Mikroszkóp definíció 3. Mi a mikroszkóp? A fénymikroszkópok alfajai
A mikroszkóp egy olyan eszköz, amelyet a vizsgált tárgyak képének felnagyítására terveztek, hogy szabad szemmel láthassák szerkezetük részleteit. Az eszköz több tíz- vagy ezerszeres növekedést biztosít, ami lehetővé teszi olyan kutatások elvégzését, amelyeket más berendezéssel vagy eszközzel nem lehet elérni.
A mikroszkópokat széles körben használják az orvostudományban és laboratóriumi kutatás. Segítségükkel a veszélyes mikroorganizmusokat és vírusokat inicializálják a kezelés módjának meghatározása érdekében. A mikroszkóp nélkülözhetetlen és folyamatosan fejlesztik. Először 1538-ban készítette el a mikroszkóp képét Girolamo Fracastoro olasz orvos, aki úgy döntött, hogy a második sorozatban telepíti. optikai lencsék, hasonló témákat amelyeket szemüvegben, távcsőben használnak, kémszemüvegekés bolondok. Galileo Galilei, valamint világhírű tudósok tucatjai dolgoztak a mikroszkóp fejlesztésén.
Eszköz
Sokféle mikroszkóp létezik, amelyek felépítésükben különböznek egymástól. A legtöbb modell hasonló kialakítású, de kisebb műszaki jellemzőkkel.
Az esetek túlnyomó többségében a mikroszkópok egy állványból állnak, amelyen 4 fő elem van rögzítve:
- Lencse.
- Szemlencse.
- Világító rendszer.
- Tárgy táblázat.
Lencse
A lencse egy összetett optikai rendszer, amely egymást követő üveglencsékből áll. A lencsék cső alakúak, amelyek belsejében akár 14 lencse rögzíthető. Mindegyik kinagyítja a képet úgy, hogy az elöl lévő lencse felületéről veszi azt. Így ha valaki 2-szeresére nagyítja a tárgyat, akkor a következő még tovább növeli az adott vetítést, és így tovább, amíg a tárgy az utolsó lencse felületén meg nem jelenik.
Minden objektívnek saját fókusztávolsága van. Ebben a tekintetben szorosan rögzítve vannak a csőben. Ha bármelyiket közelebb vagy távolabb mozgatja, akkor nem lehet határozottan növelni a képet. A lencse jellemzőitől függően változhat annak a csőnek a hossza, amelybe a lencse be van zárva. Valójában minél magasabb, annál nagyobb lesz a kép.
Szemlencse
A mikroszkóp okulárja szintén lencsékből áll. Úgy tervezték, hogy a mikroszkóppal dolgozó kezelő rá tudja helyezni a szemét, és lássa a kinagyított képet az objektíven. A szemlencsének két lencséje van. Az első a szemhez közelebb helyezkedik el, és szemnek hívják, a második pedig a mező. Utóbbi segítségével a lencsével felnagyított kép az emberi szem retinájára való helyes vetítéshez igazodik. Erre azért van szükség, hogy a látás észlelésének hibáit kiigazítással eltávolítsuk, mivel minden ember más távolságra fókuszál. A terepi lencse lehetővé teszi, hogy a mikroszkópot ehhez a funkcióhoz igazítsa.
Világító rendszer
A vizsgált tárgy megtekintéséhez meg kell világítani, mivel a lencse természetes fényt takar. Ennek eredményeként az okuláron át nézve mindig csak fekete vagy szürke képet láthat. Kifejezetten erre a célra fejlesztettek ki egy világítási rendszert. Készülhet lámpa, LED vagy más fényforrás formájában. A legtöbb egyszerű modellek fénysugarakat külső forrásból kapnak. Tükrök segítségével irányítják a vizsgálat tárgyát.
Tárgy táblázat
A mikroszkóp utolsó fontos és legkönnyebben gyártható része a színpad. A lencse rá van szegezve, mivel ezen van rögzítve a vizsgálandó tárgy. Az asztal lapos felülettel rendelkezik, amely lehetővé teszi a tárgy rögzítését anélkül, hogy attól félne, hogy elmozdul. A vizsgált tárgy nagyítás alatti legkisebb mozgása is hatalmas lesz, így nem lesz könnyű újra megtalálni az eredeti, vizsgált pontot.
A mikroszkópok típusai
Ennek az eszköznek a fennállásának hosszú története során számos olyan mikroszkópot fejlesztettek ki, amelyek a mikroszkópok működési elvét tekintve jelentősen eltérnek egymástól.
Ennek a berendezésnek a leggyakrabban használt és legkeresettebb típusai a következő típusok:
- Optikai.
- Elektronikus.
- Pásztázó szondák.
- röntgen.
Optikai
Az optikai mikroszkóp a legköltségvetésesebb és legegyszerűbb eszköz. Ez a berendezés lehetővé teszi a kép 2000-szeres nagyítását. Csinos nagy mutató, amely lehetővé teszi a sejtek szerkezetének, a szövetek felszínének tanulmányozását, a mesterségesen létrehozott tárgyakban lévő hibák megtalálását stb. Meg kell jegyezni, hogy az ilyen nagy nagyítás a készüléknek nagyon jó minőségűnek kell lennie, ezért drága. Az optikai mikroszkópok túlnyomó többsége sokkal egyszerűbb, és viszonylag kis nagyítású. A mikroszkópok oktatási típusait pontosan az optikai mikroszkópok képviselik. Ennek oka az alacsonyabb költségük, valamint a nem túl nagy nagyítás.
Az optikai mikroszkópnak általában több objektívje van, amelyek az állványon mozgathatók. Mindegyiknek megvan a maga nagyítási foka. Egy tárgy vizsgálatakor a lencsét a munkahelyzetbe mozgathatja, és bizonyos nagyítással megvizsgálhatja. Ha még közelebb szeretne kerülni, csak még nagyobb objektívre kell váltania. Ezek az eszközök nem rendelkeznek ultraprecíz beállítással. Például, ha csak egy kicsit kell nagyítani, akkor másik objektívre váltva több tucatszor nagyíthat rá, ami túlzott lesz, és nem teszi lehetővé a felnagyított kép helyes érzékelését és a felesleges részletek elkerülését.
Elektron mikroszkóp
Az elektronika egy fejlettebb kialakítás. Legalább 20 000-szeres képnagyítást biztosít. Egy ilyen eszköz maximális nagyítása 106-szoros. Ennek a berendezésnek a sajátossága abban rejlik, hogy a fénysugár helyett, mint az optikaiak, elektronsugarat küldenek. A képfelvétel speciális mágneses lencsék használatával történik, amelyek reagálnak az elektronok mozgására a készülék oszlopában. A sugár iránya a gombbal állítható be. Ezek az eszközök 1931-ben jelentek meg. A 2000-es évek elején elkezdték kombinálni a számítástechnikai berendezéseket és az elektronmikroszkópokat, amelyek jelentősen megnövelték a nagyítási tényezőt, a beállítási tartományt, és lehetővé tették a keletkező kép rögzítését.
Az elektronikus eszközök minden érdemük ellenére magas árat képviselnek, és különleges működési feltételeket igényelnek. A kiváló minőségű tiszta kép eléréséhez szükséges, hogy a vizsgálat tárgya légüres térben legyen. Ez annak köszönhető, hogy a levegőmolekulák szétszórják az elektronokat, ami megzavarja a kép tisztaságát és nem teszi lehetővé a finombeállítást. Ebben a tekintetben ezt a berendezést laboratóriumi körülmények között használják. Szintén fontos követelmény az elektronmikroszkópok használatánál a külső mágneses mező hiánya. Ennek eredményeként a laboratóriumok, ahol ezeket használják, nagyon vastag szigetelt falakkal rendelkeznek, vagy földalatti bunkerekben helyezkednek el.
Az ilyen berendezéseket az orvostudományban, a biológiában, valamint a különböző iparágakban használják.
Pásztázó szonda mikroszkópok
Szkennelés szonda mikroszkóp lehetővé teszi, hogy speciális szondával megvizsgálva képet kapjunk egy tárgyról. Az eredmény egy háromdimenziós kép, pontos adatokkal az objektumok jellemzőiről. Ez a berendezés nagy felbontású. Ez egy viszonylag új berendezés, amelyet több évtizeddel ezelőtt hoztak létre. Ezekben az eszközökben objektív helyett szonda és mozgatására szolgáló rendszer található. A belőle kapott képet egy összetett rendszer regisztrálja és rögzíti, majd a kinagyított objektumokról topográfiai képe készül. A szonda érzékeny érzékelőkkel van felszerelve, amelyek reagálnak az elektronok mozgására. Vannak olyan szondák is, amelyek a lencsék beszerelése miatt növekedve az optikai típus szerint működnek.
