ajustable acromáticamente. Este sistema fue introducido por el holandés Christian Huygens a finales del siglo XVII. Los oculares de este inventor todavía se fabrican hoy en día. Su único inconveniente es la amplitud insuficiente del campo de visión. Además, en comparación con el diseño de los instrumentos modernos, los oculares Huygens tienen una ubicación incómoda para los ojos.
Una contribución especial a la historia del microscopio la hizo el fabricante de este tipo de dispositivos, Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Fue él quien atrajo la atención de los biólogos sobre este dispositivo. Leeuwenhoek fabricaba productos de pequeño tamaño, equipados con uno, pero muy lente fuerte. Estos dispositivos eran incómodos de usar, pero no duplicaban los defectos de imagen que estaban presentes en los microscopios compuestos. Los inventores pudieron corregir este defecto sólo 150 años después. Junto con el desarrollo de la óptica, la calidad de la imagen en los dispositivos compuestos ha mejorado.
La mejora de los microscopios continúa hasta el día de hoy. Así, en 2006, los científicos alemanes que trabajan en el Instituto de Química Biofísica, Mariano Bossi y Stefan Hell, desarrollaron la última microscopio optico. Debido a su capacidad para observar objetos con dimensiones de 10 nm e imágenes tridimensionales de alta calidad, el dispositivo recibió el nombre de nanoscopio.
Clasificación de microscopios.
Actualmente, existe una gran variedad de instrumentos diseñados para examinar objetos pequeños. Su agrupación se basa en varios parámetros. Este puede ser el propósito de un microscopio o método aceptado iluminación, estructura utilizada para el diseño óptico, etc.
Pero, por regla general, los principales tipos de microscopios se clasifican según la resolución de las micropartículas que se pueden ver con este sistema. Según esta división, los microscopios son:
- óptico (luz);
- electrónico;
- radiografía;
- sondas de escaneo.
Los microscopios más utilizados son los de tipo luminoso. Existe una amplia selección de ellos en las ópticas. Con la ayuda de tales dispositivos, se resuelven las principales tareas de estudiar un objeto en particular. Todos los demás tipos de microscopios se clasifican como especializados. Por lo general, se utilizan en un laboratorio.
Cada uno de los tipos de dispositivos anteriores tiene sus propios subtipos, que se utilizan en un área u otra. Además, hoy es posible comprar un microscopio escolar (o educativo), que es un sistema Nivel Básico. También se ofrecen dispositivos profesionales a los consumidores.
Solicitud
¿Para qué sirve un microscopio? El ojo humano, al ser un sistema óptico especial. tipo biológico, tiene un cierto nivel de resolución. En otras palabras, existe una distancia más pequeña entre los objetos observados cuando todavía se pueden distinguir. Para un ojo normal, esta resolución está dentro de 0,176 mm. Pero el tamaño de la mayoría de los animales y células vegetales, microorganismos, cristales, microestructura de aleaciones, metales, etc. son mucho menores que este valor. ¿Cómo estudiar y observar tales objetos? Aquí es donde los diferentes tipos de microscopios ayudan a las personas. Por ejemplo, los dispositivos ópticos permiten distinguir estructuras en las que la distancia entre elementos es de al menos 0,20 micras.
¿Cómo funciona un microscopio?
Un dispositivo con el que al ojo humano La consideración de los objetos microscópicos tiene dos elementos principales. Son la lente y el ocular. Estas partes del microscopio están fijadas en un tubo móvil ubicado sobre una base de metal. También hay una mesa de objetos encima.
Los microscopios modernos suelen estar equipados con un sistema de iluminación. Se trata en particular de un condensador con membrana irisada. Un conjunto obligatorio de dispositivos de aumento incluye micro y macrotornillos, que se utilizan para ajustar la nitidez. El diseño de los microscopios también incluye un sistema que controla la posición del condensador.
Los microscopios especializados y más complejos suelen utilizar otros sistemas adicionales y dispositivos.
