Una storia su un microscopio. Cos'è un microscopio? Analisi dettagliata
L'occhio umano è progettato in modo tale da non poter vedere un oggetto le cui dimensioni non superino 0,1 mm. In natura esistono oggetti le cui dimensioni sono molto più piccole. Questi sono microrganismi, cellule di tessuti viventi, elementi strutturali di sostanze e molto altro.
Anche nell'antichità venivano utilizzati cristalli naturali lucidati per migliorare la vista. Con lo sviluppo della lavorazione del vetro, iniziarono a essere prodotte lenticchie di vetro - lenti. R. Bacon nel XIII secolo. consigliava alle persone con problemi di vista di posizionare occhiali convessi sugli oggetti per vederli meglio. Allo stesso tempo, in Italia apparvero occhiali costituiti da due lenti collegate.
Nel XVI secolo artigiani in Italia e nei Paesi Bassi che hanno realizzato occhiali da vista, conosceva la proprietà di un sistema di due lenti di produrre un'immagine ingrandita. Uno dei primi dispositivi del genere fu realizzato nel 1590 dall'olandese Z. Jansen.
Nonostante il fatto che la capacità di ingrandimento delle superfici e delle lenti sferiche fosse nota già nel XIII secolo, prima dell'inizio del XVII secolo. nessuno degli scienziati naturali ha nemmeno provato a usarli per osservare gli oggetti più piccoli inaccessibili all'occhio umano nudo.
La parola “microscopio”, derivata da due parole greche – “piccolo” e “guardare”, fu introdotta nell’uso scientifico da un membro dell’Accademia “Dei Lyncei” (dagli occhi di lince) Desmikian all’inizio del XVII secolo.
Nel 1609 Galileo Galilei, mentre studiava il telescopio da lui progettato, lo utilizzò come microscopio. Per fare ciò, ha cambiato la distanza tra la lente e l'oculare. Galileo fu il primo a giungere alla conclusione che la qualità delle lenti per occhiali e telescopi dovrebbe essere diversa. Ha creato un microscopio selezionando una distanza tra le lenti che avrebbe ingrandito non gli oggetti distanti, ma quelli vicini. Nel 1614 Galileo esaminò gli insetti al microscopio.
L'allievo di Galileo, E. Torricelli, adottò l'arte di molare le lenti dal suo maestro. Oltre a realizzare cannocchiali, Torricelli costruì semplici microscopi, costituiti da una minuscola lente, che ottenne da una goccia di vetro fondendo una bacchetta di vetro sul fuoco.
Nel XVII secolo I microscopi più semplici erano popolari, costituiti da una lente d'ingrandimento: una lente biconvessa montata su un supporto. Sul supporto è stato montato anche un tavolo portaoggetti su cui è stato posizionato l'oggetto in questione. Sotto il tavolo c'era uno specchio di forma piatta o convessa, che rifletteva i raggi del sole sull'oggetto e lo illuminava dal basso. Per migliorare l'immagine, la lente d'ingrandimento è stata spostata rispetto al palco utilizzando una vite.
Nel 1665, l'inglese R. Hooke, utilizzando un microscopio utilizzando piccole perle di vetro, scoprì struttura cellulare tessuti animali e vegetali.
Un contemporaneo di Hooke, l'olandese A. van Leeuwenhoek, costruì microscopi costituiti da piccole lenti biconvesse. Fornivano un ingrandimento di 150–300x. Usando i suoi microscopi, Leeuwenhoek studiò la struttura degli organismi viventi. In particolare, scoprì il movimento del sangue all'interno vasi sanguigni e globuli rossi, sperma, descrivevano la struttura dei muscoli, delle squame della pelle e molto altro.
Scoperto Leeuwenhoek nuovo mondo– il mondo dei microrganismi. Descrisse molte specie di ciliati e batteri.
Il biologo olandese J. Swammerdam ha fatto molte scoperte nel campo dell'anatomia microscopica. Ha studiato l'anatomia degli insetti in modo più dettagliato. Negli anni '30 XVIII secolo ha prodotto un'opera riccamente illustrata chiamata Nature's Bible.
I metodi per calcolare i componenti ottici di un microscopio sono stati sviluppati dallo svizzero L. Euler, che ha lavorato in Russia.
La struttura più comune del microscopio è la seguente: l'oggetto da esaminare viene posizionato su un tavolino. Sopra c'è un dispositivo in cui sono montate le lenti dell'obiettivo e il tubo - un tubo con un oculare. L'oggetto osservato viene illuminato utilizzando una lampada o luce del sole, specchio inclinato e lente. I diaframmi installati tra la sorgente luminosa e l'oggetto limitano il flusso luminoso e ne riducono la quota luce diffusa. Tra i diaframmi è installato uno specchio che modifica la direzione del flusso luminoso di 90°. Un condensatore concentra un raggio di luce su un oggetto. La lente raccoglie i raggi diffusi dall'oggetto e forma un'immagine ingrandita dell'oggetto, osservata utilizzando un oculare. L'oculare funziona come una lente d'ingrandimento, fornendo un ulteriore ingrandimento. L'ingrandimento del microscopio varia da 44 a 1500 volte.
Nel 1827 J. Amici utilizzò nel microscopio una lente ad immersione. In esso, lo spazio tra l'oggetto e la lente è riempito con liquido di immersione. Vengono utilizzati tali liquidi oli vari(cedro o minerale), acqua o soluzione acquosa glicerina, ecc. Tali obiettivi consentono di aumentare la risoluzione del microscopio e migliorare il contrasto dell'immagine.
Nel 1850 l'ottico inglese G. Sorby creò il primo microscopio per l'osservazione di oggetti in luce polarizzata. Tali dispositivi vengono utilizzati per studiare cristalli, campioni di metallo, tessuti animali e vegetali.
L'inizio della microscopia ad interferenza fu posto nel 1893 dall'inglese J. Sirks. La sua essenza è che ogni raggio che entra nel microscopio si divide in due. Uno dei raggi risultanti è diretto verso la particella osservata, il secondo oltre. All'oculare, entrambi i raggi vengono ricollegati e tra loro si verifica un'interferenza. La microscopia ad interferenza consente lo studio di tessuti e cellule viventi.
Nel 20 ° secolo apparso diversi tipi microscopi con scopi diversi, design che consentono lo studio di oggetti in ampi intervalli spettro
Pertanto, nei microscopi invertiti l'obiettivo si trova sotto l'oggetto osservato e il condensatore si trova sopra. La direzione dei raggi viene modificata mediante un sistema di specchi, ed entrano nell’occhio dell’osservatore, come di consueto, dal basso verso l’alto. Questi microscopi sono progettati per studiare oggetti ingombranti che sono difficili da posizionare sul tavolino dei microscopi convenzionali. Sono utilizzati per studiare colture di tessuti, reazioni chimiche, determinare i punti di fusione dei materiali. Questi microscopi sono ampiamente utilizzati in metallografia per osservare le superfici di metalli, leghe e minerali. I microscopi invertiti possono essere dotati di dispositivi speciali per la microfotografia e il microcinema.