A szondákat gyakran használják összetett domborzatú objektumok felületéről történő adatok gyűjtésére. Gyakran csőbe, lyukakba, valamint kis alagutakba süllyesztik. Az egyetlen feltétel, hogy a szonda átmérője megfeleljen a vizsgált tárgy átmérőjének.
Ezt a módszert jelentős mérési hiba jellemzi, mivel az így kapott 3D-s kép nehezen megfejthető. Sok részletet torzít a számítógép a feldolgozás során. A kezdeti adatok matematikai feldolgozása speciális szoftver segítségével történik.
Röntgenmikroszkópok
A röntgenmikroszkóp az laboratóriumi felszerelés olyan objektumok tanulmányozására használják, amelyek méretei összehasonlíthatók a röntgen hullámhosszával. Bővítés hatékonysága ez az eszköz optikai és elektronikus eszközök között helyezkedik el. elküldve a vizsgált objektumnak röntgensugarak, ami után az érzékeny érzékelők reagálnak a fénytörésükre. Ennek eredményeként létrejön egy kép a vizsgált tárgy felületéről. Tekintettel arra, hogy a röntgensugarak áthaladhatnak egy tárgy felületén, az ilyen berendezések nemcsak az objektum szerkezetére, hanem annak kémiai összetételére vonatkozó adatok megszerzését is lehetővé teszik.
A vékony bevonatok minőségének értékelésére általában röntgenberendezést használnak. A biológiában és a botanikában, valamint porkeverékek és fémek elemzésére használják.
Az emberi szem úgy van kialakítva, hogy ne lásson olyan tárgyat, amelynek mérete nem haladja meg a 0,1 mm-t. A természetben vannak olyan tárgyak, amelyek mérete sokkal kisebb. Ezek mikroorganizmusok, élő szövetek sejtjei, anyagok szerkezetének elemei és még sok más.
Már az ókorban is a csiszolt természetes kristályokat használták a látás javítására. Az üveggyártás fejlődésével elkezdtek üveglencséket - lencséket gyártani. R. Bacon a XIII. században. tanácsolta az embereknek rossz látás helyezzen domború szemüveget a tárgyakra, hogy jobban megvizsgálhassa azokat. Ezzel egy időben Olaszországban megjelentek a szemüvegek, amelyek két összekapcsolt lencséből állnak.
A XVI században. Olaszországban és Hollandiában a szemüveget készítő kézművesek tudtak a kétlencsés rendszer azon tulajdonságáról, hogy nagyított képet adnak. Az egyik első ilyen készüléket 1590-ben a holland 3. Jansen készítette.
Annak ellenére, hogy a gömbfelületek és lencsék nagyító erejét már a 13. században, egészen a 17. század elejéig ismerték. a természettudósok egyike sem próbálta felhasználni azokat a legkisebb, szabad emberi szem számára hozzáférhetetlen tárgyak megfigyelésére.
A "mikroszkóp" szót, amely két görög szóból származik - "kicsi" és "nézz", az Akadémia "Dei Lyncei" (Rynx-eyed) Desmikian tagja vezette be a tudományos használatba a 17. század elején.
1609-ben Galileo Galilei az általa tervezett távcsövet tanulmányozva mikroszkópként is használta. Ennek érdekében megváltoztatta a lencse és a szemlencse közötti távolságot. Galileo volt az első, aki arra a következtetésre jutott, hogy a szemüveglencsék és a távcsövek minőségének másnak kell lennie. Mikroszkópot készített, olyan távolságot választva a lencsék között, amelynél nem távoli, hanem egymáshoz közel eső tárgyak növekedtek. 1614-ben Galilei mikroszkóppal vizsgálta a rovarokat.
Galilei tanítványa, E. Torricelli tanárától vette át a lencsék csiszolásának művészetét. A távcsövek készítése mellett Torricelli egyszerű mikroszkópokat is tervezett, amelyek egy apró lencséből álltak, és amelyet egy üvegrúd tűz feletti megolvasztásával nyert egy csepp üvegből.
A 17. században népszerűek voltak a legegyszerűbb mikroszkópok, amelyek nagyítóból álltak - egy állványra szerelt bikonvex lencséből. Az állványra rögzítették a tárgyasztalt is, amelyre a szóban forgó tárgy került. Alul, az asztal alatt lapos vagy domború formájú tükör volt, amely a napsugarakat egy tárgyra verte vissza, és alulról világította meg. A kép javítása érdekében a nagyítót egy csavar segítségével mozgatták a színpadhoz képest.
1665-ben az angol R. Hooke kis üveggolyókat használó mikroszkóp segítségével felfedezte az állati és növényi szövetek sejtszerkezetét.
Hooke kortársa, a holland A. van Leeuwenhoek kis bikonvex lencsékből álló mikroszkópokat készített. 150-300-szoros nagyítást adtak. Leeuwenhoek mikroszkópjai segítségével az élő szervezetek szerkezetét tanulmányozta. Különösen a vér mozgását fedezte fel véredény a vörösvérsejtek, a spermiumok pedig az izmok szerkezetét, a bőr pikkelyeit és még sok mást írnak le.
Leeuwenhoek nyitott új világ a mikroorganizmusok világa. Sokféle csillóst és baktériumot leírt.
J. Swammerdam holland biológus számos felfedezést tett a mikroszkopikus anatómia területén. A legrészletesebben tanulmányozta a rovarok anatómiáját. A 30-as években. 18. század bőségesen illusztrált művet készített A természet bibliája címmel.
A mikroszkóp optikai összetevőinek kiszámítására szolgáló módszereket a svájci L. Euler dolgozta ki, aki Oroszországban dolgozott.
A legelterjedtebb mikroszkóp séma a következő: a vizsgált tárgyat a tárgyasztalra helyezzük. Fölötte van egy eszköz, amelyben objektívlencsék és egy cső van felszerelve - egy okulárral ellátott cső. A megfigyelt tárgyat lámpával ill napfény, ferde tükör és lencse. A fényforrás és a tárgy közé beépített nyílások korlátozzák a fényáramot és csökkentik benne a fény arányát. szórt fény. A membránok között egy tükör található, amely 90°-kal megváltoztatja a fényáram irányát. A kondenzátor egy fénysugarat koncentrál a tárgyra. A lencse összegyűjti a tárgy által szórt sugarakat, és szemlencse segítségével felnagyított képet alkot a tárgyról. A szemlencse nagyítóként működik, extra nagyítást ad. A mikroszkóp nagyítási határai 44-től 1500-ig terjednek.
1827-ben J. Amici immerziós objektívet használt egy mikroszkópban. Ebben a tárgy és a lencse közötti teret merítő folyadék tölti ki. Mint ilyen folyadék, különféle olajok(cédrus vagy ásványi), víz vagy glicerin vizes oldata stb. Az ilyen célok lehetővé teszik a mikroszkóp felbontásának növelését, a kép kontrasztjának javítását.
1850-ben G. Sorby angol optikus megalkotta az első mikroszkópot tárgyak polarizált fényben történő megfigyelésére. Az ilyen eszközöket kristályok, fémminták, állati és növényi szövetek vizsgálatára használják.
Az interferencia-mikroszkópia kezdetét az angol J. Sirks fektette le 1893-ban. Lényege, hogy minden egyes nyaláb a mikroszkópba belépve kettéágazik. A kapott sugarak egyike a megfigyelt részecske felé irányul, a második - túl. Az okuláris részben mindkét nyaláb rekombinálódik, és interferencia lép fel közöttük. Az interferencia-mikroszkópia lehetővé teszi az élő szövetek és sejtek tanulmányozását.
A XX században. megjelent különböző fajták különböző rendeltetésű, kialakítású mikroszkópok, amelyek lehetővé teszik tárgyak tanulmányozását széles tartományok spektrum.
Tehát fordított mikroszkópokban az objektív a megfigyelt tárgy alatt található, a kondenzátor pedig felül. A sugarak irányát egy tükörrendszer segítségével változtatják meg, és szokás szerint alulról felfelé esnek a megfigyelő szemébe. Ezeket a mikroszkópokat olyan terjedelmes tárgyak tanulmányozására tervezték, amelyeket nehéz elhelyezni a hagyományos mikroszkópok színpadán. Szövettenyészetek tanulmányozására használják, kémiai reakciók, határozza meg az anyagok olvadáspontját. Az ilyen mikroszkópokat legszélesebb körben a metallográfiában használják fémek, ötvözetek és ásványok felületeinek megfigyelésére. A fordított mikroszkópok felszerelhetők speciális eszközökkel a mikrofotózáshoz és a mikrofilmezéshez.