Lentes
Me gustaría empezar a describir el microscopio contando una historia sobre una de sus partes principales, es decir, la lente. Son un sistema óptico complejo que aumenta el tamaño del objeto en cuestión en el plano de la imagen. El diseño de las lentes incluye un sistema completo no solo de una, sino también de dos o tres lentes pegadas entre sí.
La complejidad de un diseño óptico-mecánico de este tipo depende de la gama de tareas que debe resolver uno u otro dispositivo. Por ejemplo, el microscopio más complejo tiene hasta catorce lentes.
La lente consta de la parte frontal y los sistemas que la siguen. ¿Cuál es la base para construir una imagen? calidad requerida, además de determinar el estado operativo? Esta es una lente frontal o su sistema. Las partes posteriores de la lente son necesarias para proporcionar el aumento requerido, longitud focal y calidad de imagen. Sin embargo, estas funciones sólo son posibles en combinación con una lente frontal. También vale la pena mencionar que el diseño de la parte posterior afecta la longitud del tubo y la altura de la lente del dispositivo.
Oculares
Estas partes del microscopio son sistema óptico, diseñado para construir la imagen microscópica necesaria en la superficie de la retina del observador. Los oculares contienen dos grupos de lentes. El más cercano al ojo del investigador se llama ocular, y el más lejano es el de campo (con su ayuda, la lente construye una imagen del objeto en estudio).
Sistema de iluminación
El microscopio tiene un diseño complejo de diafragmas, espejos y lentes. Con su ayuda, se garantiza una iluminación uniforme del objeto en estudio. En los primeros microscopios esta función llevado a cabo A medida que los instrumentos ópticos mejoraron, comenzaron a utilizar primero espejos planos y luego cóncavos.
Con la ayuda de detalles tan simples, los rayos del sol o de una lámpara se dirigieron al objeto de estudio. En los microscopios modernos es más avanzado. Consta de un condensador y un colector.
tabla de temas
Las preparaciones microscópicas que requieren examen se colocan sobre una superficie plana. Esta es la tabla de objetos. Diferentes tipos Los microscopios pueden tener esta superficie, diseñada de tal manera que el objeto de estudio gire hacia el observador de forma horizontal, vertical o en un ángulo determinado.
Principio de operación
En el primer dispositivo óptico, un sistema de lentes daba una imagen inversa de los microobjetos. Esto permitió discernir la estructura de la sustancia y los detalles más pequeños que fueron objeto de estudio. El principio de funcionamiento de un microscopio óptico actual es similar al trabajo realizado por un telescopio refractor. En este dispositivo, la luz se refracta al pasar a través de la parte de vidrio.
¿Cómo aumentan los modernos? microscopios de luz? Después de que un haz de rayos de luz ingresa al dispositivo, se convierten en una corriente paralela. Sólo entonces se produce la refracción de la luz en el ocular, por lo que se amplifica la imagen de los objetos microscópicos. A continuación, esta información llega en la forma necesaria para que el observador en su
Subtipos de microscopios ópticos.
Los modernos clasifican:
1. Por clase de complejidad para microscopios de investigación, trabajo y escolares.
2. Por área de aplicación: quirúrgica, biológica y técnica.
3. Por tipos de microscopía: dispositivos de luz reflejada y transmitida, de contacto de fase, luminiscentes y de polarización.
4. En la dirección del flujo de luz en invertida y directa.
microscopios electrónicos
Con el tiempo, el dispositivo diseñado para examinar objetos microscópicos se volvió cada vez más sofisticado. Aparecieron tipos de microscopios en los que se utilizaba un principio de funcionamiento completamente diferente, independiente de la refracción de la luz. Durante el uso los últimos tipos Los dispositivos involucran electrones. Estos sistemas permiten ver partes individuales de la materia tan pequeñas que los rayos de luz simplemente fluyen a su alrededor.