I microscopi fluorescenti sono dotati di filtri luminosi sostituibili che consentono di isolare nella radiazione dell'illuminatore quella parte dello spettro che provoca la luminescenza dell'oggetto studiato. Filtri speciali trasmettono solo la luce luminescente dell'oggetto. Le sorgenti luminose in tali microscopi sono lampade al mercurio ad altissima pressione che emettono raggi ultravioletti e raggi della gamma delle onde corte dello spettro visibile.
I microscopi ultravioletti e infrarossi vengono utilizzati per studiare aree dello spettro inaccessibili all'occhio umano. I circuiti ottici sono simili a quelli dei microscopi convenzionali. Le lenti di questi microscopi sono realizzate con materiali trasparenti ai raggi ultravioletti (quarzo, fluorite) e infrarossi (silicio, germanio). Sono dotati di telecamere che registrano immagine visibile e convertitori elettro-ottici che trasformano un'immagine invisibile in visibile.
Uno stereomicroscopio fornisce un'immagine tridimensionale di un oggetto. Si tratta in realtà di due microscopi, realizzati in un unico design in modo tale che gli occhi destro e sinistro osservino l'oggetto da diverse angolazioni. Hanno trovato applicazione nella microchirurgia e nell'assemblaggio di dispositivi in miniatura.
I microscopi di confronto sono due microscopi convenzionali combinati con un unico sistema di oculari. Utilizzando tali microscopi, puoi osservare due oggetti contemporaneamente, confrontando le loro caratteristiche visive.
Nei microscopi televisivi, l'immagine del farmaco viene convertita in segnali elettrici che riproducono questa immagine sullo schermo di un tubo a raggi catodici. Questi microscopi consentono di modificare la luminosità e il contrasto dell'immagine. Con il loro aiuto, puoi studiare a distanza di sicurezza oggetti pericolosi da vedere a distanza ravvicinata, come le sostanze radioattive.
I migliori microscopi ottici consentono di ingrandire gli oggetti osservati di circa 2000 volte. Un ulteriore ingrandimento non è possibile perché la luce si piega attorno all'oggetto illuminato e, se le sue dimensioni sono inferiori alla lunghezza d'onda, tale oggetto diventa invisibile. Dimensione minima un oggetto che può essere visto attraverso un microscopio ottico – 0,2–0,3 micrometri.
Nel 1834 W. Hamilton stabilì che esiste un'analogia tra il passaggio dei raggi luminosi in mezzi otticamente disomogenei e le traiettorie delle particelle nei campi di forza. La possibilità di realizzare un microscopio elettronico apparve nel 1924 dopo che L. De Broglie avanzò l'ipotesi che tutti i tipi di materia senza eccezione - elettroni, protoni, atomi, ecc. - sono caratterizzati dal dualismo onda-particella, hanno cioè la proprietà sia delle particelle che delle onde. I prerequisiti tecnici per la creazione di un tale microscopio sono apparsi grazie alla ricerca del fisico tedesco H. Busch. Indagò sulle proprietà di focalizzazione dei campi assialsimmetrici e nel 1928 sviluppò una lente elettronica magnetica.
Nel 1928 M. Knoll e M. Ruska iniziarono a creare il primo microscopio a trasmissione magnetica. Tre anni dopo, ottennero l'immagine di un oggetto formato utilizzando fasci di elettroni. Nel 1938 M. von Ardenne in Germania e nel 1942 V.K. Zvorykin negli USA costruirono i primi microscopi elettronici a scansione funzionanti secondo il principio della scansione. In essi, un sottile fascio di elettroni (sonda) si muoveva sequenzialmente attraverso l'oggetto da un punto all'altro.
In un microscopio elettronico, a differenza di un microscopio ottico, vengono utilizzati gli elettroni al posto dei raggi luminosi e vengono utilizzate bobine elettromagnetiche o lenti elettroniche al posto delle lenti di vetro. La fonte di elettroni per illuminare un oggetto è una “pistola” elettronica. In esso, la fonte di elettroni è un catodo metallico. Gli elettroni vengono quindi raccolti in un fascio utilizzando un elettrodo di focalizzazione e, sotto l'influenza di un forte campo elettrico agente tra il catodo e l'anodo, acquistano energia. Per creare un campo, agli elettrodi vengono applicate tensioni fino a 100 kilovolt o più. La tensione è regolata a gradini ed è altamente stabile: in 1–3 minuti cambia di non più di 1–2 ppm rispetto al valore originale.
Uscendo dalla "pistola" elettronica, un raggio di elettroni viene diretto verso un oggetto mediante una lente condensatrice, disperso su di esso e focalizzato da una lente oggetto, che crea un'immagine intermedia dell'oggetto. L'obiettivo di proiezione raccoglie gli elettroni e crea una seconda immagine ancora più grande sullo schermo fluorescente. Su di esso, sotto l'influenza degli elettroni che lo colpiscono, appare un'immagine luminosa dell'oggetto. Se metti una lastra fotografica sotto lo schermo, puoi fotografare questa immagine.
Ottima definizione
Definizione incompleta ↓
Cos'è un microscopio? Significato e interpretazione parole al microscopio, definizione del termine
microscopio -
uno strumento ottico con una o più lenti per produrre immagini ingrandite di oggetti non visibili ad occhio nudo. I microscopi possono essere semplici o complessi. Un microscopio semplice è un sistema a lente singola. Un semplice microscopio può essere considerato una normale lente d'ingrandimento: una lente piano-convessa. Un microscopio composto (spesso chiamato semplicemente microscopio) è una combinazione di due semplici.
Un microscopio composto fornisce un ingrandimento maggiore di uno semplice e ha una risoluzione maggiore. La risoluzione è la capacità di distinguere i dettagli di un campione. Un'immagine ingrandita in cui i dettagli sono indistinguibili fornisce poco informazioni utili.
Un microscopio complesso ha un design a due stadi. Un sistema di lenti, chiamato obiettivo, viene avvicinato al campione; crea un'immagine ingrandita e risolta dell'oggetto. L'immagine viene ulteriormente ingrandita da un altro sistema di lenti chiamato oculare, posizionato più vicino all'occhio dello spettatore. Questi due sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo.
Lavorare con un microscopio. L'illustrazione mostra un tipico microscopio biologico. Il supporto per treppiede è realizzato sotto forma di fusione pesante, solitamente a forma di ferro di cavallo. Ad esso è fissato su una cerniera un portatubo che sostiene tutte le altre parti del microscopio. Il tubo in cui sono montati i sistemi di lenti consente loro di essere spostati rispetto al campione per la messa a fuoco. La lente si trova all'estremità inferiore del tubo. Tipicamente, un microscopio è dotato di diversi obiettivi di diverso ingrandimento su una torretta, che consente loro di essere installati in una posizione di lavoro sull'asse ottico. L'operatore, esaminando il campione, inizia, di regola, con una lente che ne è dotata ingrandimento più basso e il campo visivo più ampio, trova i dettagli che gli interessano e poi li esamina utilizzando una lente ad alto ingrandimento. L'oculare è montato all'estremità di un supporto retrattile (che consente di modificare la lunghezza del tubo quando necessario). L'intero tubo con obiettivo e oculare può essere spostato su e giù per mettere a fuoco il microscopio.