A lumineszcens mikroszkópokra cserélhető fényszűrőket szerelnek fel, amelyek lehetővé teszik a megvilágító sugárzásban a spektrum azon részének kiválasztását, amely a vizsgált tárgy lumineszcenciáját okozza. A speciális szűrők csak lumineszcens fényt bocsátanak ki a tárgyból. Az ilyen mikroszkópok fényforrásai ultranagynyomású higanylámpák, amelyek ultraibolya sugarakat és a látható spektrum rövidhullámú tartományába tartozó sugarakat bocsátanak ki.
Ultraibolya és infravörös mikroszkópokat használnak a spektrum azon területeinek vizsgálatára, amelyek az emberi szem számára hozzáférhetetlenek. Az optikai sémák hasonlóak a hagyományos mikroszkópokéhoz. Ezen mikroszkópok lencséi ultraibolya (kvarc, fluorit) és infravörös (szilícium, germánium) sugarak számára átlátszó anyagokból készülnek. Fel vannak szerelve kamerákkal, amelyek rögzítik látható képés elektron-optikai átalakítók, amelyek láthatatlan képet alakítanak láthatóvá.
A sztereomikroszkóp háromdimenziós képet ad egy tárgyról. Valójában két mikroszkópról van szó, amelyek egyetlen kivitelben készülnek úgy, hogy a jobb és a bal szem különböző szögekből figyeli a tárgyat. Alkalmazást találtak a mikrosebészetben és miniatűr eszközök összeszerelésében.
Az összehasonlító mikroszkóp két hagyományos kombinált mikroszkóp egyetlen szemrendszerrel. Az ilyen mikroszkópokban egyszerre két tárgy figyelhető meg, összehasonlítva vizuális jellemzőiket.
A televíziós mikroszkópokban a gyógyszer képét elektromos jelekké alakítják, amelyek ezt a képet reprodukálják a katódsugárcső képernyőjén. Ezekben a mikroszkópokban módosíthatja a kép fényerejét és kontrasztját. Segítségükkel biztonságos távolságból tanulmányozhatja azokat a tárgyakat, amelyek közvetlen közelről nézve veszélyesek, például radioaktív anyagokat.
A legjobb optikai mikroszkópok lehetővé teszik a megfigyelt tárgyak körülbelül 2000-szeres nagyítását. További nagyítás nem lehetséges, mert a fény a megvilágított tárgy köré hajlik, és ha méretei kisebbek a hullámhossznál, akkor az ilyen tárgy láthatatlanná válik. Az optikai mikroszkóppal látható tárgy legkisebb mérete 0,2-0,3 mikrométer.
1834-ben W. Hamilton megállapította, hogy analógia van a fénysugarak optikailag inhomogén közegben való áthaladása és a részecskék erőterekben való pályája között. Az elektronmikroszkóp létrehozásának lehetősége 1924-ben jelent meg, miután L. De Broglie felvetette azt a hipotézist, hogy kivétel nélkül minden típusú anyag - elektronok, protonok, atomok stb. és hullámok. Az ilyen mikroszkóp létrehozásának technikai feltételei X. Bush német fizikus kutatásainak köszönhetően jelentek meg. Tanulmányozta a tengelyszimmetrikus mezők fókuszálási tulajdonságait, és 1928-ban kifejlesztett egy mágneses elektronlencsét.
1928-ban M. Knoll és M. Ruska hozzáláttak az első mágneses transzmissziós mikroszkóp megalkotásához. Három évvel később felvételt készítettek egy elektronsugarak által megformált tárgyról. 1938-ban M. von Ardenne Németországban és 1942-ben V. K. Zworykin az USA-ban megépítette az első pásztázó elektronmikroszkópokat, amelyek pásztázó elven működtek. Bennük egy vékony elektronsugár (szonda) szekvenciálisan haladt a tárgy felett pontról pontra.
Az elektronmikroszkópban az optikaival ellentétben fénysugarak helyett elektronokat, üveglencsék helyett elektromágneses tekercseket vagy elektronikus lencséket használnak. Az elektronágyú az elektronok forrása a tárgy megvilágításához. Ebben az elektronok forrása egy fémkatód. Ezután az elektronokat egy fókuszáló elektróda segítségével nyalábba gyűjtik, és a katód és az anód között ható erős elektromos tér hatására energiát nyernek. A mező létrehozásához legfeljebb 100 kilovolt vagy annál nagyobb feszültséget kapcsolnak az elektródákra. A feszültség lépésenként szabályozott és nagyon stabil - 1-3 perc alatt nem változik több mint 1-2 milliomod részével az eredeti értéknek.
Az elektron "fegyvert" elhagyva az elektronsugarat kondenzátorlencse segítségével a tárgyra irányítják, rászórják és a tárgylencse fókuszálja, ami közbenső képet hoz létre a tárgyról. A vetítőlencse ismét összegyűjti az elektronokat, és egy második, még nagyobb képet hoz létre a fluoreszkáló képernyőn. Rajta az eltalált elektronok hatására a tárgy világító képe keletkezik. Ha fényképező tányért helyez a képernyő alá, le tudja fényképezni ezt a képet.
Nagyszerű meghatározás
Hiányos meghatározás ↓
Mi az a mikroszkóp? A mikroskop szó jelentése, értelmezése, a fogalom meghatározása
mikroszkóp -
egy vagy több lencsével ellátott optikai műszer szabad szemmel nem látható tárgyak nagyított képeinek készítésére. A mikroszkópok egyszerűek és összetettek. Egy egyszerű mikroszkóp egy lencsés rendszer. Egy egyszerű nagyító egyszerű mikroszkópnak tekinthető - sík-domború lencsének. Az összetett mikroszkóp (amit gyakran egyszerűen mikroszkópnak neveznek) két egyszerű kombinációja.
Az összetett mikroszkóp nagyobb nagyítást ad, mint egy egyszerű, és nagyobb a felbontása. A felbontás a minta részleteinek megkülönböztetésének képessége. A felnagyított kép, amelyen nem lehet megkülönböztetni a részleteket, kevés hasznos információval szolgál.
Az összetett mikroszkóp kétlépcsős sémával rendelkezik. Az egyik lencserendszert, az úgynevezett objektívet, a mintához közel hozzák; felnagyított és felbontott képet hoz létre a tárgyról. A képet tovább nagyítja egy másik lencserendszer, az úgynevezett okulár, amelyet közelebb helyeznek a megfigyelő szeméhez. Ez a két lencserendszer a cső ellenkező végén található.
Munka mikroszkóppal. Az ábrán egy tipikus biológiai mikroszkóp látható. A háromlábú állvány nehéz öntvény formájában készül, általában patkó alakú. Egy csőtartó van ráerősítve egy zsanérra, amely a mikroszkóp összes többi részét hordozza. A cső, amelybe a lencserendszerek vannak szerelve, lehetővé teszi, hogy azokat a mintához képest mozgassa a fókuszáláshoz. A lencse a cső alsó végén található. A mikroszkóp általában több, különböző nagyítású objektívvel van felszerelve a toronyon, ami lehetővé teszi, hogy az optikai tengelyen munkahelyzetbe állítsa őket. A mintát vizsgáló kezelő rendszerint egy lencsével kezdi legkisebb nagyításés a legszélesebb látómezőt, megtalálja a számára érdekes részleteket, majd nagy nagyítású objektív segítségével megvizsgálja azokat. A szemlencse egy visszahúzható tartó végére van felszerelve (amely lehetővé teszi a cső hosszának módosítását, ha szükséges). A teljes cső az objektívvel és az okulárral fel-le mozgatható, hogy a mikroszkóp éles fókuszba kerüljön.
A mintát általában nagyon vékony átlátszó rétegként vagy metszetként veszik; téglalap alakú üveglapra, úgynevezett üveglemezre helyezik, tetejére vékonyabb, kisebb üveglappal, úgynevezett fedőlemezzel borítják. A minta gyakran foltos vegyszerek kontraszt növelésére. A tárgylemezt úgy helyezzük a színpadra, hogy a minta a színpad középső furata felett legyen. A színpad általában olyan mechanizmussal van felszerelve, amely a minta látómezőben történő egyenletes és pontos mozgását biztosítja.
Az objektum alatt található a harmadik lencserendszer tartója - a kondenzátor, amely a fényt a mintára koncentrálja. Több kondenzátor is lehet, és itt található egy írisz diafragma a rekesz beállításához.
Még lejjebb található egy univerzális csuklóba szerelt világító tükör, amely a lámpa fényét a mintára veti, aminek köszönhetően a mikroszkóp teljes optikai rendszere látható képet hoz létre. Az okulár cserélhető fotómellékletre, majd a filmen kialakul a kép. Sok kutatómikroszkóp külön megvilágítóval van felszerelve, így nincs szükség világító tükörre.