¿Para qué sirve un microscopio? tipo electrónico? Se utiliza para estudiar la estructura de las células a nivel molecular y subcelular. También se utilizan dispositivos similares para estudiar virus.
El dispositivo de los microscopios electrónicos.
¿Cuál es la base del trabajo? los últimos dispositivos¿Para ver objetos microscópicos? ¿En qué se diferencia un microscopio electrónico de un microscopio óptico? ¿Hay alguna similitud entre ellos?
El principio de funcionamiento de un microscopio electrónico se basa en las propiedades que tienen los componentes eléctricos y campos magnéticos. Su simetría rotacional puede tener un efecto de enfoque en los haces de electrones. Basándonos en esto, podemos responder a la pregunta: "¿En qué se diferencia un microscopio electrónico de uno óptico?" A diferencia de un dispositivo óptico, no tiene lentes. Su papel lo desempeñan campos magnéticos y eléctricos adecuadamente calculados. Se crean mediante vueltas de bobinas a través de las cuales pasa la corriente. En este caso, estos campos actúan de manera similar: cuando la corriente aumenta o disminuye, la distancia focal del dispositivo cambia.
En cuanto al diagrama del circuito, para un microscopio electrónico es similar al de un dispositivo luminoso. La única diferencia es que los elementos ópticos se sustituyen por otros eléctricos similares.
La ampliación de un objeto en los microscopios electrónicos se produce debido al proceso de refracción de un haz de luz que atraviesa el objeto en estudio. En varios ángulos, los rayos ingresan al plano de la lente del objetivo, donde ocurre la primera ampliación de la muestra. A continuación, los electrones viajan hacia la lente intermedia. En él hay un cambio suave en el aumento del tamaño del objeto. La imagen final del material en estudio es producida por la lente de proyección. Desde allí la imagen llega a la pantalla fluorescente.
Tipos de microscopios electrónicos
Los tipos modernos incluyen:
1. TEM o microscopio electrónico de transmisión. En esta instalación se forma una imagen de un objeto muy fino, de hasta 0,1 micras de espesor, mediante la interacción de un haz de electrones con la sustancia en estudio y su posterior ampliación mediante lentes magnéticas ubicadas en la lente.
2. SEM o microscopio electrónico de barrido. Un dispositivo de este tipo permite obtener una imagen de la superficie de un objeto con alta resolución, del orden de varios nanómetros. Usando métodos adicionales Un microscopio de este tipo proporciona información que ayuda a determinar composición química capas cercanas a la superficie.
3. Microscopio electrónico de barrido de túnel o STM. Con este dispositivo se mide el relieve de superficies conductoras con alta resolución espacial. En el proceso de trabajar con STM, se acerca una aguja de metal afilada al objeto en estudio. En este caso se mantiene una distancia de sólo unos pocos angstroms. A continuación, se aplica un pequeño potencial a la aguja, lo que da como resultado una corriente de túnel. En este caso, el observador recibe una imagen tridimensional del objeto en estudio.
Microscopios "Leevenguk"
En 2002 apareció en América. nueva compañia, dedicada a la producción de instrumentos ópticos. Su gama de productos incluye microscopios, telescopios y binoculares. Todos estos dispositivos se distinguen por una alta calidad de imagen.
La oficina central y el departamento de desarrollo de la empresa se encuentran en Estados Unidos, en Fremond (California). Pero en cuanto a las instalaciones de producción, están ubicadas en China. Gracias a todo ello, la empresa suministra al mercado productos avanzados y de alta calidad a un precio asequible.
¿Necesitas un microscopio? Levenhuk ofrecerá la opción requerida. La gama de equipos ópticos de la empresa incluye dispositivos digitales y biológicos para ampliar el objeto en estudio. Además, al comprador se le ofrecen modelos de diseño en una variedad de colores.
