Koncepcja mikroskopu. Projekt badawczy „Co to jest mikroskop? Urządzenie mikroskopów elektronowych

MIKROSKOP
przyrząd optyczny z jedną lub więcej soczewkami do uzyskiwania powiększonych obrazów obiektów niewidocznych gołym okiem. Mikroskopy są proste i złożone. Prosty mikroskop to jeden układ soczewek. Proste szkło powiększające można uznać za prosty mikroskop - soczewkę płasko-wypukłą. Mikroskop złożony (często nazywany po prostu mikroskopem) to połączenie dwóch prostych. Mikroskop złożony daje większe powiększenie niż prosty i ma wyższą rozdzielczość. Rozdzielczość to zdolność rozróżniania szczegółów próbki. Powiększony obraz, na którym szczegóły są nie do odróżnienia, dostarcza niewiele przydatnych informacji. Mikroskop złożony ma dwustopniowy schemat. Jeden układ soczewek, zwany obiektywem, zbliża się do preparatu; tworzy powiększony i rozdzielczy obraz obiektu. Obraz jest dodatkowo powiększany przez inny system soczewek, zwany okularem, który jest umieszczony bliżej oka obserwatora. Te dwa systemy soczewek znajdują się na przeciwległych końcach tubusu.

Praca z mikroskopem. Ilustracja przedstawia typowy mikroskop biologiczny. Statyw trójnożny wykonany jest w postaci ciężkiego odlewu, najczęściej w kształcie podkowy. Do niego przymocowany jest uchwyt na rurkę na zawiasie, na którym znajdują się wszystkie pozostałe części mikroskopu. Tubus, w którym zamocowane są układy soczewek, pozwala na przesuwanie ich względem próbki w celu ustawienia ostrości. Soczewka znajduje się na dolnym końcu tubusu. Standardowo mikroskop wyposażony jest w kilka obiektywów o różnym powiększeniu na wieżyczce, co umożliwia ustawienie ich w pozycji roboczej na osi optycznej. Operator podczas badania próbki zwykle zaczyna od obiektywu o najmniejszym powiększeniu i najszerszym polu widzenia, znajduje interesujące go szczegóły, a następnie bada je przy użyciu obiektywu o dużym powiększeniu. Okular montowany jest na końcu wysuwanego uchwytu (co pozwala na zmianę długości tubusu w razie potrzeby). Cały tubus wraz z obiektywem i okularem można przesuwać w górę iw dół, aby ustawić ostrość mikroskopu. Próbka jest zwykle pobierana jako bardzo cienka przezroczysta warstwa lub przekrój; umieszcza się go na prostokątnej szklanej płytce, zwanej szkiełkiem, i przykrywa cieńszą, mniejszą szklaną płytką, zwaną szkiełkiem nakrywkowym. Próbka jest często barwiona chemikalia aby zwiększyć kontrast. Szklane szkiełko umieszcza się na stoliku tak, aby próbka znajdowała się nad środkowym otworem stolika. Stolik wyposażony jest zazwyczaj w mechanizm płynnego i precyzyjnego przemieszczania próbki w polu widzenia. Pod stolikiem przedmiotowym znajduje się oprawka trzeciego układu soczewek - kondensora, który skupia światło na próbce. Kondensatorów może być kilka, a tu znajduje się przysłona irysowa do regulacji przysłony. Jeszcze niżej zamontowane jest lustro oświetlające osadzone w przegubie uniwersalnym, które rzuca światło lampy na próbkę, dzięki czemu cały układ optyczny mikroskopu tworzy widoczny obraz. Okular można zastąpić nasadką fotograficzną, a wtedy obraz uformuje się na kliszy. Wiele mikroskopów badawczych jest wyposażonych w dedykowany oświetlacz, więc lustro oświetlające nie jest konieczne.
Zwiększyć. Powiększenie mikroskopu jest równe powiększeniu obiektywu pomnożonemu przez powiększenie okularu. Dla typowego mikroskop badawczy powiększenie okularu wynosi 10, a powiększenia obiektywów to 10, 45 i 100. Zatem powiększenie takiego mikroskopu wynosi od 100 do 1000. Powiększenie niektórych mikroskopów dochodzi do 2000. Zwiększenie powiększenia jeszcze bardziej nie ma sens, ponieważ rozdzielczość się nie poprawia; wręcz przeciwnie, pogarsza się jakość obrazu.
Teoria. Spójną teorię mikroskopu przedstawił niemiecki fizyk Ernst Abbe pod koniec XIX wieku. Abbe odkrył, że rozdzielczość (najmniejsza możliwa odległość między dwoma punktami, które są widoczne oddzielnie) jest dana przez