Il campione viene solitamente prelevato come uno strato o una sezione trasparente molto sottile; è posizionato su una lastra di vetro rettangolare, chiamata vetrino, e coperto superiormente con una lastra di vetro più sottile e più piccola, chiamata coprioggetto. Il campione è spesso colorato sostanze chimiche per aumentare il contrasto. Il vetrino viene posizionato sul tavolino in modo che il campione si trovi sopra il foro centrale del tavolino. Il tavolino è solitamente dotato di un meccanismo per spostare il campione in modo fluido e preciso attraverso il campo visivo.
Sotto il tavolino portaoggetti si trova il supporto per il terzo sistema di lenti, un condensatore, che concentra la luce sul campione. Possono esserci diversi condensatori e qui si trova un diaframma a iride per regolare l'apertura.
Ancora più in basso si trova uno specchio luminoso installato in un giunto cardanico, che riflette la luce della lampada sul campione, grazie al quale l'intero sistema ottico del microscopio crea un'immagine visibile. L'oculare può essere sostituito con un attacco fotografico e quindi l'immagine verrà formata sulla pellicola fotografica. Molti microscopi da ricerca sono dotati di un illuminatore speciale, per cui non è necessario uno specchio illuminato.
Aumento. L'ingrandimento di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Per un tipico microscopio da ricerca, l'ingrandimento dell'oculare è 10 e l'ingrandimento degli obiettivi è 10, 45 e 100. Pertanto, l'ingrandimento di un tale microscopio varia da 100 a 1000. L'ingrandimento di alcuni microscopi raggiunge 2000. l'ingrandimento ancora maggiore non ha senso, poiché la risoluzione allo stesso tempo non migliora; al contrario, la qualità dell'immagine peggiora.
Teoria. Una teoria coerente del microscopio fu formulata dal fisico tedesco Ernst Abbe alla fine del XIX secolo. Abbe ha scoperto che la risoluzione (la distanza minima possibile tra due punti visibili separatamente) è data da
dove R è la risoluzione in micrometri (10-6 m), . - lunghezza d'onda della luce (creata dall'illuminatore), μm, n - indice di rifrazione del mezzo tra il campione e la lente, a. - metà dell'angolo di ingresso della lente (l'angolo tra i raggi esterni del fascio di luce conico che entra nella lente). Abbe chiamò la quantità apertura numerica (è indicata con il simbolo NA). Dalla formula sopra è chiaro che maggiore è la NA e più corta è la lunghezza d'onda, minori saranno i dettagli risolti dell'oggetto in studio.
L'apertura numerica non determina solo la risoluzione del sistema, ma caratterizza anche l'apertura dell'obiettivo: l'intensità luminosa per unità di area dell'immagine è approssimativamente uguale al quadrato di NA. Per un buon obiettivo, il valore NA è di circa 0,95. Il microscopio è solitamente progettato in modo che il suo ingrandimento totale sia di ca. 1000 N.A.
Lenti a contatto. Esistono tre tipi principali di lenti, che differiscono nel grado di correzione delle distorsioni ottiche: cromatiche e aberrazioni sferiche. L'aberrazione cromatica si verifica quando vengono focalizzate onde luminose di diverse lunghezze d'onda punti diversi sull'asse ottico. Di conseguenza, l'immagine appare colorata. Le aberrazioni sferiche sono causate dal fatto che la luce che passa attraverso il centro della lente e la luce che passa attraverso la sua parte periferica sono focalizzate in punti diversi sull'asse. Di conseguenza, l'immagine appare poco chiara.
Le lenti acromatiche sono attualmente le più comuni. In essi, le aberrazioni cromatiche vengono soppresse attraverso l'uso di elementi in vetro con diversa dispersione, garantendo la convergenza dei raggi estremi dello spettro visibile - blu e rosso - in un unico fuoco. Rimane una leggera colorazione dell'immagine e talvolta appare come deboli strisce verdi attorno all'oggetto. L'aberrazione sferica può essere corretta solo per un colore.
Le lenti alla fluorite utilizzano additivi di vetro per migliorare la correzione del colore al punto che la colorazione viene quasi completamente eliminata dall'immagine.
Le lenti apocromatiche sono le lenti con la correzione del colore più complessa. Non solo eliminano quasi completamente le aberrazioni cromatiche, ma correggono anche le aberrazioni sferiche non per uno, ma per due colori. L'ingrandimento degli apocromatici per il blu è leggermente maggiore che per il rosso, e quindi richiedono speciali oculari “compensatori”.
La maggior parte delle lenti sono "asciutte", cioè sono progettati per funzionare in condizioni in cui lo spazio tra la lente e il campione è pieno d'aria; il valore NA per tali lenti non supera 0,95. Se si introduce un liquido (olio o, più raramente, acqua) tra l'obiettivo e il campione, si ottiene un obiettivo “ad immersione” con un valore di NA fino a 1,4 e un corrispondente miglioramento della risoluzione.
Attualmente, l'industria produce e vari tipi lenti speciali. Questi includono lenti a campo piatto per microfotografia, lenti senza stress (rilassate) per lavorare in luce polarizzata e lenti per esaminare campioni metallurgici opachi illuminati dall'alto.
Condensatori. Il condensatore forma un cono di luce diretto sul campione. Tipicamente, un microscopio è dotato di un diaframma a iride per far corrispondere l'apertura del cono di luce con l'apertura dell'obiettivo, fornendo così la massima risoluzione e il massimo contrasto dell'immagine. (Il contrasto in microscopia ha lo stesso importante, come nella tecnologia televisiva.) Il condensatore più semplice, abbastanza adatto per la maggior parte dei microscopi di uso generale, è il condensatore di Abbe a due lenti. Gli obiettivi con apertura maggiore, in particolare gli obiettivi a immersione in olio, richiedono condensatori corretti più complessi. Le lenti ad olio con apertura massima richiedono un condensatore speciale che abbia un contatto di immersione in olio con superficie inferiore vetrino su cui giace il campione.
Microscopi specializzati. A causa di requisiti diversi La scienza e la tecnologia hanno sviluppato molti tipi speciali di microscopi.
Un microscopio binoculare stereoscopico, progettato per ottenere un'immagine tridimensionale di un oggetto, è costituito da due sistemi microscopici separati. Il dispositivo è progettato per piccoli ingrandimenti (fino a 100). Tipicamente applicato all'assemblaggio di componenti elettronici in miniatura, all'ispezione tecnica, operazioni chirurgiche.
Un microscopio polarizzatore è progettato per studiare l'interazione dei campioni con la luce polarizzata. La luce polarizzata spesso rende possibile rivelare la struttura degli oggetti che va oltre i limiti della risoluzione ottica convenzionale.
Un microscopio riflettente è dotato di specchi anziché di lenti che formano un'immagine. Poiché è difficile realizzare una lente a specchio, esistono pochissimi microscopi completamente riflettenti e attualmente gli specchi vengono utilizzati principalmente solo negli attacchi, ad esempio per la microchirurgia di singole cellule.
Microscopio fluorescente: illumina il campione con luce ultravioletta o blu. Il campione, assorbendo questa radiazione, emette luce visibile a luminescenza. Microscopi di questo tipo sono utilizzati in biologia, così come in medicina, per la diagnostica (in particolare il cancro).