Növekedés. A mikroszkóp nagyítása megegyezik az objektívlencse nagyításának szorzatával a szemlencse nagyításával. Egy tipikusnak kutatómikroszkóp a szemlencse nagyítása 10, az objektívek nagyítása 10, 45 és 100. Ezért egy ilyen mikroszkóp nagyítása 100 és 1000 között van. Egyes mikroszkópok nagyítása eléri a 2000-et. A nagyítás még nagyobb növelése nem értelme van, mivel a felbontás nem javul; ellenkezőleg, a képminőség romlik.
Elmélet. A mikroszkóp következetes elméletét Ernst Abbe német fizikus fogalmazta meg a 19. század végén. Abbe úgy találta, hogy a felbontást (a lehető legkisebb távolságot két külön-külön látható pont között) az adja
ahol R a felbontás mikrométerben (10-6 m), . a fény hullámhossza (a megvilágító által létrehozott), µm, n a minta és az objektív közötti közeg törésmutatója, a. - a lencse bemeneti szögének fele (az objektívbe belépő kúpos fénysugár szélső sugarai közötti szög). Abbe a mennyiséget numerikus apertúrának nevezte (ezt az NA szimbólum jelöli). A fenti képletből látható, hogy a vizsgált objektum feloldható részletei minél kisebbek, minél nagyobb az NA és minél rövidebb a hullámhossz.
A numerikus rekeszérték nemcsak a rendszer felbontását határozza meg, hanem az objektív rekesznyílás-arányát is jellemzi: a kép egységnyi területére eső fényintenzitás megközelítőleg megegyezik az NA négyzetével. Egy jó objektív esetében az NA-érték körülbelül 0,95. A mikroszkóp általában úgy van kialakítva, hogy a teljes nagyítása kb. 1000NA.
Lencsék. A lencséknek három fő típusa van, amelyek különböznek az optikai torzítások korrekciójának mértékétől - kromatikus és gömbi aberrációk. A kromatikus aberráció annak a ténynek köszönhető, hogy a különböző hullámhosszúságú fényhullámok az optikai tengely különböző pontjaira fókuszálnak. Ennek eredményeként a kép színes lesz. A szférikus aberrációt az okozza, hogy a lencse közepén áthaladó fény és a perifériáján áthaladó fény a tengely különböző pontjaira fókuszál. Ennek eredményeként a kép homályos.
Jelenleg az akromatikus lencsék a leggyakoribbak. Ezekben a kromatikus aberrációkat elnyomják a különböző diszperziójú üvegelemek alkalmazása miatt, amelyek biztosítják a látható spektrum szélsőséges - kék és vörös - sugarainak konvergenciáját egy fókuszban. A kép enyhe elszíneződése megmarad, és néha halvány zöld sávokként jelenik meg a tárgy körül. A szférikus aberráció csak egy színnél korrigálható.
A fluorit lencsék üvegadalékokat használnak a színkorrekció olyan mértékű javítására, hogy a kép elszíneződése szinte teljesen megszűnik.
Az apokromatikus lencsék a legösszetettebb színkorrekciós lencsék. Nemcsak szinte teljesen kiküszöbölték a kromatikus aberrációkat, hanem nem egy, hanem két színnél korrigálták a szférikus aberrációkat. Növelje az apokromátokat kék színű valamivel nagyobb, mint a piros, ezért speciális „kompenzáló” szemlencséket igényelnek.
A legtöbb lencse "száraz", pl. úgy tervezték, hogy olyan körülmények között működjenek, amikor az objektív és a minta közötti rés tele van levegővel; az ilyen lencsék NA értéke nem haladja meg a 0,95-öt. Ha folyadékot (olajat vagy ritkábban vizet) vezetünk be az objektív és a minta közé, akkor egy "immerziós" objektívet kapunk, amelynek NA értéke akár 1,4 is, a felbontás megfelelő javulásával.
Az ipar jelenleg termel különféle fajták speciális lencsék. Ide tartoznak a mikrofotózáshoz használható lapos látószögű objektívek, a polarizált fényben való munkavégzéshez szükséges feszültségmentes (relaxált) objektívek, valamint a felülről megvilágított, átlátszatlan kohászati minták vizsgálatára szolgáló objektívek.
Kondenzátorok. A kondenzátor fénykúpot képez, amely a mintára irányul. Általában a mikroszkóp írisszel van ellátva, hogy a fénykúp rekesznyílása illeszkedjen az objektív rekesznyílásához, ami maximális felbontást és maximális képkontrasztot biztosít. (A mikroszkópos kontraszt ugyanaz fontosságát, mint a televíziós technikában.) A legegyszerűbb kondenzátor, amely a legtöbb általános célú mikroszkóphoz eléggé alkalmas, a kétlencsés Abbe kondenzátor. A nagyobb rekesznyílású objektívek, különösen az olajimmerziós objektívek, bonyolultabb korrigált kondenzátorokat igényelnek. A maximális rekesznyílású olajobjektívekhez speciális kondenzátorra van szükség, amely immerziós olajjal érintkezik a tárgylemez alsó felületével, amelyen a minta fekszik.
speciális mikroszkópok. Kapcsolatban eltérő követelmények a tudomány és a technológia számos speciális mikroszkópot fejlesztett ki.
Egy tárgy háromdimenziós képének készítésére tervezett sztereoszkópikus binokuláris mikroszkóp két különálló mikroszkópos rendszerből áll. A készüléket kis növekedésre tervezték (100-ig). Gyakran használják miniatűr elektronikai alkatrészek összeszerelésére, műszaki ellenőrzésre, sebészeti műveletekre.
A polarizáló mikroszkóp a minták polarizált fénnyel való kölcsönhatásának tanulmányozására szolgál. A polarizált fény gyakran lehetővé teszi a tárgyak szerkezetének feltárását, amely túlmutat a hagyományos optikai felbontás határain.
A fényvisszaverő mikroszkóp lencsék helyett képalkotó tükrökkel van felszerelve. Mivel nehéz tükörlencsét készíteni, nagyon kevés a teljesen fényvisszaverő mikroszkóp, és a tükröt jelenleg főleg csak rögzítésekben alkalmazzák, például egyes sejtek mikrosebészeténél.
Fluoreszcens mikroszkóp - a minta ultraibolya vagy kék fénnyel történő megvilágításával. Ezt a sugárzást elnyelő minta látható lumineszcens fényt bocsát ki. Az ilyen típusú mikroszkópokat a biológiában, valamint az orvostudományban használják - diagnosztizálásra (különösen a rák esetében).
A sötétterű mikroszkóp lehetővé teszi az élő anyagok átlátszóságával kapcsolatos nehézségek megkerülését. A benne lévő mintát olyan "ferde" megvilágítás mellett nézik, hogy közvetlen fény nem juthat be az objektívbe. A képet a tárgytól elhajló fény hozza létre, és ennek eredményeként a tárgy nagyon világosnak tűnik sötét háttér előtt (nagy kontraszttal).
A fáziskontraszt mikroszkóp átlátszó tárgyak, különösen élő sejtek vizsgálatára szolgál. A speciális eszközöknek köszönhetően a mikroszkópon áthaladó fény egy része a másik részhez képest fél hullámhosszal eltolódik fázisban, ez az oka a kép kontrasztjának.
Az interferencia mikroszkóp az további fejlődés fáziskontraszt mikroszkóp. Két fénysugár interferál benne, amelyek közül az egyik áthalad a mintán, a másik pedig visszaverődik. Ezzel a módszerrel színes képeket kapunk, amelyek nagyon értékes információkkal szolgálnak az élőanyag tanulmányozása során. Lásd még ELEKTRONIKUS MIKROSZKÓP; OPTIKAI MŰSZEREK; OPTIKA.