gdzie R to rozdzielczość w mikrometrach (10-6 m), l to długość fali światła (wytwarzanego przez oświetlacz), µm, n to współczynnik załamania światła ośrodka między próbką a obiektywem, a a to połowa wejścia kąt obiektywu (kąt między skrajnymi promieniami stożkowej wiązki światła wpadającej do soczewki). Abbe nazwał wielkość aperturą numeryczną (oznacza się ją symbolem NA). Z powyższego wzoru widać, że możliwe do rozróżnienia szczegóły badanego obiektu są tym mniejsze, im większe NA i im krótsza długość fali. Apertura numeryczna nie tylko określa rozdzielczość systemu, ale także charakteryzuje współczynnik apertury obiektywu: natężenie światła na jednostkę powierzchni obrazu jest w przybliżeniu równe kwadratowi NA. Dla dobrego obiektywu wartość NA wynosi około 0,95. Mikroskop jest zwykle projektowany tak, aby jego całkowite powiększenie wynosiło ok. 1000NA.
soczewki. Istnieją trzy główne typy soczewek różniące się stopniem korekcji zniekształceń optycznych - chromatyczne i aberracje sferyczne. Aberracje chromatyczne wynikają z faktu, że fale świetlne o różnych długościach fal skupiają się w różnych punktach na osi optycznej. W rezultacie obraz jest kolorowy. Aberracje sferyczne są spowodowane tym, że światło przechodzące przez środek soczewki i światło przechodzące przez jej obrzeża skupiają się w różnych punktach na osi. W rezultacie obraz jest rozmyty. Obecnie najpopularniejsze są soczewki achromatyczne. W nich aberracje chromatyczne są tłumione dzięki zastosowaniu elementów szklanych o różnej dyspersji, które zapewniają zbieżność w jednym ognisku skrajnych promieni widma widzialnego - niebieskiego i czerwonego. Na obrazie pozostaje nieznaczne zabarwienie, które czasami pojawia się w postaci bladozielonych pasów wokół obiektu. Aberrację sferyczną można skorygować tylko dla jednego koloru. Soczewki fluorytowe wykorzystują dodatki szklane poprawiające korekcję kolorów do tego stopnia, że ​​podbarwienie obrazu jest prawie całkowicie eliminowane. Soczewki apochromatyczne to soczewki o najbardziej złożonej korekcji kolorów. Nie tylko prawie całkowicie wyeliminowały aberracje chromatyczne, ale także skorygowały aberracje sferyczne nie dla jednego, a dla dwóch kolorów. Zwiększ apochromaty dla koloru niebieskiego nieco większe niż dla czerwieni, dlatego wymagają specjalnych okularów „kompensujących”. Większość soczewek jest „sucha”, tj. są przystosowane do pracy w takich warunkach, gdy szczelina między obiektywem a próbką jest wypełniona powietrzem; wartość NA dla takich soczewek nie przekracza 0,95. Jeśli między obiektyw a próbkę zostanie wprowadzony płyn (olej lub rzadziej woda), obiektyw „zanurzeniowy” uzyskuje wartość NA nawet 1,4, z odpowiednią poprawą rozdzielczości. Przemysł obecnie produkuje różnego rodzaju specjalne soczewki. Należą do nich obiektywy z płaskim polem do mikrofotografii, bezstresowe (zrelaksowane) obiektywy do pracy w świetle spolaryzowanym oraz obiektywy do badania nieprzezroczystych próbek metalurgicznych oświetlanych z góry.
Kondensatory. Kondensator tworzy stożek światła skierowany na próbkę. Zwykle mikroskop jest wyposażony w przesłonę dopasowującą aperturę stożka światła do apertury obiektywu, co zapewnia maksymalną rozdzielczość i maksymalny kontrast obrazu. (Kontrast w mikroskopie ma to samo znaczenie, jak w technologii telewizyjnej.) Najprostszym kondensorem, całkiem odpowiednim dla większości mikroskopów ogólnego przeznaczenia, jest dwusoczewkowy kondensor Abbego. Obiektywy o większej aperturze, zwłaszcza obiektywy immersyjne w oleju, wymagają bardziej złożonych, skorygowanych kondensorów. Obiektywy olejowe o maksymalnej aperturze wymagają specjalnego kondensora mającego kontakt z olejem immersyjnym dolna powierzchnia szkiełku podstawowym, na którym umieszczana jest próbka.
specjalistyczne mikroskopy. W połączeniu z różne wymagania nauka i technologia rozwinęły mikroskopy wielu specjalnych rodzajów. Stereoskopowy mikroskop dwuokularowy przeznaczony do uzyskiwania trójwymiarowego obrazu obiektu składa się z dwóch oddzielnych układów mikroskopowych. Urządzenie jest przeznaczone do niewielkiego wzrostu (do 100). Powszechnie stosowany do montażu miniaturowych elementów elektronicznych, kontroli technicznej, operacji chirurgicznych. Mikroskop polaryzacyjny jest przeznaczony do badania interakcji próbek ze światłem spolaryzowanym. Światło spolaryzowane często pozwala odkryć strukturę obiektów, która leży poza granicami konwencjonalnej rozdzielczości optycznej. Mikroskop refleksyjny jest wyposażony w zwierciadła tworzące obraz zamiast soczewek. Ponieważ trudno jest wykonać soczewkę lustrzaną, mikroskopów w pełni odblaskowych jest bardzo mało, a lustra są obecnie stosowane głównie tylko w przystawkach, np. do mikrochirurgii pojedynczych komórek. Mikroskop fluorescencyjny - z oświetleniem próbki światłem ultrafioletowym lub niebieskim. Próbka, pochłaniając to promieniowanie, emituje widzialne światło luminescencyjne. Mikroskopy tego typu wykorzystywane są w biologii, a także w medycynie – do diagnostyki (zwłaszcza nowotworów). Mikroskop ciemnego pola pozwala ominąć trudności związane z faktem, że żywe materiały są przezroczyste. Znajdująca się w nim próbka jest oglądana przy takim „ukośnym” oświetleniu, że bezpośrednie światło nie może dostać się do obiektywu. Obraz jest tworzony przez światło ugięte od obiektu, w wyniku czego obiekt wydaje się bardzo jasny na ciemnym tle (z bardzo wysokim kontrastem). Mikroskop kontrastowo-fazowy służy do badania obiektów przezroczystych, zwłaszcza żywych komórek. Dzięki specjalnym urządzeniom część światła przechodzącego przez mikroskop jest przesunięta w fazie o połowę długości fali względem drugiej części, co jest przyczyną kontrastu obrazu. Mikroskop interferencyjny jest rozwinięciem mikroskopu z kontrastem fazowym. Interferują w nim dwie wiązki światła, z których jedna przechodzi przez próbkę, a druga jest odbijana. Dzięki tej metodzie uzyskuje się kolorowe obrazy, które dostarczają bardzo cennych informacji w badaniu żywego materiału. Zobacz też
MIKROSKOP ELEKTRONICZNY;
INSTRUMENTY OPTYCZNE ;
OPTYKA.
LITERATURA
Mikroskopy. L., 1969 Projektowanie układów optycznych. M., 1983 Iwanowa TA, Kirillovsky V.K. Projektowanie i sterowanie optyką mikroskopu. M., 1984 Kulagin SV, Gomenyuk A.S. itp. Urządzenia optyczno-mechaniczne. M., 1984

Encyklopedia Colliera. - Społeczeństwo otwarte. 2000 .