El microscopio Levenhuk tiene una amplia funcionalidad. Por ejemplo, se puede conectar un dispositivo didáctico básico a un ordenador y también es capaz de grabar en vídeo la investigación que se está llevando a cabo. El modelo Levenhuk D2L está equipado con esta funcionalidad.
La empresa ofrece microscopios biológicos. varios niveles. esto y mas modelos simples y novedades aptas para profesionales.
Un microscopio es un instrumento óptico que permite obtener imágenes ampliadas. Pequeños artículos o sus detalles que no se pueden ver a simple vista.
Literalmente, la palabra “microscopio” significa “observar algo pequeño” (del griego “pequeño” y “miro”).
El ojo humano, como cualquier sistema óptico, se caracteriza por una determinada resolución. Esta es la distancia más pequeña entre dos puntos o líneas cuando aún no se fusionan, pero se perciben por separado uno del otro. En visión normal a una distancia de 250 mm la resolución es de 0,176 mm. Por lo tanto, nuestro ojo ya no es capaz de distinguir todos los objetos cuyo tamaño sea inferior a este valor. No podemos ver células vegetales y animales, diversos microorganismos, etc. Pero esto se puede hacer con la ayuda de instrumentos ópticos especiales: los microscopios.
¿Cómo funciona un microscopio?
Un microscopio clásico consta de tres partes principales: óptica, luminosa y mecánica. La parte óptica consta de oculares y lentes, la parte de iluminación incluye fuentes de luz, un condensador y un diafragma. La parte mecánica suele incluir todos los demás elementos: un trípode, un dispositivo giratorio, un escenario, un sistema de enfoque y mucho más. Todo junto nos permite realizar investigaciones en el micromundo.
Qué es un “diafragma de microscopio”: hablemos del sistema de iluminación
Para observaciones del micromundo. buena iluminacion es tan importante como la calidad de la óptica del microscopio. LED, lámparas halógenas, espejos: se pueden utilizar diferentes fuentes de iluminación para un microscopio. Cada uno tiene sus pros y sus contras. La iluminación puede ser superior, inferior o combinada. Su ubicación afecta qué muestras microscópicas se pueden estudiar con un microscopio (transparente, translúcida u opaca).
Debajo del escenario en el que se coloca la muestra para la investigación, se encuentra un diafragma de microscopio. Puede ser disco o iris. El diafragma está diseñado para ajustar la intensidad de la iluminación: con su ayuda se puede ajustar el espesor del haz de luz procedente del iluminador. Un diafragma de disco es una placa pequeña con orificios de diferentes diámetros. Suele instalarse en microscopios de aficionados. El diafragma de iris consta de muchas láminas con las que se puede cambiar suavemente el diámetro del orificio de transmisión de luz. Es más común en microscopios de nivel profesional.
Parte óptica: oculares y lentes.
Las lentes y los oculares son los repuestos más populares para un microscopio. Aunque no todos los microscopios admiten el cambio de estos accesorios. El sistema óptico se encarga de formar una imagen ampliada. Cuanto mejor y más perfecta sea, más clara y detallada será la imagen. Pero nivel más alto La óptica de calidad solo se necesita en microscopios profesionales. Para la investigación de aficionados, la óptica de vidrio estándar es suficiente y proporciona un aumento de hasta 500-1000 veces. Pero recomendamos evitar las lentes de plástico: la calidad de la imagen en estos microscopios suele ser decepcionante.
Elementos mecanicos
Cualquier microscopio contiene elementos que permiten al investigador controlar el enfoque, ajustar la posición de la muestra en estudio y ajustar la distancia de trabajo del dispositivo óptico. Todo esto es parte de la mecánica del microscopio: mecanismos de enfoque coaxial, conductor y portadrogas, perillas de ajuste de nitidez, platina y mucho más.
Historia de la creación del microscopio.
No se sabe exactamente cuándo apareció el primer microscopio. Los dispositivos de aumento más simples, las lentes ópticas biconvexas, se encontraron durante las excavaciones en el territorio de la antigua Babilonia.