Mikroszkóp
egy vagy több lencsével ellátott optikai műszer szabad szemmel nem látható tárgyak nagyított képeinek készítésére. A mikroszkópok egyszerűek és összetettek. Egy egyszerű mikroszkóp egy lencsés rendszer. Egy egyszerű nagyító egyszerű mikroszkópnak tekinthető - sík-domború lencsének. Az összetett mikroszkóp (amit gyakran egyszerűen mikroszkópnak neveznek) két egyszerű kombinációja. Az összetett mikroszkóp nagyobb nagyítást ad, mint egy egyszerű, és nagyobb a felbontása. A felbontás a minta részleteinek megkülönböztetésének képessége. A felnagyított kép, amelyen nem lehet megkülönböztetni a részleteket, kevés hasznos információval szolgál. Az összetett mikroszkóp kétlépcsős sémával rendelkezik. Az egyik lencserendszert, az úgynevezett objektívet, a mintához közel hozzák; felnagyított és felbontott képet hoz létre a tárgyról. A képet tovább nagyítja egy másik lencserendszer, az úgynevezett okulár, amelyet közelebb helyeznek a megfigyelő szeméhez. Ez a két lencserendszer a cső ellenkező végén található. Munka mikroszkóppal. Az ábrán egy tipikus biológiai mikroszkóp látható. A háromlábú állvány nehéz öntvény formájában készül, általában patkó alakú. Egy csőtartó van ráerősítve egy zsanérra, amely a mikroszkóp összes többi részét hordozza. A cső, amelybe a lencserendszerek vannak szerelve, lehetővé teszi, hogy azokat a mintához képest mozgassa a fókuszáláshoz. A lencse a cső alsó végén található. A mikroszkóp általában több, különböző nagyítású objektívvel van felszerelve a toronyon, ami lehetővé teszi, hogy az optikai tengelyen munkahelyzetbe állítsa őket. A kezelő a minta vizsgálatakor általában a legkisebb nagyítású objektívvel és a legszélesebb látómezővel kezdi, megkeresi az érdekes részleteket, majd nagy nagyítású objektívvel megvizsgálja azokat. A szemlencse egy visszahúzható tartó végére van felszerelve (amely lehetővé teszi a cső hosszának módosítását, ha szükséges). A teljes cső az objektívvel és az okulárral fel-le mozgatható, hogy a mikroszkóp éles fókuszba kerüljön. A mintát általában nagyon vékony átlátszó rétegként vagy metszetként veszik; téglalap alakú üveglapra, úgynevezett üveglemezre helyezik, tetejére vékonyabb, kisebb üveglappal, úgynevezett fedőlemezzel borítják. A kontraszt növelése érdekében a mintát gyakran vegyszerekkel festik meg. A tárgylemezt úgy helyezzük a színpadra, hogy a minta a színpad középső furata felett legyen. A színpad általában olyan mechanizmussal van felszerelve, amely a minta látómezőben történő egyenletes és pontos mozgását biztosítja. Az objektum alatt található a harmadik lencserendszer tartója - a kondenzátor, amely a fényt a mintára koncentrálja. Több kondenzátor is lehet, és itt található egy írisz diafragma a rekesz beállításához. Még lejjebb található egy univerzális csuklóba szerelt világító tükör, amely a lámpa fényét a mintára veti, aminek köszönhetően a mikroszkóp teljes optikai rendszere látható képet hoz létre. Az okulár cserélhető fotómellékletre, majd a filmen kialakul a kép. Sok kutatómikroszkóp külön megvilágítóval van felszerelve, így nincs szükség világító tükörre. Növekedés. A mikroszkóp nagyítása megegyezik az objektívlencse nagyításának szorzatával a szemlencse nagyításával. Egy tipikus kutatómikroszkópnál a szemlencse nagyítása 10, az objektív nagyítása pedig 10, 45 és 100. Ezért egy ilyen mikroszkóp nagyítása 100-1000. Egyes mikroszkópok nagyítása eléri a 2000-et. A nagyítás növelése még többnek nincs értelme, mivel a felbontás nem javul; ellenkezőleg, a képminőség romlik. Elmélet. A mikroszkóp következetes elméletét Ernst Abbe német fizikus fogalmazta meg a 19. század végén. Abbe azt találta, hogy a felbontást (a lehető legkisebb távolságot két külön-külön látható pont között) az adja, ahol R a felbontás mikrométerben (10-6 m), . a fény hullámhossza (a megvilágító által létrehozott), µm, n a minta és az objektív közötti közeg törésmutatója, a. - a lencse bemeneti szögének fele (az objektívbe belépő kúpos fénysugár szélső sugarai közötti szög). Abbe a mennyiséget numerikus apertúrának nevezte (ezt az NA szimbólum jelöli). A fenti képletből látható, hogy a vizsgált objektum feloldható részletei minél kisebbek, minél nagyobb az NA és minél rövidebb a hullámhossz. A numerikus rekeszérték nemcsak a rendszer felbontását határozza meg, hanem az objektív rekesznyílás-arányát is jellemzi: a kép egységnyi területére eső fényintenzitás megközelítőleg megegyezik az NA négyzetével. Egy jó objektív esetében az NA-érték körülbelül 0,95. A mikroszkóp általában úgy van kialakítva, hogy a teljes nagyítása kb. 1000NA. Lencsék. A lencséknek három fő típusa van, amelyek különböznek az optikai torzítások korrekciójának mértékétől - kromatikus és gömbi aberrációk. A kromatikus aberráció annak a ténynek köszönhető, hogy a különböző hullámhosszúságú fényhullámok az optikai tengely különböző pontjaira fókuszálnak. Ennek eredményeként a kép színes lesz. A szférikus aberrációt az okozza, hogy a lencse közepén áthaladó fény és a perifériáján áthaladó fény a tengely különböző pontjaira fókuszál. Ennek eredményeként a kép homályos. Jelenleg az akromatikus lencsék a leggyakoribbak. Ezekben a kromatikus aberrációkat elnyomják a különböző diszperziójú üvegelemek alkalmazása miatt, amelyek biztosítják a látható spektrum szélsőséges - kék és vörös - sugarainak konvergenciáját egy fókuszban. A kép enyhe elszíneződése megmarad, és néha halvány zöld sávokként jelenik meg a tárgy körül. A szférikus aberráció csak egy színnél korrigálható. A fluorit lencsék üvegadalékokat használnak a színkorrekció olyan mértékű javítására, hogy a kép elszíneződése szinte teljesen megszűnik. Az apokromatikus lencsék a legösszetettebb színkorrekciós lencsék. Nemcsak szinte teljesen kiküszöbölték a kromatikus aberrációkat, hanem nem egy, hanem két színnél korrigálták a szférikus aberrációkat. Az apokromátok nagyítása a kéknél valamivel nagyobb, mint a vörösnél, ezért speciális "kompenzáló" szemlencsék szükségesek hozzájuk. A legtöbb lencse "száraz", pl. úgy tervezték, hogy olyan körülmények között működjenek, amikor az objektív és a minta közötti rés tele van levegővel; az ilyen lencsék NA értéke nem haladja meg a 0,95-öt. Ha folyadékot (olajat vagy ritkábban vizet) vezetünk be az objektív és a minta közé, akkor egy "immerziós" objektívet kapunk, amelynek NA értéke akár 1,4 is, a felbontás megfelelő javulásával. Jelenleg az ipar különféle speciális lencséket is gyárt. Ide tartoznak a mikrofotózáshoz használható lapos látószögű objektívek, a polarizált fényben való munkavégzéshez szükséges feszültségmentes (relaxált) objektívek, valamint a felülről megvilágított, átlátszatlan kohászati minták vizsgálatára szolgáló objektívek. Kondenzátorok. A kondenzátor fénykúpot képez, amely a mintára irányul. Általában a mikroszkóp írisszel van ellátva, hogy a fénykúp rekesznyílása illeszkedjen az objektív rekesznyílásához, ami maximális felbontást és maximális képkontrasztot biztosít. (A kontraszt ugyanolyan fontos a mikroszkópiában, mint a televíziós technikában.) A legegyszerűbb kondenzátor, amely a legtöbb általános célú mikroszkóphoz nagyon alkalmas, a kétlencsés Abbe kondenzátor. A nagyobb rekesznyílású objektívek, különösen az olajimmerziós objektívek, bonyolultabb korrigált kondenzátorokat igényelnek. A maximális rekesznyílású olajobjektívekhez speciális kondenzátorra van szükség, amely immerziós olajjal érintkezik a tárgylemez alsó felületével, amelyen a minta fekszik. speciális mikroszkópok. A tudomány és technológia különféle követelményei miatt számos speciális mikroszkópot fejlesztettek ki. Egy tárgy háromdimenziós képének készítésére tervezett sztereoszkópikus binokuláris mikroszkóp két különálló mikroszkópos rendszerből áll. A készüléket kis növekedésre tervezték (100-ig). Gyakran használják miniatűr elektronikai alkatrészek összeszerelésére, műszaki ellenőrzésre, sebészeti műveletekre. A polarizáló mikroszkóp a minták polarizált fénnyel való kölcsönhatásának tanulmányozására szolgál. A polarizált fény gyakran lehetővé teszi a tárgyak szerkezetének feltárását, amely túlmutat a hagyományos optikai felbontás határain. A fényvisszaverő mikroszkóp lencsék helyett képalkotó tükrökkel van felszerelve. Mivel nehéz tükörlencsét készíteni, nagyon kevés a teljesen fényvisszaverő mikroszkóp, és a tükröt jelenleg főleg csak rögzítésekben alkalmazzák, például egyes sejtek mikrosebészeténél. Fluoreszcens mikroszkóp - a minta ultraibolya vagy kék fénnyel történő megvilágításával. Ezt a sugárzást elnyelő minta látható lumineszcens fényt bocsát ki. Az ilyen típusú mikroszkópokat a biológiában, valamint az orvostudományban használják - diagnosztizálásra (különösen a rák esetében). A sötétterű mikroszkóp lehetővé teszi az élő anyagok átlátszóságával kapcsolatos nehézségek megkerülését. A benne lévő mintát olyan "ferde" megvilágítás mellett nézik, hogy közvetlen fény nem juthat be az objektívbe. A képet a tárgytól elhajló fény hozza létre, és ennek eredményeként a tárgy nagyon világosnak tűnik sötét háttér előtt (nagy kontraszttal). A fáziskontraszt mikroszkóp átlátszó tárgyak, különösen élő sejtek vizsgálatára szolgál. A speciális eszközöknek köszönhetően a mikroszkópon áthaladó fény egy része a másik részhez képest fél hullámhosszal eltolódik fázisban, ez az oka a kép kontrasztjának. Az interferencia mikroszkóp a fáziskontraszt mikroszkóp továbbfejlesztése. Két fénysugár interferál benne, amelyek közül az egyik áthalad a mintán, a másik pedig visszaverődik. Ezzel a módszerrel színes képeket kapunk, amelyek nagyon értékes információkkal szolgálnak az élőanyag tanulmányozása során. Lásd még ELEKTRONIKUS MIKROSZKÓP; OPTIKAI MŰSZEREK; OPTIKA.