Zobacz, co „MIKROSKOP” znajduje się w innych słownikach:

mikroskop... Słownik ortograficzny

MIKROSKOP- (z greckiego mikros mały i wygląd skopeo), przyrząd optyczny do badania małych obiektów, które nie są bezpośrednio widoczne gołym okiem. Istnieje proste M., czyli szkło powiększające, i złożone M., czyli mikroskop we właściwym tego słowa znaczeniu. Szkło powiększające… … Wielka encyklopedia medyczna

mikroskop- a, m. mikroskop mgr. mikros mały + wygląd skopeo. Przyrząd optyczny z systemem bardzo powiększających szkieł do oglądania obiektów lub ich części niewidocznych gołym okiem. BAS 1. Mikroskop, mała soczewka. 1790. Kurg. // Malcewa 54.… … Słownik historyczny galicyzmów języka rosyjskiego

MIKROSKOP (Microscopus), mała konstelacja na południowym niebie. Jego najjaśniejsza gwiazda ma jasność 4,7mag. MIKROSKOP Przyrząd optyczny pozwalający uzyskać powiększony obraz małych obiektów. Pierwszy mikroskop powstał w 1668 roku…… Naukowe i techniczne słownik encyklopedyczny

- (po grecku od mikros mały, a ja patrzę na skopeo). Fizyczny pocisk do badania najmniejszych obiektów, które są przez niego prezentowane w powiększeniu. Słownik obcojęzyczne słowa zawarte w języku rosyjskim. Czudinow A.N.,… … Słownik obcych słów języka rosyjskiego

- (z mikro… i… oscyloskopu) narzędzie, które pozwala uzyskać powiększony obraz małych obiektów i ich detali niewidocznych gołym okiem. Powiększenie mikroskopu sięgające 1500 2000 jest ograniczone zjawiskami dyfrakcyjnymi. Nieuzbrojony... ... Wielki słownik encyklopedyczny

Mikrowłóknina, ortoskop Słownik rosyjskich synonimów. mikroskop n., liczba synonimów: 11 biomikroskop (1) … Słownik synonimów

MIKROSKOP, ah, mężu. Lupa do oglądania obiektów nie do odróżnienia gołym okiem. Optyczny m. Elektroniczny m. (dający powiększony obraz za pomocą wiązek elektronów). Pod mikroskopem (do mikroskopu) zbadaj, co n. |… … Słownik wyjaśniający Ożegowa

- (z greckiego mikros mały i wygląd skopeo), optyczny. urządzenie do uzyskiwania w dużym powiększeniu obrazów obiektów (lub szczegółów ich budowy), które nie są widoczne gołe oko. Różne rodzaje M. są przeznaczone do wykrywania i badania bakterii, ... ... Encyklopedia fizyczna

MIKROSKOP, mikroskop, mąż. (z greckiego mikros mały i wygląd skopeo) (fizyczny). Przyrząd optyczny z systemem bardzo powiększających szkieł do oglądania obiektów niewidocznych gołym okiem. Słownik wyjaśniający Uszakowa. ... ... Słownik wyjaśniający Uszakowa

Urządzenie optyczne do uzyskiwania powiększonego obrazu obiektów niewidocznych gołym okiem. W mikrobiolu. używany jest lekki i elektroniczny M. Jednym z głównych wskaźników M. jest rozdzielczość - umiejętność rozróżniania dwóch sąsiednich obiektów ... ... Słownik mikrobiologii

Mikroskop to urządzenie przeznaczone do powiększania obrazu badanych przedmiotów w celu zobaczenia szczegółów ich struktury ukrytych gołym okiem. Urządzenie zapewnia wzrost dziesiątki lub tysiące razy, co pozwala na prowadzenie badań, których nie można uzyskać za pomocą żadnego innego sprzętu lub urządzenia.

Mikroskopy są szeroko stosowane w medycynie i badaniach laboratoryjnych. Z ich pomocą inicjowane są niebezpieczne mikroorganizmy i wirusy w celu ustalenia metody leczenia. Mikroskop jest niezbędny i stale udoskonalany. Pierwsze podobieństwo mikroskopu stworzył w 1538 roku włoski lekarz Girolamo Fracastoro, który postanowił zainstalować dwie soczewki optyczne szeregowo, podobne tematy stosowane w okularach, lornetkach, lunetach i lupach. Galileo Galilei pracował nad ulepszeniem mikroskopu, a także dziesiątki światowej sławy naukowców.

Urządzenie

Istnieje wiele rodzajów mikroskopów, które różnią się konstrukcją. Większość modeli ma podobny projekt, ale z niewielkimi cechami technicznymi.

W zdecydowanej większości mikroskopy składają się ze statywu, na którym zamocowane są 4 główne elementy:

• Obiektyw.
• Okular.
• System oświetleniowy.
• Tabela przedmiotów.

Obiektyw

Soczewka to kompleks system optyczny, który składa się ze szklanych soczewek idących jedna za drugą. Soczewki wykonane są w formie tub, wewnątrz których można zamocować do 14 soczewek. Każdy z nich powiększa obraz, biorąc go z powierzchni soczewki znajdującej się z przodu. Zatem jeśli jeden powiększy obiekt 2 razy, następny jeszcze bardziej zwiększy daną projekcję i tak dalej, aż obiekt pojawi się na powierzchni ostatniej soczewki.

Każdy obiektyw ma swoją własną odległość ostrzenia. Pod tym względem są mocno zamocowane w tubie. Jeśli którykolwiek z nich zostanie przesunięty bliżej lub dalej, nie będzie możliwe uzyskanie wyraźnego powiększenia obrazu. W zależności od charakterystyki soczewki, długość tubusu, w którym umieszczona jest soczewka, może się różnić. W rzeczywistości im wyższy, tym bardziej powiększony będzie obraz.