Il microscopio a campo oscuro aggira le difficoltà legate al fatto che i materiali viventi sono trasparenti. Il campione viene osservato con un'illuminazione “obliqua” tale che la luce diretta non può entrare nella lente. Un'immagine è formata dalla luce diffratta da un oggetto, facendo apparire l'oggetto di colore molto chiaro. sfondo scuro(con contrasto molto elevato).
Un microscopio a contrasto di fase viene utilizzato per esaminare oggetti trasparenti, in particolare cellule viventi. Grazie a speciali dispositivi, parte della luce che passa attraverso il microscopio risulta essere sfasata di metà della lunghezza d'onda rispetto all'altra parte, il che determina il contrasto nell'immagine.
Un microscopio ad interferenza lo è ulteriori sviluppi microscopio a contrasto di fase. Si tratta di un'interferenza tra due fasci luminosi, uno dei quali attraversa il campione e l'altro viene riflesso. Questo metodo produce immagini colorate che forniscono informazioni molto preziose quando si studia la materia vivente. Vedi anche MICROSCOPIO ELETTRONICO; STRUMENTI OTTICI; OTTICA.
Microscopio
uno strumento ottico con una o più lenti per produrre immagini ingrandite di oggetti non visibili ad occhio nudo. I microscopi possono essere semplici o complessi. Un microscopio semplice è un sistema a lente singola. Un semplice microscopio può essere considerato una normale lente d'ingrandimento: una lente piano-convessa. Un microscopio composto (spesso chiamato semplicemente microscopio) è una combinazione di due semplici. Un microscopio composto fornisce un ingrandimento maggiore di uno semplice e ha una risoluzione maggiore. La risoluzione è la capacità di distinguere i dettagli di un campione. Un'immagine ingrandita senza dettagli visibili fornisce poche informazioni utili. Un microscopio complesso ha un design a due stadi. Un sistema di lenti, chiamato obiettivo, viene avvicinato al campione; crea un'immagine ingrandita e risolta dell'oggetto. L'immagine viene ulteriormente ingrandita da un altro sistema di lenti chiamato oculare, posizionato più vicino all'occhio dello spettatore. Questi due sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo. Lavorare con un microscopio. L'illustrazione mostra un tipico microscopio biologico. Il supporto per treppiede è realizzato sotto forma di fusione pesante, solitamente a forma di ferro di cavallo. Ad esso è fissato su una cerniera un portatubo che sostiene tutte le altre parti del microscopio. Il tubo in cui sono montati i sistemi di lenti consente loro di essere spostati rispetto al campione per la messa a fuoco. La lente si trova all'estremità inferiore del tubo. Tipicamente, un microscopio è dotato di diversi obiettivi di diverso ingrandimento su una torretta, che consente loro di essere installati in una posizione di lavoro sull'asse ottico. L'operatore, esaminando un campione, solitamente inizia con la lente che ha l'ingrandimento più basso e il campo visivo più ampio, trova i dettagli che lo interessano, e poi li esamina utilizzando una lente con un ingrandimento maggiore. L'oculare è montato all'estremità di un supporto retrattile (che consente di modificare la lunghezza del tubo quando necessario). L'intero tubo con obiettivo e oculare può essere spostato su e giù per mettere a fuoco il microscopio. Il campione viene solitamente prelevato come uno strato o una sezione trasparente molto sottile; è posizionato su una lastra di vetro rettangolare, chiamata vetrino, e coperto superiormente con una lastra di vetro più sottile e più piccola, chiamata coprioggetto. Il campione viene spesso colorato con sostanze chimiche per aumentare il contrasto. Il vetrino viene posizionato sul tavolino in modo che il campione si trovi sopra il foro centrale del tavolino. Il tavolino è solitamente dotato di un meccanismo per spostare il campione in modo fluido e preciso attraverso il campo visivo. Sotto il tavolino portaoggetti si trova il supporto per il terzo sistema di lenti, un condensatore, che concentra la luce sul campione. Possono esserci diversi condensatori e qui si trova un diaframma a iride per regolare l'apertura. Ancora più in basso si trova uno specchio luminoso installato in un giunto cardanico, che riflette la luce della lampada sul campione, grazie al quale l'intero sistema ottico del microscopio crea un'immagine visibile. L'oculare può essere sostituito con un attacco fotografico e quindi l'immagine verrà formata sulla pellicola fotografica. Molti microscopi da ricerca sono dotati di un illuminatore speciale, per cui non è necessario uno specchio illuminato. Aumento. L'ingrandimento di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Per un tipico microscopio da ricerca, l'ingrandimento dell'oculare è 10 e l'ingrandimento degli obiettivi è 10, 45 e 100. Pertanto, l'ingrandimento di un tale microscopio varia da 100 a 1000. L'ingrandimento di alcuni microscopi raggiunge 2000. l'ingrandimento ancora maggiore non ha senso, poiché la risoluzione allo stesso tempo non migliora; al contrario, la qualità dell'immagine peggiora. Teoria. Una teoria coerente del microscopio fu formulata dal fisico tedesco Ernst Abbe alla fine del XIX secolo. Abbe ha scoperto che la risoluzione (la distanza minima possibile tra due punti visibili separatamente) è data da dove R è la risoluzione in micrometri (10-6 m), . - lunghezza d'onda della luce (creata dall'illuminatore), μm, n - indice di rifrazione del mezzo tra il campione e la lente, a. - metà dell'angolo di ingresso della lente (l'angolo tra i raggi esterni del fascio di luce conico che entra nella lente). Abbe chiamò la quantità apertura numerica (è indicata con il simbolo NA). Dalla formula sopra è chiaro che maggiore è la NA e più corta è la lunghezza d'onda, minori saranno i dettagli risolti dell'oggetto in studio. L'apertura numerica non determina solo la risoluzione del sistema, ma caratterizza anche l'apertura dell'obiettivo: l'intensità luminosa per unità di area dell'immagine è approssimativamente uguale al quadrato di NA. Per un buon obiettivo, il valore NA è di circa 0,95. Il microscopio è solitamente progettato in modo che il suo ingrandimento totale sia di ca. 1000 N.A. Lenti a contatto. Esistono tre tipi principali di obiettivi, che differiscono nel grado di correzione delle distorsioni ottiche: aberrazioni cromatiche e sferiche. L'aberrazione cromatica si verifica quando onde luminose di diverse lunghezze d'onda vengono focalizzate in punti diversi sull'asse ottico. Di conseguenza, l'immagine appare colorata. Le aberrazioni sferiche sono causate dal fatto che la luce che passa attraverso il centro della lente e la luce che passa attraverso la sua parte periferica sono focalizzate in punti diversi sull'asse. Di conseguenza, l'immagine appare poco chiara. Le lenti acromatiche sono attualmente le più comuni. In essi, le aberrazioni cromatiche vengono soppresse attraverso l'uso di elementi in vetro con diversa dispersione, garantendo la convergenza dei raggi estremi dello spettro visibile - blu e rosso - in un unico fuoco. Rimane una leggera colorazione dell'immagine e talvolta appare come deboli strisce verdi attorno all'oggetto. L'aberrazione sferica può essere corretta solo per un colore. Le lenti alla fluorite utilizzano additivi di vetro per migliorare la correzione del colore al punto che la colorazione viene quasi completamente eliminata dall'immagine. Le lenti apocromatiche sono le lenti con la correzione del colore più complessa. Non solo eliminano quasi completamente le aberrazioni cromatiche, ma correggono anche le aberrazioni sferiche non per uno, ma per due colori. L'ingrandimento degli apocromatici per il blu è leggermente maggiore che per il rosso, e quindi richiedono speciali oculari “compensatori”. La maggior parte delle lenti sono "asciutte", cioè sono progettati per funzionare in condizioni in cui lo spazio tra la lente e il campione è pieno d'aria; il valore NA per tali lenti non supera 0,95. Se si introduce un liquido (olio o, più raramente, acqua) tra l'obiettivo e il campione, si ottiene un obiettivo “ad immersione” con un valore di NA fino a 1,4 e un corrispondente miglioramento della risoluzione. Attualmente l'industria produce vari tipi di lenti speciali. Questi includono lenti a campo piatto per microfotografia, lenti senza stress (rilassate) per lavorare in luce polarizzata e lenti per esaminare campioni metallurgici opachi illuminati dall'alto. Condensatori. Il condensatore forma un cono di luce diretto sul campione. Tipicamente, un microscopio è dotato di un diaframma a iride per far corrispondere l'apertura del cono di luce con l'apertura dell'obiettivo, fornendo così la massima risoluzione e il massimo contrasto dell'immagine. (Il contrasto è importante nella microscopia quanto lo è nella tecnologia televisiva.) Il condensatore più semplice, abbastanza adatto per la maggior parte dei microscopi generici, è il condensatore di Abbe a due lenti. Gli obiettivi con apertura maggiore, in particolare gli obiettivi a immersione in olio, richiedono condensatori corretti più complessi. Gli obiettivi ad olio con apertura massima richiedono un condensatore speciale che abbia un contatto di immersione in olio con la superficie inferiore del vetrino su cui poggia il campione. Microscopi specializzati. A causa delle diverse esigenze della scienza e della tecnologia, sono stati sviluppati molti tipi speciali di microscopi. Un microscopio binoculare stereoscopico, progettato per ottenere un'immagine tridimensionale di un oggetto, è costituito da due sistemi microscopici separati. Il dispositivo è progettato per piccoli ingrandimenti (fino a 100). Tipicamente utilizzato per l'assemblaggio di componenti elettronici miniaturizzati, ispezioni tecniche, operazioni chirurgiche. Un microscopio polarizzatore è progettato per studiare l'interazione dei campioni con la luce polarizzata. La luce polarizzata spesso rende possibile rivelare la struttura degli oggetti che va oltre i limiti della risoluzione ottica convenzionale. Un microscopio riflettente è dotato di specchi anziché di lenti che formano un'immagine. Poiché è difficile realizzare una lente a specchio, esistono pochissimi microscopi completamente riflettenti e attualmente gli specchi vengono utilizzati principalmente solo negli attacchi, ad esempio per la microchirurgia di singole cellule. Microscopio fluorescente: illumina il campione con luce ultravioletta o blu. Il campione, assorbendo questa radiazione, emette luce visibile a luminescenza. Microscopi di questo tipo sono utilizzati in biologia, così come in medicina, per la diagnostica (in particolare il cancro). Il microscopio a campo oscuro aggira le difficoltà legate al fatto che i materiali viventi sono trasparenti. Il campione viene osservato con un'illuminazione “obliqua” tale che la luce diretta non può entrare nella lente. L'immagine è formata dalla luce diffratta da un oggetto, facendo apparire l'oggetto molto chiaro su uno sfondo scuro (con contrasto molto elevato). Un microscopio a contrasto di fase viene utilizzato per esaminare oggetti trasparenti, in particolare cellule viventi. Grazie a speciali dispositivi, parte della luce che passa attraverso il microscopio risulta essere sfasata di metà della lunghezza d'onda rispetto all'altra parte, il che determina il contrasto nell'immagine. Il microscopio ad interferenza è un ulteriore sviluppo del microscopio a contrasto di fase. Si tratta di un'interferenza tra due fasci luminosi, uno dei quali attraversa il campione e l'altro viene riflesso. Questo metodo produce immagini colorate che forniscono informazioni molto preziose quando si studia la materia vivente. Vedi anche MICROSCOPIO ELETTRONICO; STRUMENTI OTTICI; OTTICA.
L'occhio umano è progettato in modo tale da non essere in grado di vedere chiaramente un oggetto e i suoi dettagli se le sue dimensioni sono inferiori a 0,1 mm. Ma in natura ci sono vari microrganismi, cellule di tessuti sia vegetali che animali e molti altri oggetti, le cui dimensioni sono molto più piccole. Per vedere, osservare e studiare tali oggetti, una persona utilizza uno speciale dispositivo ottico chiamato microscopio, che consente di ingrandire l'immagine di oggetti non visibili molte centinaia di volte dall'occhio umano. Il nome stesso del dispositivo, composto da due parole greche: piccolo e sembro, parla del suo scopo. Pertanto, un microscopio ottico è in grado di ingrandire l'immagine di un oggetto 2000 volte. Se l'oggetto studiato, ad esempio un virus, è troppo piccolo per ingrandirlo microscopio ottico non abbastanza scienza moderna usi microscopio elettronico, che consente di ingrandire l'oggetto osservato di 20.000-40.000 volte.
L'invenzione del microscopio è principalmente associata allo sviluppo dell'ottica. Il potere d'ingrandimento delle superfici curve era noto già nel 300 a.C. e. Euclide e Tolomeo (127-151), 
tuttavia, queste proprietà ottiche non venivano utilizzate a quel tempo. Fu solo nel 1285 che i primi bicchieri furono inventati dall'italiano Salvinio degli Arleati. Si ha notizia che il primo apparecchio a forma di microscopio fu creato nei Paesi Bassi da Z. Jansen intorno al 1590. Ne prendo due lenti convesse, li ha montati all'interno di un tubo, utilizzando un tubo retrattile per ottenere la messa a fuoco sull'oggetto studiato. Il dispositivo ha fornito un ingrandimento di dieci volte dell'oggetto, che è stato un vero successo nel campo della microscopia. Jansen ha realizzato molti di questi microscopi, migliorando significativamente ogni dispositivo successivo.
Nel 1646 fu pubblicato un saggio di A. Kircher, in cui descriveva l'invenzione del secolo: un semplice microscopio, chiamato "vetro antipulci". La lente d'ingrandimento era inserita in una base di rame su cui era montato il palco. L'oggetto studiato è stato posto su un tavolo, sotto il quale c'era un o specchio piatto, che rifletteva i raggi del sole sull'oggetto e lo illuminava dal basso. La lente d'ingrandimento veniva spostata con una vite finché l'immagine dell'oggetto non diventava chiara.