Se cree que el primer microscopio fue creado en 1590 por el óptico holandés Hans Jansen y su hijo Zachary Jansen. Como en aquella época las lentes se pulían a mano, presentaban varios defectos: rayones, irregularidades. Los defectos en las lentes se buscaron utilizando otra lente: una lupa. Resultó que si miras un objeto con dos lentes, éste se amplía muchas veces. Montado 2 lentes convexas Dentro de un tubo, Zachary Jansen recibió un dispositivo que parecía un catalejo. En un extremo de este tubo había una lente que servía como lente objetivo, y en el otro había una lente ocular. Pero a diferencia catalejo El dispositivo de Jansen no acercaba los objetos, sino que los magnificaba.
En 1609 italiano científico galileo Galileo desarrolló un microscopio compuesto con lentes convexas y cóncavas. Lo llamó "occhiolino" - ojo pequeño.
Diez años después, en 1619, el inventor holandés Cornelius Jacobson Drebbel diseñó un microscopio compuesto con dos lentes convexas.
Pocas personas saben que el microscopio recibió su nombre recién en 1625. El término "microscopio" fue sugerido por un amigo. Galileo Galilei Médico y botánico alemán Giovanni Faber.
Todos los microscopios creados en aquella época eran bastante primitivos. Así, el microscopio de Galileo sólo podía ampliar 9 veces. Habiendo mejorado el sistema óptico de Galileo, el científico inglés Robert Hooke creó en 1665 su propio microscopio, que ya tenía un aumento de 30 veces.
En 1674, el naturalista holandés Antonie van Leeuwenhoek creó un microscopio sencillo que utilizaba una sola lente. Hay que decir que crear lentes era una de las aficiones del científico. Y gracias a su gran habilidad en el pulido, todas las lentes que fabricaba eran de altísima calidad. Leeuwenhoek los llamó “microscopía”. Eran pequeños, del tamaño de una uña, pero podían aumentar 100 o incluso 300 veces.
El microscopio de Leeuwenhoek era una placa de metal con una lente en el centro. El observador miró a través de él la muestra fijada al otro lado. Y aunque trabajar con un microscopio de este tipo no era del todo cómodo, Leeuwenhoek pudo hacer importantes descubrimientos con la ayuda de sus microscopios.
En aquella época se sabía poco sobre la estructura de los órganos humanos. Con la ayuda de sus lentes, Leeuwenhoek descubrió que la sangre se compone de muchas partículas diminutas: glóbulos rojos y músculo- de las fibras más finas. En las soluciones vio pequeñas criaturas de diferentes formas que se movían, chocaban y se dispersaban. Ahora sabemos que se trata de bacterias: cocos, bacilos, etc. Pero antes de Leeuwenhoek esto no se sabía.
En total, los científicos fabricaron más de 25 microscopios. 9 de ellos han sobrevivido hasta el día de hoy. Son capaces de ampliar imágenes 275 veces.
El microscopio de Leeuwenhoek fue el primer microscopio que se trajo a Rusia por orden de Pedro I.
Poco a poco, el microscopio fue mejorando y adquirió una forma cercana al moderno. Los científicos rusos también contribuyeron enormemente a este proceso. A principios del siglo XVIII en San Petersburgo se crearon diseños mejorados de microscopios en el taller de la Academia de Ciencias. El inventor ruso I.P. Kulibin construyó su primer microscopio sin saber cómo se hacía en el extranjero. Creó la producción de vidrio para lentes e inventó dispositivos para pulirlos.
El gran científico ruso Mikhail Vasilyevich Lomonosov fue el primer científico ruso que utilizó un microscopio en sus investigaciones científicas.
Probablemente no haya una respuesta clara a la pregunta "¿Quién inventó el microscopio?" Los mejores científicos e inventores de diferentes épocas contribuyeron al desarrollo de la microscopía.