Okular

Okular mikroskopu składa się również z soczewek. Jest on zaprojektowany tak, aby operator pracujący z mikroskopem mógł przyłożyć do niego oko i zobaczyć powiększony obraz na obiektywie. Okular ma dwie soczewki. Pierwszy znajduje się bliżej oka i nazywa się okiem, a drugi to pole. Za jego pomocą powiększony przez soczewkę obraz jest dostosowywany do prawidłowej projekcji na siatkówkę ludzkiego oka. Jest to konieczne, aby usunąć wady percepcji wzroku poprzez dostosowanie, ponieważ każda osoba skupia się na innej odległości. Soczewka polowa pozwala na dostosowanie mikroskopu do tej funkcji.

System oświetleniowy

Aby zobaczyć badany obiekt, konieczne jest jego oświetlenie, ponieważ soczewka zasłania naturalne światło. W rezultacie patrząc przez okular zawsze widzisz tylko czarny lub szary obraz. Specjalnie do tego celu opracowano system oświetlenia. Może być wykonany w formie lampy, diody LED lub innego źródła światła. Najprostsze modele otrzymują promienie świetlne z zewnętrznego źródła. Są one kierowane na przedmiot badań za pomocą luster.

Tabela przedmiotów

Ostatnią ważną i najłatwiejszą do wyprodukowania częścią mikroskopu jest stolik. Soczewka jest skierowana na nią, ponieważ to na niej zamocowany jest przedmiot do badań. Stół posiada płaską powierzchnię, co pozwala na zamocowanie przedmiotu bez obawy, że się przesunie. Nawet najmniejszy ruch przedmiotu badania w powiększeniu będzie ogromny, więc nie będzie łatwo znaleźć pierwotny punkt, który był ponownie badany.

Rodzaje mikroskopów

W ciągu długiej historii istnienia tego urządzenia opracowano kilka mikroskopów, które znacznie różnią się od siebie zasadą działania mikroskopów.

Do najczęściej używanych i poszukiwanych rodzajów tego sprzętu należą następujące typy:

• Optyczny.
• Elektroniczny.
• Sondy skanujące.
• rentgenowskie.

Optyczny

Mikroskop optyczny to najbardziej budżetowe i proste urządzenie. Sprzęt ten pozwala powiększyć obraz nawet 2000 razy. Jest to dość duży wskaźnik, który pozwala badać budowę komórek, powierzchnię tkanki, znajdować defekty w sztucznie stworzonych obiektach itp. Warto zaznaczyć, że aby osiągnąć tak duży wzrost, urządzenie musi być bardzo wysoka jakość, dlatego jest droga. Zdecydowana większość mikroskopów optycznych jest znacznie prostsza i ma stosunkowo małe powiększenie. Edukacyjne typy mikroskopów są reprezentowane właśnie przez mikroskopy optyczne. Wynika to z ich niższej ceny, a także niezbyt dużego powiększenia.

Zazwyczaj mikroskop optyczny ma kilka soczewek, które są zamocowane na ruchomym stojaku. Każdy z nich ma swój własny stopień powiększenia. Podczas badania obiektu można przesunąć soczewkę do pozycji roboczej i zbadać go w określonym powiększeniu. Jeśli chcesz podejść jeszcze bliżej, wystarczy przełączyć się na jeszcze większy obiektyw. Urządzenia te nie posiadają ultraprecyzyjnej regulacji. Na przykład, jeśli potrzebujesz tylko trochę powiększenia, to przełączając się na inny obiektyw, możesz powiększyć dziesiątki razy, co będzie nadmierne i nie pozwoli poprawnie dostrzec powiększonego obrazu i uniknąć zbędnych szczegółów.

Mikroskop elektronowy

Elektronika to bardziej zaawansowana konstrukcja. Zapewnia powiększenie obrazu co najmniej 20 000 razy. Maksymalne powiększenie takiego urządzenia jest możliwe 10 6 razy. Specyfika tego sprzętu polega na tym, że zamiast wiązki światła, jak optyczne, wysyłają wiązkę elektronów. Akwizycja obrazu odbywa się za pomocą specjalnych soczewek magnetycznych, które reagują na ruch elektronów w kolumnie urządzenia. Kierunek wiązki jest regulowany za pomocą . Urządzenia te pojawiły się w 1931 roku. Na początku XXI wieku zaczęto łączyć sprzęt komputerowy i mikroskopy elektronowe, co znacznie zwiększyło współczynnik powiększenia, zakres regulacji i umożliwiło uchwycenie powstałego obrazu.

Urządzenia elektroniczne, mimo wszystkich swoich zalet, mają wysoką cenę i wymagają specjalnych warunków działania. Aby uzyskać wyraźny obraz wysokiej jakości, konieczne jest, aby przedmiot badań znajdował się w próżni. Wynika to z faktu, że cząsteczki powietrza rozpraszają elektrony, co zaburza wyrazistość obrazu i nie pozwala na precyzyjną regulację. Z tego powodu sprzęt ten jest używany m.in warunki laboratoryjne. Ważnym wymogiem stosowania mikroskopów elektronowych jest również brak zewnętrznych pól magnetycznych. Dzięki temu laboratoria, w których są wykorzystywane, mają bardzo grube izolowane ściany lub znajdują się w podziemnych bunkrach.

Taki sprzęt znajduje zastosowanie w medycynie, biologii, a także w różnych gałęziach przemysłu.

Mikroskopy z sondą skanującą

Łów mikroskop sondy pozwala uzyskać obraz z obiektu, badając go specjalną sondą. Rezultatem jest trójwymiarowy obraz z dokładnymi danymi na temat właściwości obiektów. Ten sprzęt ma wysoką rozdzielczość. To stosunkowo nowy sprzęt, który powstał kilkadziesiąt lat temu. Zamiast soczewki urządzenia te mają sondę i system jej przesuwania. Uzyskany z niej obraz jest rejestrowany przez złożony system i rejestrowany, po czym powstaje topograficzny obraz powiększonych obiektów. Sonda jest wyposażona w czułe czujniki reagujące na ruch elektronów. Istnieją również sondy, które działają zgodnie z typem optycznym, zwiększając się dzięki instalacji soczewek.

Sondy są często używane do uzyskiwania danych o powierzchni obiektów o złożonej rzeźbie. Często są one opuszczane do rury, otworów, a także małych tuneli. Jedynym warunkiem jest to, aby średnica sondy odpowiadała średnicy badanego obiektu.