Tudupov Ayur
Munkájában a tanuló átgondolja a mikroszkóp keletkezésének történetét. És leírja az egyszerű mikroszkóp otthoni létrehozásának tapasztalatait is.
Letöltés:
Előnézet:
MOU "Mogoytuy 1. számú középiskola"
Kutatómunka a témában
"Mi az a mikroszkóp"
Szekció: fizika, technika
Elkészítette: Ayur Tudupov 2. osztályos tanuló
Vezető: Baranova I.V.
város Mogoytuy
2013-as év
Teljesítmény
előterjesztve
osztályos tanuló MOU MSOSH 1. sz. Mogoytuy Tudupov Ayur
Kutatási cikk címe
– Mi az a mikroszkóp?
Munkavezető
Baranova Irina Vladimirovna
A munka rövid leírása (téma). :
Ez a munka a kísérleti kutatáshoz tartozik, és kísérleti - elméleti kutatás.
Irány:
Fizika, alkalmazott kutatás(technika).
A kutatómunka rövid leírása
Név – Mi az a mikroszkóp?
Tudupov Ayur készítette
Irányítása alattBaranova Irina Vladimirovna
A kutatómunka a következők tanulmányozására irányul:mikroszkóp készítése egy csepp vízzel
Honnan jött az érdeklődése a kérdés iránt?Mindig is szerettem volna egy mikroszkópot, hogy lássam a láthatatlan világot.
Hol kerestünk információt a kérdéseink megválaszolásához?(források megjelölése)
- Internet
- enciklopédiák
- Tanári konzultáció
Milyen hipotézist állítottak fel?saját kezűleg készíthet mikroszkópot egy csepp vízből.
A tanulmányban használtuka következő módszerek:
Kísérletek:
- 1. számú kísérlet "Mikroszkóp készítése".
- Könyvekkel való munka.
Következtetések:
- Otthon készíthet egy egyszerű mikroszkópot rögtönzött eszközökből.
- Megtanultam, miből készül a mikroszkóp.
- Nagyon érdekes saját dolgot létrehozni, főleg, hogy a mikroszkóp érdekes dolog.
Fényképek felhasználásával tervezzük bemutatni a vizsgálat eredményeit.
Résztvevői kérdőív
Munkaterv
- A mű szerzőjének kérdőíve - 1. oldal
- Tartalomjegyzék - 2. oldal
- A projekt rövid leírása - 3. oldal
- Bevezetés – 4. oldal
- Főtörzs – 5–10. oldal
- Mikroszkópos kísérlet. - 11-14.o
- Következtetés – 15. oldal
- Irodalom és források – 16. oldal
BEVEZETÉS
Tól fiatalon minden nap, otthon, óvodában és iskolában, sétálva és WC után, játék után és étkezés előtt ugyanazt hallom: „Ne felejts el kezet mosni!”. És így gondoltam: „Miért mosom őket olyan gyakran? Tényleg tiszták?" Megkérdeztem anyámat: „Miért kell kezet mosnod?”. Anya így válaszolt: „A kézen és a környező tárgyakon is sok mikroba található, amelyek ha étellel a szájba kerülnek, megbetegedést okozhatnak.” Alaposan megnéztem a kezeimet, de nem láttam baktériumokat. És anyám azt mondta, hogy a mikrobák nagyon kicsik, és nem láthatók speciális nagyító eszközök nélkül. Aztán felfegyvereztem magam egy nagyítóval, és elkezdtem nézni mindent, ami körülvett. De még mindig nem láttam mikrobákat. Anyám elmagyarázta nekem, hogy a mikrobák olyan kicsik, hogy csak mikroszkóp alatt láthatók. Nekünk az iskolában van mikroszkópunk, de nem vihetjük haza, és nem lehet baktériumokat keresni. Aztán úgy döntöttem, hogy elkészítem a saját mikroszkópomat.
Kutatásom célja: Állítsa össze a mikroszkópot.
Projekt céljai:
- Ismerje meg a mikroszkóp történetét.
- Tudja meg, miből állnak a mikroszkópok és mik lehetnek.
- Próbáljon meg saját mikroszkópot építeni, és tesztelje.
Az én hipotézisem : saját kezűleg mikroszkópot készíthet otthon egy csepp vízből és rögtönzött eszközökből.
Fő rész
A mikroszkóp keletkezésének története.
Mikroszkóp (görögül - kicsi és look) - optikai eszköz szabad szemmel láthatatlan tárgyak nagyított képeinek készítésére.
Jó dolog mikroszkóppal nézni valamit. Nem rosszabb számítógépes játékokés talán még jobb is. De ki találta fel ezt a csodát - a mikroszkópot?
Háromszázötven évvel ezelőtt a holland Middelburg városában élt egy szemüvegmester. Türelmesen fényesített poharakat, poharakat készített és eladta mindenkinek, akinek szüksége volt rá. Két gyermeke volt - két fiú. Nagyon szerettek bemászni apjuk műhelyébe, és az ő hangszereivel, szemüvegével játszani, bár ez tilos volt nekik. Aztán egy nap, amikor az apa elment valahova, a srácok szokás szerint a munkapadjához mentek – van valami újdonság, amivel jól szórakozhat? A poharakhoz előkészített poharak az asztalon hevertek, a sarokban pedig egy rövid rézcső feküdt: abból a mester gyűrűket vágott ki - szemüvegkeretet. A srácok belepréseltek a cső végeibe szemüvegüveg. Az idősebb fiú csövet helyezett a szeméhez, és ránézett egy nyitott könyv lapjára, amely itt hevert az asztalon. Meglepetésére a levelek hatalmasak lettek. A fiatalabb belenézett a telefonba, és csodálkozva kiabált: vesszőt látott, de micsoda vessző – úgy nézett ki, mint egy kövér féreg! A srácok az üveg fényezése után visszamaradt üvegporra irányították a csövet. És nem port láttak, hanem egy csomó üvegszemet. A cső egyenesen varázslatosnak bizonyult: minden tárgyat nagymértékben megnövelt. A gyerekek meséltek apjuknak felfedezésükről. Még csak nem is szidta őket: annyira meglepte a pipa rendkívüli tulajdonsága. Megpróbált egy másik csövet készíteni ugyanazzal a szemüveggel, hosszú és kihúzható. Az új cső még jobban nőtt. Ez volt az első mikroszkóp. Övé
véletlenül találta fel 1590-ben Zakharia Jansen szemüvegmester, vagy inkább gyermekei.
Hasonló gondolatok a nagyító eszköz létrehozásával kapcsolatban több Jansenben is felmerültek: az új eszközöket a holland Jan Lipershey (a szemüvegek mestere és szintén middelburgi) és Jacob Metius találta fel. Angliában megjelent a holland Cornelius Drebbel, aki feltalált egy két bikonvex lencsés mikroszkópot. Amikor 1609-ben elterjedtek a pletykák, hogy Hollandiában létezik valamilyen eszköz apró tárgyak megtekintésére, Galileo már másnap megértette a terv általános elképzelését, és mikroszkópot készített a laboratóriumában, és 1612-ben már létrehozta a mikroszkópok gyártását. A megalkotott készüléket eleinte senki sem nevezte mikroszkópnak, inkább conspicilliumnak hívták. Az ismerős „teleszkóp” és „mikroszkóp” szavakat először 1614-ben a görög Demiscian mondta ki.