I microscopi complessi, creati da due lenti, apparvero all'inizio del XVII secolo. Molti fatti indicano che l'inventore del microscopio complesso fu l'olandese K. Drebel, che lo era 
al servizio del re d'Inghilterra Giacomo I. Il microscopio di Drebel aveva due vetri, uno (lente) rivolto verso l'oggetto da studiare, l'altro (oculare) rivolto verso l'occhio dell'osservatore. Nel 1633, il fisico inglese R. Hooke migliorò il microscopio Drebel, aggiungendo una terza lente, chiamata collettiva. Questo microscopio divenne molto popolare; la maggior parte dei microscopi della fine del XVII e dell'inizio del XVIII secolo furono realizzati secondo il suo design. Esaminando al microscopio sezioni sottili di tessuti animali e vegetali, Hooke scoprì la struttura cellulare degli organismi.
E nel 1673-1677 Naturalista olandese A. Levenguk, utilizzando un microscopio, ha scoperto un enorme mondo di microrganismi precedentemente sconosciuto. Nel corso degli anni, Leeuwenhoek realizzò circa 400 microscopi semplici, piccole lenti biconvesse, alcune delle quali inferiori a 1 mm di diametro, ricavate da una sfera di vetro. La palla stessa è stata macinata su una semplice rettificatrice. Uno di questi microscopi, con un ingrandimento di 300x, è conservato a Utrecht nel museo universitario. Esplorando tutto ciò che attirava la sua attenzione, Leeuwenhoek fece grandi scoperte una dopo l'altra. A proposito, il creatore del telescopio, Galileo, mentre migliorava il telescopio da lui creato, scoprì nel 1610 che, quando esteso, ingrandiva significativamente piccoli oggetti. Modificando la distanza tra l'oculare e la lente, Galileo utilizzò il tubo come una sorta di microscopio. Oggi è impossibile immaginarlo attività scientifica persona senza l'uso del microscopio. Trovato microscopio applicazione più ampia in laboratori biologici, medici, geologici e di scienza dei materiali.
Probabilmente, ognuno di noi, almeno una volta nella vita, ha avuto l'opportunità di lavorare con un dispositivo come un microscopio: alcuni a scuola durante una lezione di biologia e altri, forse, a causa della propria professione. Con l'aiuto di un microscopio possiamo osservare gli organismi viventi più piccoli, le particelle. Il microscopio è uno strumento piuttosto complesso e inoltre ha una lunga storia che sarà utile conoscere. Scopriamo cos'è un microscopio?
Definizione
La parola "microscopio" deriva da due parole greche "micros" - "piccolo", "skopeo" - "guarda". Cioè, lo scopo di questo dispositivo è esaminare piccoli oggetti. Se dai di più definizione precisa, quindi un microscopio è un dispositivo ottico (con una o più lenti) utilizzato per ottenere immagini ingrandite di determinati oggetti che non sono visibili a occhio nudo.
Ad esempio, i microscopi utilizzati nelle scuole di oggi sono in grado di ingrandire 300-600 volte, questo è abbastanza per vedere cellula vivente in dettaglio: puoi vedere le pareti della cellula stessa, i vacuoli, il suo nucleo, ecc. Ma nonostante tutto questo, ha attraversato un lungo percorso di scoperte e persino di delusioni.
Storia della scoperta del microscopio
L'ora esatta della scoperta del microscopio non è stata ancora stabilita, poiché i primissimi dispositivi per osservare piccoli oggetti furono trovati dagli archeologi in epoche diverse. Sembravano una normale lente d'ingrandimento, cioè era una lente biconvessa che ingrandiva l'immagine più volte. Vorrei chiarire che i primissimi obiettivi non erano realizzati in vetro, ma in una sorta di pietra trasparente, quindi non è necessario parlare della qualità delle immagini.
Successivamente furono inventati i microscopi costituiti da due lenti. La prima lente è l'obiettivo, si rivolgeva all'oggetto studiato, e la seconda lente è l'oculare in cui guardava l'osservatore. Ma l'immagine degli oggetti era ancora fortemente distorta, a causa di forti deviazioni sferiche e cromatiche: la luce veniva rifratta in modo non uniforme e per questo motivo l'immagine risultava poco chiara e colorata. Tuttavia, anche allora l'ingrandimento del microscopio era di diverse centinaia di volte, il che è parecchio.
Solo all'inizio del XIX secolo, grazie al lavoro di fisici come Amici, Fraunhofer e altri, il sistema di lenti dei microscopi fu notevolmente complicato.La progettazione delle lenti utilizzava già un sistema complesso costituito da lenti collettrici e divergenti. Inoltre, queste lenti provenivano da tipi diversi vetro che compensava i reciproci difetti.
Il microscopio di uno scienziato olandese, Leeuwenhoek, aveva già un piano dove venivano posizionati tutti gli oggetti studiati, e c'era anche una vite che permetteva di spostare questo tavolo senza problemi. Quindi è stato aggiunto uno specchio - per migliore illuminazione oggetti.
Struttura del microscopio
Esistono microscopi semplici e complessi. Un microscopio semplice è costituito da un sistema di lenti singole, proprio come una normale lente d'ingrandimento. Un microscopio complesso combina due lenti semplici.
Un microscopio complesso, quindi, fornisce un ingrandimento maggiore e, inoltre, ha una risoluzione maggiore. È la presenza di questa capacità (risoluzione) che rende possibile distinguere i dettagli dei campioni. Un'immagine ingrandita, dove non si distinguono i dettagli, ci fornirà alcune informazioni utili.
I microscopi complessi hanno circuiti a due stadi. Un sistema di lenti (obiettivo) viene avvicinato all'oggetto e, a sua volta, crea un'immagine risolta e ingrandita dell'oggetto. Successivamente l’immagine viene già ingrandita da un altro sistema di lenti (oculare), posizionato direttamente più vicino all’occhio dell’osservatore. Questi 2 sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo del microscopio.
Microscopi moderni
I microscopi moderni possono fornire un ingrandimento enorme, fino a 1500-2000 volte, mentre la qualità dell'immagine sarà eccellente. Anche i microscopi binoculari sono molto popolari: in essi l'immagine di una lente è biforcata e puoi guardarla con due occhi contemporaneamente (in due oculari). Ciò consente di distinguere molto meglio i dettagli visivamente piccoli. Tali microscopi vengono solitamente utilizzati in vari laboratori (compresi quelli medici) per la ricerca.
Microscopi elettronici
I microscopi elettronici ci aiutano a “esaminare” le immagini dei singoli atomi. È vero, la parola "considerare" qui è usata in modo relativo, poiché non guardiamo direttamente con i nostri occhi: l'immagine di un oggetto appare come risultato dell'elaborazione più complessa dei dati ricevuti da un computer. Il design di un microscopio (elettronico) si basa su principi fisici, così come il metodo per “sentire” le superfici degli oggetti con un ago molto sottile, la cui punta ha uno spessore di solo 1 atomo.
Microscopi USB
Al giorno d'oggi, con lo sviluppo della tecnologia digitale, tutti possono acquistare un attacco per obiettivo per la propria fotocamera. cellulare e scattare fotografie di eventuali oggetti microscopici. Esistono anche microscopi USB molto potenti che, collegati al computer di casa, consentono di visualizzare l'immagine risultante sul monitor. La maggior parte delle fotocamere digitali è in grado di scattare foto in modalità macro, con l'aiuto della quale è possibile scattare foto degli oggetti più piccoli. E se posizioni una piccola lente convergente davanti all'obiettivo della fotocamera, puoi facilmente ingrandire una foto fino a 500x.