Metoda ta charakteryzuje się znacznym błędem pomiarowym, gdyż otrzymany obraz 3D jest trudny do rozszyfrowania. Istnieje wiele szczegółów, które są zniekształcane przez komputer podczas przetwarzania. Początkowe dane są przetwarzane matematycznie przy użyciu specjalistycznego oprogramowania.

Mikroskopy rentgenowskie

Mikroskop rentgenowski jest sprzęt laboratoryjny używany do badania obiektów, których wymiary są porównywalne z długością fali promieniowania rentgenowskiego. Wydajność rozszerzenia to urządzenie znajduje się między urządzeniami optycznymi i elektronicznymi. Promienie rentgenowskie są wysyłane do badanego obiektu, po czym czułe czujniki reagują na ich załamanie. W efekcie powstaje obraz powierzchni badanego obiektu. Ze względu na fakt, że promienie rentgenowskie mogą przechodzić przez powierzchnię przedmiotu, taka aparatura pozwala nie tylko na uzyskanie danych o strukturze przedmiotu, ale również o jego składzie chemicznym.

Do oceny jakości cienkich powłok powszechnie stosuje się aparaturę rentgenowską. Znajduje zastosowanie w biologii i botanice, a także do analizy mieszanin proszków i metali.

Termin „mikroskop” ma greckie korzenie. Składa się z dwóch słów, które w tłumaczeniu oznaczają „mały” i „wygląd”. Główną rolą mikroskopu jest jego wykorzystanie do badania bardzo małych obiektów. Jednocześnie urządzenie to pozwala określić rozmiar i kształt, strukturę i inne cechy ciał niewidocznych gołym okiem.

Historia stworzenia

Nie ma dokładnych informacji o tym, kto był wynalazcą mikroskopu w historii. Według niektórych źródeł został zaprojektowany w 1590 roku przez ojca i syna Janssena, mistrza w produkcji okularów. Kolejnym pretendentem do tytułu wynalazcy mikroskopu jest Galileo Galilei. W 1609 roku naukowcy ci zaprezentowali urządzenie z wklęsłym i soczewka wypukła na wystawie publicznej w Accademia dei Lincei.

Na przestrzeni lat system oglądania mikroskopijnych obiektów ewoluował i ulepszał się. Ogromnym krokiem w jej historii było wynalezienie prostego dwusoczewkowego urządzenia z regulacją achromatyczną. System ten został wprowadzony przez Holendra Christiana Huygensa pod koniec XVII wieku. Okulary tego wynalazcy są nadal produkowane. Ich jedyną wadą jest niewystarczająca szerokość pola widzenia. Dodatkowo, w porównaniu z konstrukcją nowoczesnych przyrządów, okulary Huygens mają niekomfortową pozycję dla oczu.

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), wytwórca takich przyrządów, wniósł szczególny wkład w historię mikroskopu. To on zwrócił uwagę biologów na to urządzenie. Leeuwenhoek stworzył małe produkty wyposażone w jeden, ale bardzo mocny obiektyw. Korzystanie z takich urządzeń było niewygodne, ale nie podwajały one defektów obrazu, które występowały w mikroskopach złożonych. Wynalazcy byli w stanie naprawić tę wadę dopiero po 150 latach. Wraz z rozwojem optyki poprawiła się jakość obrazu w przyrządach kompozytowych.

Udoskonalanie mikroskopów trwa do dziś. Tak więc w 2006 roku niemieccy naukowcy pracujący w Instytucie Chemii Biofizycznej Mariano Bossi i Stefan Hell opracowali najnowszy mikroskop optyczny. Ze względu na możliwość obserwacji obiektów o wymiarach 10 nm oraz trójwymiarowych obrazów 3D wysokiej jakości, urządzenie nazwano nanoskopem.

Klasyfikacja mikroskopów

Obecnie istnieje szeroka gama przyrządów przeznaczonych do badania małych obiektów. Ich grupowanie opiera się na różnych parametrach. Może to być celem mikroskopu lub przyjęty sposób oświetlenie, struktura zastosowana do projektu optycznego itp.

Ale z reguły główne typy mikroskopów są klasyfikowane zgodnie z rozdzielczością mikrocząstek, które można zobaczyć za pomocą tego systemu. Według tego podziału mikroskopy to:
- optyczny (światło);
- elektroniczny;
- prześwietlenie;
- sondy skanujące.

Najszerzej stosowane są mikroskopy typu lekkiego. Ich szeroki wybór dostępny jest w sklepach optycznych. Za pomocą takich urządzeń rozwiązuje się główne zadania badania obiektu. Wszystkie inne rodzaje mikroskopów są klasyfikowane jako specjalistyczne. Zwykle są używane w laboratorium.

Każdy z powyższych typów urządzeń ma swoje własne podgatunki, które są używane w określonym obszarze. Ponadto, dzisiaj istnieje możliwość zakupu mikroskopu szkolnego (lub edukacyjnego), który jest systemem poziom wejścia. Oferowane konsumentom i profesjonalnym urządzeniom.

Aplikacja

Do czego służy mikroskop? Ludzkie oko, jako specjalny układ optyczny typu biologicznego, ma określony poziom rozdzielczości. Innymi słowy, istnieje najmniejsza odległość między obserwowanymi obiektami, kiedy można je jeszcze rozróżnić. Dla normalnego oka rozdzielczość ta mieści się w zakresie 0,176 mm. Ale rozmiary większości zwierząt i komórki roślinne, mikroorganizmy, kryształy, mikrostruktura stopów, metali itp. są znacznie mniejsze od tej wartości. Jak badać i obserwować takie obiekty? Tutaj ludzie przychodzą z pomocą Różne rodzaje mikroskopy. Na przykład urządzenia typu optycznego umożliwiają rozróżnienie struktur, w których odległość między elementami wynosi co najmniej 0,20 μm.

Jak zbudowany jest mikroskop?

Urządzenie, z którym ludzkie oko Rozważanie obiektów mikroskopijnych staje się dostępne, składa się z dwóch głównych elementów. Są soczewką i okularem. Te części mikroskopu są zamocowane w ruchomej tubusie umieszczonej na metalowej podstawie. Posiada również tabelę obiektów.