1697-ben a Nagykövetség elhagyta Moszkvát Moszkvából, amelybe Nagy Péter cárunk is beletartozott. Hollandiában hallotta, hogy "egy holland Leeuwenhoek", aki Delft városában él, csodálatos készülékeket készít otthon. Segítségükkel több ezer állatot fedezett fel, amelyek csodálatosabbak a legkülönlegesebb tengerentúli állatoknál. És ezek a kis állatok "fészkelnek" a vízben, a levegőben és még az ember szájában is. Ismerve a király kíváncsiságát, nem nehéz kitalálni, hogy Péter azonnal látogatóba ment. Az eszközök, amelyeket a király látott, az úgynevezett egyszerű mikroszkópok voltak (nagy nagyítású nagyító volt). Leeuwenhoek azonban 300-szoros nagyítást tudott elérni, és ez meghaladta a 17. század legjobb összetett mikroszkópjainak képességeit, amelyek objektívvel és okulárral is rendelkeztek.
Sokáig nem tudták felfedni a „bolhaüveg” titkát, ahogy Leeuwenhoek készülékét elutasítóan nevezték az irigy kortársak. Hogyan lehet
Kiderült, hogy a 17. században egy tudós olyan eszközöket hozott létre, amelyek bizonyos jellemzőik szerint közel állnak a 20. század eleji eszközökhöz? Végül is az akkori technológiával lehetetlen volt mikroszkópot készíteni. Leeuwenhoek maga nem árulta el titkát senkinek. A "bolhaüveg" titka csak 315 év után derült ki a Novoszibirszki Állami Orvosi Intézetben, az Általános Biológia és a Genetika Alapjai Tanszékén. A titoknak nagyon egyszerűnek kellett lennie, mert Leeuwenhoek számára rövid időszak sikerült sok másolatot készítenie egylencsés mikroszkópjairól. Lehet, hogy soha nem polírozott nagyítólencséket? Igen, a tűz tette érte! Ha veszel egy üvegszálat, és egy égő lángjába helyezed, egy golyó jelenik meg a szál végén - Leeuwenhoek volt az, aki lencseként szolgált. Minél kisebb volt a golyó, annál nagyobb volt a növekedés...
1697-ben Nagy Péter körülbelül két órát töltött Leeuwenhoekben – és nézett és nézett. És már 1716-ban, második külföldi útja során a császár megvásárolta az első mikroszkópokat a Kunstkamera számára. Tehát egy csodálatos eszköz jelent meg Oroszországban.
A mikroszkóp titkokat feltáró műszernek nevezhető. A mikroszkópok különböző években máshogy néztek ki, de évről évre egyre bonyolultabbak lettek, és sok részletük lett.
Így nézett ki Jansen első mikroszkópja:
Az első nagyméretű összetett mikroszkópot Robert Hooke angol fizikus készítette a 17. században.
Így néztek ki a mikroszkópok a 18. században. Sok utazó volt a 18. században. És szükségük volt egy utazómikroszkópra, amely elfér egy táska vagy kabát zsebében. A XVIII. század első felében. széleskörű felhasználás megkapta az úgynevezett "kéz" vagy "zseb" mikroszkópot, amelyet J. Wilson angol látszerész tervezett. Így néztek ki:
Miből készül a mikroszkóp?
Minden mikroszkóp a következő részekből áll:
A mikroszkóp része | Amire szükség van |
szemlencse | felnagyítja az objektívről kapott képet |
lencse | növekedést biztosít egy kis tárgyban |
cső | teleszkóp, összeköti a lencsét és az okulárt |
beállító csavar | felemeli és leengedi a csövet, lehetővé teszi a vizsgált tárgy nagyítását és kicsinyítését |
tárgytábla | tárgy kerül rá. |
tükör | segít vezetni a fényt a színpadon lévő lyukban. |
Van háttérvilágítás és klipek is.
Azt is megtanultam, hogy mik lehetnek a mikroszkópok. A modern világban mindenmikroszkópokosztható:
- Oktatási mikroszkópok. Iskolának vagy gyereknek is nevezik őket.
- Digitális mikroszkópok. A digitális mikroszkóp fő feladata nem csak egy tárgy kinagyított formában történő bemutatása, hanem az is, hogy fényképet vagy videót készítsen.
- Laboratóriumi mikroszkópok. A laboratóriumi mikroszkóp fő feladata speciális kutatások elvégzése a tudomány, az ipar és az orvostudomány különböző területein.
Saját mikroszkóp építése
Amikor a mikroszkópok történetéről kerestünk információkat, az egyik oldalon megtudtuk, hogy egy csepp vízből is készíthet saját mikroszkópot. Aztán úgy döntöttem, hogy kísérletet hajtok végre egy ilyen mikroszkóp létrehozására. Egy csepp vízből kis mikroszkóp készíthető. Ehhez vastag papírt kell venni, vastag tűvel lyukat kell szúrni, és óvatosan helyezni rá egy csepp vizet. A mikroszkóp készen áll! Hozd ezt a cseppet az újságba – megszaporodtak a levelek. Hogyan kevesebb csepp, annál nagyobb a nagyítás. A Leeuwenhoek által feltalált első mikroszkópban minden csak úgy történt, csak a csepp üveg volt.
Találtunk egy könyvet "Az első tudományos kísérleteim" címmel, és kissé megbonyolítottuk a mikroszkóp modelljét. A munkához szükségem volt:
- Üveg korsó.
- Fémezett papír (sütési fólia).
- Olló.
- Skót.
- Vastag tű.
- Gyurma.
Amikor mindezt összegyűjtöttem, elkezdtem egy mikroszkóp modellt készíteni. Kicsit lejjebb fokozatosan aláírom az összes munkámat. Természetesen szükségem volt egy kis segítségre anyámtól és nővéremtől.
MIKROSZKÓP
BESZÁMOLÓ 6. osztályos tanuló biológiájáról
Az ember sokáig láthatatlan lényekkel körülvéve élt, felhasználta salakanyagait (például savanyú tésztából kenyérsütéskor, bor- és ecetkészítéskor), szenvedett, ha ezek a lények betegségeket okoztak, vagy elrontották az élelmiszerkészletüket, de nem sejtette, jelenlét . Nem gyanítottam, mert nem láttam, de nem is láttam, mert ezeknek a mikrolényeknek a mérete jóval a láthatóság határa alatt van. emberi szem. Köztudott, hogy egy személy normál látás optimális távolságban (25-30 cm) képes megkülönböztetni egy 0,07-0,08 mm méretű tárgyat pont formájában. Kisebb tárgyak nem láthatók. Ezt látószervének szerkezeti jellemzői határozzák meg.
Körülbelül egy időben, amikor megkezdődött a világűr teleszkópok segítségével történő feltárása, megtörténtek az első kísérletek arra, hogy lencsék segítségével feltárják a mikrovilág titkait. Tehát az ókori Babilonban végzett régészeti ásatások során bikonvex lencséket találtak - a legegyszerűbb optikai eszközöket. A lencsék csiszolt hegyből készültek kristály. Feltételezhető, hogy találmányukkal az ember megtette az első lépést a mikrovilág felé vezető úton.
Egy kis tárgy képének nagyításának legegyszerűbb módja, ha nagyítóval figyeljük meg. A nagyító egy kis gyújtótávolságú (általában nem több, mint 10 cm) konvergáló lencse, amelyet a fogantyúba helyeznek.
teleszkóp készítő Galileo ban ben 1610
1993-ban fedezte fel, hogy ha távol van egymástól, látótávolsága lehetővé teszi a kis tárgyak nagymértékű nagyítását. Megfontolható a mikroszkóp feltalálója pozitív és negatív lencsékből áll.
A mikroszkopikus objektumok megfigyelésének fejlettebb eszköze az egyszerű mikroszkóp. Hogy mikor jelentek meg ezek az eszközök, nem tudni pontosan. A 17. század legelején több ilyen mikroszkópot is készített egy szemüveges mester. Zacharias Jansen Middelburgból.
Az esszében A. Kircher, megjelent 1646 évfolyam, leírást tartalmaz a legegyszerűbb mikroszkópáltala elnevezett "bolha üveg". Réz alapba ágyazott nagyítóból állt, amelyre tárgyasztalt rögzítettek, amely a szóban forgó tárgy elhelyezésére szolgált; alul lapos vagy homorú tükör volt, amely a nap sugarait egy tárgyra verte vissza, és így alulról világította meg. A nagyítót egy csavar segítségével a tárgyasztalhoz mozgatták, amíg a kép egyértelművé és tisztává nem vált.