Oggi le nuove tecnologie ci aiutano a vedere ciò che era inaccessibile letteralmente cento anni fa. Le parti del microscopio sono state costantemente migliorate nel corso della sua storia e attualmente vediamo il microscopio nella sua forma finita. Tuttavia, il progresso scientifico non si ferma e nel prossimo futuro potrebbero apparire modelli di microscopi ancora più avanzati.
MICROSCOPIO
uno strumento ottico con una o più lenti per produrre immagini ingrandite di oggetti non visibili ad occhio nudo. I microscopi possono essere semplici o complessi. Un microscopio semplice è un sistema a lente singola. Un semplice microscopio può essere considerato una normale lente d'ingrandimento: una lente piano-convessa. Un microscopio composto (spesso chiamato semplicemente microscopio) è una combinazione di due semplici. Un microscopio composto fornisce un ingrandimento maggiore di uno semplice e ha una risoluzione maggiore. La risoluzione è la capacità di distinguere i dettagli di un campione. Un'immagine ingrandita senza dettagli visibili fornisce poche informazioni utili. Un microscopio complesso ha un design a due stadi. Un sistema di lenti, chiamato obiettivo, viene avvicinato al campione; crea un'immagine ingrandita e risolta dell'oggetto. L'immagine viene ulteriormente ingrandita da un altro sistema di lenti chiamato oculare, posizionato più vicino all'occhio dello spettatore. Questi due sistemi di lenti si trovano alle estremità opposte del tubo.
Lavorare con un microscopio. L'illustrazione mostra un tipico microscopio biologico. Il supporto per treppiede è realizzato sotto forma di fusione pesante, solitamente a forma di ferro di cavallo. Ad esso è fissato su una cerniera un portatubo che sostiene tutte le altre parti del microscopio. Il tubo in cui sono montati i sistemi di lenti consente loro di essere spostati rispetto al campione per la messa a fuoco. La lente si trova all'estremità inferiore del tubo. Tipicamente, un microscopio è dotato di diversi obiettivi di diverso ingrandimento su una torretta, che consente loro di essere installati in una posizione di lavoro sull'asse ottico. L'operatore, esaminando un campione, solitamente inizia con la lente che ha l'ingrandimento più basso e il campo visivo più ampio, trova i dettagli che lo interessano, e poi li esamina utilizzando una lente con un ingrandimento maggiore. L'oculare è montato all'estremità di un supporto retrattile (che consente di modificare la lunghezza del tubo quando necessario). L'intero tubo con obiettivo e oculare può essere spostato su e giù per mettere a fuoco il microscopio. Il campione viene solitamente prelevato come uno strato o una sezione trasparente molto sottile; è posizionato su una lastra di vetro rettangolare, chiamata vetrino, e coperto superiormente con una lastra di vetro più sottile e più piccola, chiamata coprioggetto. Il campione viene spesso colorato con sostanze chimiche per aumentare il contrasto. Il vetrino viene posizionato sul tavolino in modo che il campione si trovi sopra il foro centrale del tavolino. Il tavolino è solitamente dotato di un meccanismo per spostare il campione in modo fluido e preciso attraverso il campo visivo. Sotto il tavolino portaoggetti si trova il supporto per il terzo sistema di lenti, un condensatore, che concentra la luce sul campione. Possono esserci diversi condensatori e qui si trova un diaframma a iride per regolare l'apertura. Ancora più in basso si trova uno specchio luminoso installato in un giunto cardanico, che riflette la luce della lampada sul campione, grazie al quale l'intero sistema ottico del microscopio crea un'immagine visibile. L'oculare può essere sostituito con un attacco fotografico e quindi l'immagine verrà formata sulla pellicola fotografica. Molti microscopi da ricerca sono dotati di un illuminatore speciale, per cui non è necessario uno specchio illuminato.
Aumento. L'ingrandimento di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'ingrandimento dell'oculare. Per un tipico microscopio da ricerca, l'ingrandimento dell'oculare è 10 e l'ingrandimento degli obiettivi è 10, 45 e 100. Pertanto, l'ingrandimento di un tale microscopio varia da 100 a 1000. L'ingrandimento di alcuni microscopi raggiunge 2000. l'ingrandimento ancora maggiore non ha senso, poiché la risoluzione allo stesso tempo non migliora; al contrario, la qualità dell'immagine peggiora.
Teoria. Una teoria coerente del microscopio fu formulata dal fisico tedesco Ernst Abbe alla fine del XIX secolo. Abbe ha scoperto che la risoluzione (la distanza minima possibile tra due punti visibili separatamente) è data da
dove R è la risoluzione in micrometri (10-6 m), l è la lunghezza d'onda della luce (creata dall'illuminatore), μm, n è l'indice di rifrazione del mezzo tra il campione e la lente e a è la metà dell'input angolo della lente (l'angolo tra i raggi esterni del fascio luminoso conico, compreso nella lente). Abbe chiamò la quantità apertura numerica (è indicata con il simbolo NA). Dalla formula sopra è chiaro che maggiore è la NA e più corta è la lunghezza d'onda, minori saranno i dettagli risolti dell'oggetto in studio. L'apertura numerica non determina solo la risoluzione del sistema, ma caratterizza anche l'apertura dell'obiettivo: l'intensità luminosa per unità di area dell'immagine è approssimativamente uguale al quadrato di NA. Per un buon obiettivo, il valore NA è di circa 0,95. Il microscopio è solitamente progettato in modo che il suo ingrandimento totale sia di ca. 1000 N.A.
Lenti a contatto. Esistono tre tipi principali di obiettivi, che differiscono nel grado di correzione delle distorsioni ottiche: aberrazioni cromatiche e sferiche. L'aberrazione cromatica si verifica quando onde luminose di diverse lunghezze d'onda vengono focalizzate in punti diversi sull'asse ottico. Di conseguenza, l'immagine appare colorata. Le aberrazioni sferiche sono causate dal fatto che la luce che passa attraverso il centro della lente e la luce che passa attraverso la sua parte periferica sono focalizzate in punti diversi sull'asse. Di conseguenza, l'immagine appare poco chiara. Le lenti acromatiche sono attualmente le più comuni. In essi, le aberrazioni cromatiche vengono soppresse attraverso l'uso di elementi in vetro con diversa dispersione, garantendo la convergenza dei raggi estremi dello spettro visibile - blu e rosso - in un unico fuoco. Rimane una leggera colorazione dell'immagine e talvolta appare come deboli strisce verdi attorno all'oggetto. L'aberrazione sferica può essere corretta solo per un colore. Le lenti alla fluorite utilizzano additivi di vetro per migliorare la correzione del colore al punto che la colorazione viene quasi completamente eliminata dall'immagine. Le lenti apocromatiche sono le lenti con la correzione del colore più complessa. Non solo eliminano quasi completamente le aberrazioni cromatiche, ma correggono anche le aberrazioni sferiche non per uno, ma per due colori. L'ingrandimento degli apocromatici per il blu è leggermente maggiore che per il rosso, e quindi richiedono speciali oculari “compensatori”. La maggior parte delle lenti sono "asciutte", cioè sono progettati per funzionare in condizioni in cui lo spazio tra la lente e il campione è pieno d'aria; il valore NA per tali lenti non supera 0,95. Se si introduce un liquido (olio o, più raramente, acqua) tra l'obiettivo e il campione, si ottiene un obiettivo “ad immersione” con un valore di NA fino a 1,4 e un corrispondente miglioramento della risoluzione. Attualmente l'industria produce vari tipi di lenti speciali. Questi includono lenti a campo piatto per microfotografia, lenti senza stress (rilassate) per lavorare in luce polarizzata e lenti per esaminare campioni metallurgici opachi illuminati dall'alto.