Nowoczesne typy mikroskopów są zwykle wyposażone w system oświetlenia. Jest to w szczególności kondensor mający przesłonę irysową. Obowiązkowym zestawem lup są śrubki mikro i makro, które służą do regulacji ostrości. Konstrukcja mikroskopów przewiduje również obecność systemu kontrolującego położenie kondensatora.

Specjalistyczne, bardziej złożone mikroskopy często używają innych dodatkowe systemy i urządzeń.

soczewki

Opis mikroskopu chciałbym rozpocząć od opowieści o jednej z jego głównych części, czyli od obiektywu. Są złożonym układem optycznym, który zwiększa rozmiar badanego obiektu w płaszczyźnie obrazu. Konstrukcja soczewek obejmuje cały system nie tylko pojedynczych soczewek, ale także soczewek sklejonych z dwóch lub trzech części.

Złożoność takiego projektu optyczno-mechanicznego zależy od zakresu zadań, które musi rozwiązać jedno lub drugie urządzenie. Na przykład w najbardziej złożonym mikroskopie znajduje się do czternastu soczewek.

Obiektyw składa się z przedniej części i następujących po niej układów. Co jest podstawą budowania wizerunku właściwa jakość, a także określenie stanu pracy? To jest przednia soczewka lub ich system. Kolejne części soczewki są niezbędne do zapewnienia wymaganego powiększenia, długość ogniskowa i jakość obrazu. Realizacja takich funkcji jest jednak możliwa tylko w połączeniu z przednią soczewką. Warto wspomnieć, że konstrukcja kolejnej części wpływa na długość tubusu oraz wysokość obiektywu urządzenia.

okulary

Te części mikroskopu to układ optyczny przeznaczony do budowania niezbędnego obrazu mikroskopowego na powierzchni siatkówki oka obserwatora. Okulary zawierają dwie grupy soczewek. Najbliżej oka badacza nazywamy oko, a najdalej pole (za jego pomocą soczewka buduje obraz badanego obiektu).

System oświetleniowy

Mikroskop ma złożoną konstrukcję diafragm, luster i soczewek. Z jego pomocą zapewnione jest równomierne oświetlenie badanego obiektu. W pierwszych mikroskopach ta funkcja Przeprowadzono W miarę ulepszania przyrządów optycznych zaczęto stosować najpierw płaskie, a następnie wklęsłe zwierciadła.

Za pomocą tak prostych detali promienie słońca lub lamp kierowano na przedmiot badań. W nowoczesnych mikroskopach doskonalszy. Składa się ze skraplacza i kolektora.

Tabela przedmiotów

Preparaty mikroskopowe wymagające badań umieszcza się na płaskiej powierzchni. To jest tabela tematyczna. Różne typy mikroskopów mogą mieć tę powierzchnię zaprojektowaną w taki sposób, że obiekt badań zmieni się w obserwatora w poziomie, w pionie lub pod określonym kątem.

Zasada działania

W pierwszym urządzeniu optycznym układ soczewek zapewniał odwrotny obraz mikroobiektów. Dzięki temu można było zobaczyć budowę materii i najdrobniejsze szczegóły, które miały być zbadane. Zasada działania mikroskopu świetlnego jest dziś podobna do pracy teleskopu refrakcyjnego. W tym urządzeniu światło załamuje się, gdy przechodzi przez szklaną część.

Jak nowoczesne mikroskopy świetlne? Po wejściu wiązki promieni świetlnych do urządzenia, są one przekształcane w strumień równoległy. Dopiero wtedy dochodzi do załamania światła w okularze, dzięki czemu zwiększa się obraz mikroskopijnych obiektów. Ponadto informacja ta dociera w formie niezbędnej dla obserwatora w jego

Podgatunki mikroskopów świetlnych

Nowoczesna klasyfikacja:

1. Według klasy złożoności mikroskopu badawczego, roboczego i szkolnego.
2. Zgodnie z dziedziną zastosowania do chirurgii, biologii i techniki.
3. Według rodzajów mikroskopii światła odbitego i przechodzącego, kontakt fazowy, przyrządy luminescencyjne i polaryzacyjne.
4. W kierunku strumienia światła do odwróconego i bezpośredniego.

Mikroskopy elektronowe

Z biegiem czasu urządzenie przeznaczone do badania mikroskopijnych obiektów stawało się coraz doskonalsze. Pojawiły się takie typy mikroskopów, w których zastosowano zupełnie inną zasadę działania, niezależną od załamania światła. W użyciu najnowsze typy urządzenia związane z elektronami. Takie układy pozwalają zobaczyć poszczególne cząstki materii tak małe, że promienie światła po prostu opływają je.

Do czego służy mikroskop? typ elektroniczny? Służy do badania struktury komórek na poziomie molekularnym i subkomórkowym. Podobne urządzenia są również wykorzystywane do badania wirusów.

Urządzenie mikroskopów elektronowych

Jaka jest podstawa pracy najnowsze AGD oglądać mikroskopijne obiekty? Czym różni się mikroskop elektronowy od mikroskopu świetlnego? Czy są między nimi jakieś podobieństwa?

Zasada działania mikroskopu elektronowego opiera się na właściwościach elektrycznych i elektrycznych pola magnetyczne. Ich symetria obrotowa może wywierać efekt ogniskowania na wiązki elektronów. Na tej podstawie możemy odpowiedzieć na pytanie: „Czym różni się mikroskop elektronowy od mikroskopu świetlnego?” W nim, w przeciwieństwie do urządzenia optycznego, nie ma soczewek. Ich rolę spełniają odpowiednio wyliczone pola magnetyczne i elektryczne. Tworzą je zwoje cewek, przez które przepływa prąd. W tym przypadku takie pola działają podobnie.Gdy prąd rośnie lub maleje, zmienia się ogniskowa urządzenia.

Jeśli chodzi o schemat obwodu, dla mikroskopu elektronowego jest on podobny do schematu urządzenia świetlnego. Jedyną różnicą jest to, że elementy optyczne zostały zastąpione podobnymi do nich elektrycznymi.