Az első nagy felfedezések csak készültek egyszerű mikroszkóp segítségével. A 17. század közepén fényes sikert ért el a holland természettudós Anthony Van Leeuwenhoek. Leeuwenhoek sok éven át tökéletesítette magát apró (néha 1 mm-nél kisebb átmérőjű) bikonvex lencsék gyártásában, amelyeket egy kis üveggolyóból készített, amelyet viszont úgy kaptak, hogy egy üvegrudat lángban olvasztottak. Aztán ezt az üveggolyót egy primitív köszörűgépen őrölték. Leeuwenhoek élete során legalább 400 ilyen mikroszkópot készített. Az egyik, az utrechti Egyetemi Múzeumban őrzött, több mint 300-szoros nagyítást ad, ami óriási siker volt a 17. században.
A 17. század elején voltak összetett mikroszkópok két lencséből áll. Egy ilyen összetett mikroszkóp feltalálója nem pontosan ismert, de sok tény arra utal, hogy holland volt. Cornelius Drebel, aki Londonban élt és I. Jakab angol király szolgálatában állt. Az összetett mikroszkópban két pohár: az egyik - a lencse - a tárgy felé néz, a másik - az okulár - a megfigyelő szeme felé néz. Az első mikroszkópokban egy bikonvex üveg szolgált objektívként, amely valódi, felnagyított, de inverz képet adott. Ezt a képet egy okulár segítségével vizsgálták, amely így a nagyító szerepét töltötte be, de csak ez a nagyító szolgált nem magának a tárgynak a nagyítására, hanem annak képére.
NÁL NÉL 1663 mikroszkóp Drebel volt javított angol fizikus Robert Hooke, aki egy harmadik lencsét vitt bele, a kollektíva néven. Ez a fajta mikroszkóp nagy népszerűségre tett szert, és a 17. század végének - 8. század első felében a legtöbb mikroszkóp a séma szerint készült.
Mikroszkóp készülék
A mikroszkóp egy optikai műszer, amelyet szabad szemmel láthatatlan mikroobjektumok nagyított képeinek tanulmányozására terveztek.
Fő részek fénymikroszkóp(1. ábra) egy lencse és egy szemlencse, amelyek hengeres testbe - egy csőbe - vannak zárva. A legtöbb biológiai kutatásra tervezett modell három különböző lencsével érkezik gyújtótávolságokés egy forgó mechanizmus, amelyet a gyors cseréjükre terveztek - egy torony, amelyet gyakran toronynak neveznek. A cső egy masszív állvány tetején található, beleértve a csőtartót is. Valamivel az objektív (vagy több objektíves torony) alatt található egy tárgyasztal, amelyre tesztmintákkal ellátott tárgylemezeket helyeznek el. Az élességet egy durva és finom beállító csavarral lehet beállítani, amely lehetővé teszi a tárgyasztal helyzetének megváltoztatását az objektívhez képest.
Annak érdekében, hogy a vizsgált minta megfelelő fényerővel rendelkezzen a kényelmes megfigyeléshez, a mikroszkópok további két optikai egységgel (2. ábra) vannak felszerelve - egy megvilágítóval és egy kondenzátorral. A megvilágító fényáramot hoz létre, amely megvilágítja a vizsgálati előkészítést. A klasszikus fénymikroszkópokban a megvilágító (beépített vagy külső) kialakítása egy vastag izzószálú kisfeszültségű lámpát, egy konvergáló lencsét és egy membránt foglal magában, amely megváltoztatja a mintán lévő fényfolt átmérőjét. A kondenzátort, amely egy konvergáló lencse, úgy tervezték, hogy a megvilágító sugarait a mintára fókuszálja. A kondenzátor írisz diafragmával is rendelkezik (mező és apertúra), amely szabályozza a megvilágítás intenzitását.
Fényáteresztő tárgyakkal (folyadékok, vékony növényrészek stb.) végzett munka során áteresztő fény világítja meg őket - a megvilágító és a kondenzátor a tárgyasztal alatt található. Az átlátszatlan mintákat elölről kell megvilágítani. Ehhez a megvilágítót a tárgyasztal fölé helyezik, és sugarait áttetsző tükör segítségével a lencsén keresztül a tárgyra irányítják.
A megvilágító lehet passzív, aktív (lámpa), vagy mindkettő. A legegyszerűbb mikroszkópok nem rendelkeznek lámpákkal a minták megvilágítására. Az asztal alatt kétoldalas tükör van, amelyben az egyik oldal lapos, a másik homorú. Nappal, ha a mikroszkóp az ablak közelében van, homorú tükör segítségével elég jó megvilágítást kaphat. Ha a mikroszkóp sötét szobában van, lapos tükröt és külső megvilágítót használnak a megvilágításhoz.
A mikroszkóp nagyítása megegyezik az objektív és a szemlencse nagyításának szorzatával. 10-es okulárnagyításnál és 40-es objektív nagyításnál a teljes nagyítási tényező 400. Általában a 4-100-as nagyítású objektívek szerepelnek egy kutatási mikroszkóp készletben Tipikus mikroszkóp objektívkészlet amatőr és tudományos kutatás(x 4, x 10 és x 40), 40 és 400 közötti nagyítást biztosít.
A mikroszkóp másik fontos jellemzője a felbontás, amely meghatározza a mikroszkóp minőségét és a kép tisztaságát. Minél nagyobb a felbontás, annál több finom részlet látható erős növekedés. A felbontással kapcsolatban „hasznos” és „haszontalan” nagyításról beszélünk. A „hasznos” az a maximális nagyítás, amelynél a kép maximális részlete érhető el. A további nagyítást („haszontalan”) a mikroszkóp felbontása nem támogatja, és nem tár fel új részleteket, de hátrányosan befolyásolhatja a kép tisztaságát és kontrasztját. Így a fénymikroszkóp hasznos nagyításának határa nincs korlátozva általános együttható a lencse és a szemlencse nagyítása - tetszés szerint tetszőleges méretűvé tehető -, de a mikroszkóp optikai alkatrészeinek minősége, vagyis a felbontás.
A mikroszkóp három fő funkcionális részből áll:
1. Világító rész
Úgy tervezték, hogy olyan fényáramot hozzon létre, amely lehetővé teszi a tárgy megvilágítását oly módon, hogy a mikroszkóp következő részei a lehető legnagyobb pontossággal látják el funkcióikat. Az áteresztett fénymikroszkóp megvilágító része direkt mikroszkópban az objektív alatti tárgy mögött, fordított mikroszkópban az objektív feletti tárgy előtt helyezkedik el.
A világítási rész tartalmaz egy fényforrást (lámpát és egy elektromos tápegységet) és egy optikai-mechanikus rendszert (kollektor, kondenzátor, mező és apertúra állítható / írisz diafragma).
2. Lejátszási rész
Úgy tervezték, hogy egy tárgyat a képsíkban a kutatáshoz szükséges képminőséggel és nagyítással reprodukáljon (vagyis olyan képet készítsen, amely a lehető legpontosabban és minden részletében reprodukálja a tárgyat a megfelelő felbontással, nagyítással, kontraszttal és színvisszaadással). a mikroszkóp optikája).
A reprodukáló rész biztosítja a nagyítás első fokozatát, és a tárgy után helyezkedik el a mikroszkóp képsíkjához. A reprodukáló rész egy lencsét és egy közbenső optikai rendszert tartalmaz.
Modern mikroszkópok a legújabb generáció a végtelenségig korrigált lencsék optikai rendszerein alapul.
Ehhez még szükség van az úgynevezett csőrendszerekre, amelyek a mikroszkóp képsíkjában „összegyűjtik” az objektívből kijövő párhuzamos fénynyalábokat.
3. Vizualizáló rész
Úgy tervezték, hogy valódi képet kapjon a retinán, filmen vagy lemezen lévő tárgyról, televízió vagy számítógép monitor képernyőjén további nagyítással (a nagyítás második fokozata).
A képalkotó rész a lencse képsíkja és a megfigyelő szeme (kamera, kamera) között helyezkedik el.
A képalkotó rész monokuláris, binokuláris vagy trinokuláris vizuális rögzítést tartalmaz megfigyelő rendszerrel (nagyítóként működő szemlencsék).
Ezenkívül ez a rész további nagyítási rendszereket tartalmaz (nagykereskedő rendszerei / nagyítás változtatása); kivetítő fúvókák, beleértve a két vagy több megfigyelő számára készült vitafúvókákat; rajzeszközök; képelemző és dokumentációs rendszerek megfelelő illeszkedő elemekkel (fotócsatorna).