Condensatori. Il condensatore forma un cono di luce diretto sul campione. Tipicamente, un microscopio è dotato di un diaframma a iride per far corrispondere l'apertura del cono di luce con l'apertura dell'obiettivo, fornendo così la massima risoluzione e il massimo contrasto dell'immagine. (Il contrasto è importante nella microscopia quanto lo è nella tecnologia televisiva.) Il condensatore più semplice, abbastanza adatto per la maggior parte dei microscopi generici, è il condensatore di Abbe a due lenti. Gli obiettivi con apertura maggiore, in particolare gli obiettivi a immersione in olio, richiedono condensatori corretti più complessi. Gli obiettivi ad olio con apertura massima richiedono un condensatore speciale che abbia un contatto di immersione in olio con la superficie inferiore del vetrino su cui poggia il campione.
Microscopi specializzati. A causa delle diverse esigenze della scienza e della tecnologia, sono stati sviluppati molti tipi speciali di microscopi. Un microscopio binoculare stereoscopico, progettato per ottenere un'immagine tridimensionale di un oggetto, è costituito da due sistemi microscopici separati. Il dispositivo è progettato per piccoli ingrandimenti (fino a 100). Tipicamente utilizzato per l'assemblaggio di componenti elettronici miniaturizzati, ispezioni tecniche, operazioni chirurgiche. Un microscopio polarizzatore è progettato per studiare l'interazione dei campioni con la luce polarizzata. La luce polarizzata spesso rende possibile rivelare la struttura degli oggetti che va oltre i limiti della risoluzione ottica convenzionale. Un microscopio riflettente è dotato di specchi anziché di lenti che formano un'immagine. Poiché è difficile realizzare una lente a specchio, esistono pochissimi microscopi completamente riflettenti e attualmente gli specchi vengono utilizzati principalmente solo negli attacchi, ad esempio per la microchirurgia di singole cellule. Microscopio fluorescente: illumina il campione con luce ultravioletta o blu. Il campione, assorbendo questa radiazione, emette luce visibile a luminescenza. Microscopi di questo tipo sono utilizzati in biologia, così come in medicina, per la diagnostica (in particolare il cancro). Il microscopio a campo oscuro aggira le difficoltà legate al fatto che i materiali viventi sono trasparenti. Il campione viene osservato con un'illuminazione “obliqua” tale che la luce diretta non può entrare nella lente. L'immagine è formata dalla luce diffratta da un oggetto, facendo apparire l'oggetto molto chiaro su uno sfondo scuro (con contrasto molto elevato). Un microscopio a contrasto di fase viene utilizzato per esaminare oggetti trasparenti, in particolare cellule viventi. Grazie a speciali dispositivi, parte della luce che passa attraverso il microscopio risulta essere sfasata di metà della lunghezza d'onda rispetto all'altra parte, il che determina il contrasto nell'immagine. Il microscopio ad interferenza è un ulteriore sviluppo del microscopio a contrasto di fase. Si tratta di un'interferenza tra due fasci luminosi, uno dei quali attraversa il campione e l'altro viene riflesso. Questo metodo produce immagini colorate che forniscono informazioni molto preziose quando si studia la materia vivente. Guarda anche
MICROSCOPIO ELETTRONICO;
STRUMENTI OTTICI;
OTTICA.
LETTERATURA
Microscopi. L., 1969 Progetto sistemi ottici. M., 1983 Ivanova T.A., Kirillovsky V.K. Progettazione e controllo dell'ottica del microscopio. M., 1984 Kulagin S.V., Gomenyuk A.S. ed altri.Dispositivi ottico-meccanici. M., 1984
Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .
Sinonimi:Scopri cos'è "MICROSCOPIO" in altri dizionari:
Microscopio... Libro di consultazione del dizionario ortografico
MICROSCOPIO- (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo), strumento ottico per studiare piccoli oggetti non direttamente visibili ad occhio nudo. Esistono microscopi semplici, o lenti d'ingrandimento, e microscopi complessi, o microscopi in senso proprio. Lente d'ingrandimento... ... Grande Enciclopedia Medica
microscopio- a, m. microscopio m. gr. mikros piccolo + skopeo guardo. Dispositivo ottico dotato di un sistema di lenti ad alto ingrandimento per la visione di oggetti o parti di essi non visibili ad occhio nudo. BAS 1. Microscopio, visione fine. 1790. Kurg. // Maltseva 54.… … Dizionario storico dei gallicismi della lingua russa
MICROSCOPIO (Microscopus), piccola costellazione del cielo australe. La sua stella più luminosa ha una magnitudine di 4,7. MICROSCOPIO, uno strumento ottico che permette di ottenere un'immagine ingrandita piccoli oggetti. Il primo microscopio fu creato nel 1668... ... Scientifico e tecnico Dizionario enciclopedico
- (greco, da mikros piccolo, e skopeo guardo). Un apparato fisico per esaminare gli oggetti più piccoli, che, attraverso di esso, appaiono in forma ingrandita. Dizionario delle parole straniere incluse nella lingua russa. Chudinov A.N.,... ... Dizionario delle parole straniere della lingua russa
- (da micro... e... scope) uno strumento che permette di ottenere un'immagine ingrandita di piccoli oggetti e dei loro dettagli non visibili ad occhio nudo. L'ingrandimento del microscopio, che arriva a 1500-2000, è limitato da fenomeni di diffrazione. Disarmato... ... Grande dizionario enciclopedico
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MICROSCOPIO, eh, marito. Un dispositivo di ingrandimento per visualizzare oggetti indiscernibili ad occhio nudo. M. ottico M. elettronico (che fornisce un'immagine ingrandita utilizzando fasci di elettroni). Al microscopio (al microscopio) esamina ciò che n. |… … Dizionario esplicativo di Ozhegov
- (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo), ottico. un dispositivo per ottenere immagini fortemente ingrandite di oggetti (o dettagli della loro struttura) che non sono visibili occhio nudo. Vari tipi M. sono destinati alla rilevazione e allo studio dei batteri,... ... Enciclopedia fisica
MICROSCOPIO, microscopio, uomo. (dal greco mikros piccolo e skopeo guardo) (fisico). Dispositivo ottico dotato di un sistema di lenti ad alto ingrandimento per la visione di oggetti non visibili ad occhio nudo. Dizionario esplicativo di Ushakov.... ... Dizionario esplicativo di Ushakov
Dispositivo ottico per ottenere immagini ingrandite di oggetti non visibili ad occhio nudo. Nel microbiolo. vengono utilizzati la microscopia ottica ed elettronica. Uno dei principali indicatori della microscopia è la risoluzione - la capacità di distinguere tra due oggetti vicini... ... Dizionario di microbiologia