Wzrost obiektu w mikroskopach elektronowych następuje w wyniku procesu załamania wiązki światła przechodzącej przez badany obiekt. Pod różnymi kątami promienie wpadają na płaszczyznę soczewki obiektywu, gdzie następuje pierwsze powiększenie próbki. Następnie elektrony przechodzą drogę do soczewki pośredniej. Następuje w nim płynna zmiana wzrostu wielkości obiektu. Ostateczny obraz badanego materiału daje soczewka projekcyjna. Z niego obraz pada na ekran fluorescencyjny.

Rodzaje mikroskopów elektronowych

Współczesne gatunki obejmują:

1. TEM, czyli transmisyjny mikroskop elektronowy. W tym układzie obraz bardzo cienkiego obiektu, o grubości do 0,1 µm, powstaje w wyniku oddziaływania wiązki elektronów z badaną substancją, a następnie jej powiększenia za pomocą soczewek magnetycznych umieszczonych w obiektywie.
2. SEM, czyli skaningowy mikroskop elektronowy. Takie urządzenie umożliwia uzyskanie obrazu powierzchni przedmiotu z dużą rozdzielczością rzędu kilku nanometrów. Za pomocą dodatkowe metody taki mikroskop dostarcza informacji, które pomagają ustalić skład chemiczny warstwy powierzchniowe.
3. Tunelowy skaningowy mikroskop elektronowy lub STM. Za pomocą tego urządzenia mierzy się relief powierzchni przewodzących z dużą rozdzielczością przestrzenną. W trakcie pracy z STM do badanego obiektu doprowadzana jest ostra metalowa igła. Jednocześnie zachowana jest odległość zaledwie kilku angstremów. Następnie do igły przykładany jest niewielki potencjał, dzięki czemu powstaje prąd tunelowy. W tym przypadku obserwator otrzymuje trójwymiarowy obraz badanego obiektu.

Mikroskopy Leeuwenhoeka

W 2002 roku pojawiła się Ameryka Nowa firma zajmuje się produkcją przyrządów optycznych. Jej asortyment produktów obejmuje mikroskopy, teleskopy i lornetki. Wszystkie te urządzenia wyróżniają się wysoką jakością obrazu.

Siedziba główna i dział rozwoju firmy znajdują się w USA, w mieście Fremond (Kalifornia). Ale jeśli chodzi o zdolność produkcyjna potem są w Chinach. Dzięki temu firma dostarcza na rynek zaawansowane i wysokiej jakości produkty w przystępnej cenie.

Potrzebujesz mikroskopu? Firma Levenhuk zaproponuje wymaganą opcję. Asortyment sprzętu optycznego firmy obejmuje urządzenia cyfrowe i biologiczne do powiększania badanego obiektu. Ponadto kupującemu oferowane są modele designerskie, wykonane w różnorodnej kolorystyce.

Mikroskop Levenhuk ma szerokie możliwości funkcjonalność. Na przykład podstawowe urządzenie szkoleniowe można podłączyć do komputera i może również rejestrować wideo z trwających badań. Levenhuk D2L jest wyposażony w tę funkcję.

Firma oferuje mikroskopy biologiczne różne poziomy. To i więcej proste modele oraz nowości, które przypadną do gustu profesjonalistom.

Ludzkie oko jest tak skonstruowane, że nie widzi przedmiotu, którego wymiary nie przekraczają 0,1 mm. W naturze istnieją obiekty, których wymiary są znacznie mniejsze. Są to mikroorganizmy, komórki żywych tkanek, elementy struktury substancji i wiele innych.

Już w czasach starożytnych polerowane naturalne kryształy były używane do poprawy widzenia. Wraz z rozwojem szklarstwa zaczęto produkować szklaną soczewicę - soczewki. R. Bacon w XIII wieku. radził osobom słabo widzącym zakładać wypukłe okulary na przedmioty, aby lepiej je obejrzeć. W tym samym czasie we Włoszech pojawiły się okulary, składające się z dwóch połączonych ze sobą soczewek.

W XVI wieku. rzemieślnicy we Włoszech i Holandii, którzy wytwarzali okulary okularowe, wiedzieli o właściwościach systemu dwusoczewkowego, który pozwala uzyskać powiększony obraz. Jedno z pierwszych takich urządzeń wykonał w 1590 roku Holender 3. Jansen.

Pomimo faktu, że moc powiększająca sferycznych powierzchni i soczewek była znana już w XIII wieku, aż do początku XVII wieku. żaden z przyrodników nawet nie próbował wykorzystać ich do obserwacji najmniejsze przedmioty niedostępne gołym okiem człowieka.

Słowo „mikroskop”, które pochodzi od dwóch greckich słów – „mały” i „wyglądać”, zostało wprowadzone do użytku naukowego przez członka Akademii „Dei Lyncei” (Rynx-eyed) Desmikian na początku XVII wieku.

W 1609 roku Galileo Galilei, badając zaprojektowany przez siebie teleskop, również używał go jako mikroskopu. W tym celu zmienił odległość między soczewką a okularem. Galileo jako pierwszy doszedł do wniosku, że jakość soczewek do okularów i teleskopów musi być inna. Stworzył mikroskop, wybierając taką odległość między soczewkami, przy której zwiększały się nie odległe, ale blisko rozmieszczone obiekty. W 1614 roku Galileusz zbadał owady pod mikroskopem.

Uczeń Galileusza, E. Torricelli, przejął sztukę szlifowania soczewek od swojego nauczyciela. Oprócz tworzenia lunet, Torricelli zaprojektował proste mikroskopy, składające się z jednej maleńkiej soczewki, którą uzyskał z jednej kropli szkła przez stopienie szklanego pręta nad ogniem.

w XVII wieku popularne były najprostsze mikroskopy, składające się ze szkła powiększającego - dwuwypukłej soczewki zamontowanej na statywie. Na stojaku zamocowano również stolik przedmiotowy, na którym znajdował się omawiany przedmiot. Na dole, pod stołem, znajdowało się zwierciadło o płaskim lub wypukłym kształcie, które odbijało promienie słoneczne na przedmiot i oświetlał go od dołu. Aby poprawić obraz, lupa została przesunięta względem sceny za pomocą śruby.

W 1665 r. Anglik R. Hooke, używając mikroskopu wykorzystującego małe szklane kulki, odkrył struktura komórkowa tkanki zwierzęce i roślinne.

Współczesny Hooke'owi, Holender A. van Leeuwenhoek, wykonał mikroskopy składające się z małych dwuwypukłych soczewek. Dali powiększenie 150-300x. Za pomocą swoich mikroskopów Leeuwenhoek badał strukturę żywych organizmów. W szczególności odkrył ruch krwi w naczyniach krwionośnych i krwinkach czerwonych, plemniki, opisał strukturę mięśni, łuski skóry i wiele więcej.

Leeuwenhoek się otworzył nowy Światświat mikroorganizmów. Opisał wiele rodzajów orzęsków i bakterii.

Wiele odkryć w dziedzinie anatomii mikroskopowej dokonał holenderski biolog J. Swammerdam. Najbardziej szczegółowo studiował anatomię owadów. w latach 30. 18 wiek stworzył bogato ilustrowane dzieło zatytułowane The Bible of Nature.

Metody obliczania elementów optycznych mikroskopu zostały opracowane przez Szwajcara L. Eulera, który pracował w Rosji.

Najpopularniejszy schemat mikroskopu jest następujący: badany obiekt umieszcza się na stole przedmiotowym. Nad nim znajduje się urządzenie, w którym zamocowane są obiektywy oraz tubus - tubus z okularem. Obserwowany obiekt jest oświetlany lampą lub światło słoneczne, pochylone lustro i soczewka. Przesłony zamontowane między źródłem światła a obiektem ograniczają strumień świetlny i zmniejszają w nim udział światła rozproszonego. Pomiędzy przesłonami znajduje się zwierciadło zmieniające kierunek strumienia światła o 90°. Kondensator skupia wiązkę światła na obiekcie. Soczewka zbiera promienie rozproszone przez obiekt i tworzy powiększony obraz przedmiotu oglądanego za pomocą okularu. Okular działa jak szkło powiększające, dając dodatkowe powiększenie. Granice powiększenia mikroskopu wynoszą od 44 do 1500 razy.

W 1827 r. J. Amici zastosował w mikroskopie obiektyw zanurzeniowy. W nim przestrzeń między przedmiotem a soczewką jest wypełniona płynem immersyjnym. Jako taki płyn, różne oleje (cedrowy lub mineralny), woda lub roztwór wodny gliceryna itp. Takie soczewki pozwalają zwiększyć rozdzielczość mikroskopu, poprawiając kontrast obrazu.

W 1850 roku angielski optyk G. Sorby stworzył pierwszy mikroskop do obserwacji obiektów w świetle spolaryzowanym. Takie urządzenia służą do badania kryształów, próbek metali, tkanek zwierzęcych i roślinnych.

Początek mikroskopii interferencyjnej położył w 1893 roku Anglik J. Sirks. Jego istotą jest to, że każda wiązka wpadająca do mikroskopu ulega rozwidleniu. Jeden z otrzymanych promieni skierowany jest na obserwowaną cząstkę, drugi - poza nią. W części ocznej obie wiązki rekombinują i zachodzi między nimi interferencja. Mikroskopia interferencyjna umożliwia badanie żywych tkanek i komórek.

W XX wieku. Pojawiły się różne typy mikroskopów o różnym przeznaczeniu i konstrukcji, które umożliwiły badanie obiektów w szerokich zakresach widma.

Tak więc w mikroskopach odwróconych obiektyw znajduje się pod obserwowanym obiektem, a kondensator znajduje się na górze. Kierunek promieni zmienia się za pomocą systemu luster i wpadają one w oko obserwatora, jak zwykle - od dołu do góry. Mikroskopy te są przeznaczone do badania dużych obiektów, które trudno umieścić na stoliku konwencjonalnych mikroskopów. Z ich pomocą badane są kultury tkankowe, reakcje chemiczne i określane są temperatury topnienia materiałów. Takie mikroskopy są najczęściej stosowane w metalografii do obserwacji powierzchni metali, stopów i minerałów. Mikroskopy odwrócone mogą być wyposażone w specjalne przyrządy do mikrofotografii i mikrofilmowania.

W mikroskopach luminescencyjnych instalowane są wymienne filtry światła, które umożliwiają wybranie w promieniowaniu oświetlacza tej części widma, która powoduje luminescencję badanego obiektu. Specjalne filtry przepuszczają tylko światło luminescencji z obiektu. Źródłami światła w takich mikroskopach są ultrawysokociśnieniowe lampy rtęciowe, które emitują światło promienie ultrafioletowe i promienie krótkofalowego zakresu widma widzialnego.

Mikroskopy ultrafioletowe i podczerwone służą do badania obszarów widma, które są niedostępne dla ludzkiego oka. Schematy optyczne są podobne do tych z konwencjonalnych mikroskopów. Soczewki tych mikroskopów są wykonane z materiałów przepuszczających promieniowanie ultrafioletowe (kwarc, fluoryt) i podczerwień (krzem, german). Wyposażone są w kamery rejestrujące niewidzialny obraz oraz konwertery elektronowo-optyczne, które zamieniają niewidzialny obraz na widzialny.

Mikroskop stereoskopowy zapewnia trójwymiarowy obraz obiektu. To właściwie dwa mikroskopy, wykonane w jednej konstrukcji w taki sposób, że prawe i lewe oko obserwują obiekt pod różnymi kątami. Znaleźli zastosowania w mikrochirurgii i montażu miniaturowych urządzeń.

Mikroskopy porównawcze to dwa konwencjonalne połączone mikroskopy z jednym układem ocznym. W takich mikroskopach można jednocześnie obserwować dwa obiekty, porównując ich cechy wizualne.

W mikroskopach telewizyjnych obraz leku jest przetwarzany na sygnały elektryczne, które odtwarzają ten obraz na ekranie kineskopu. W tych mikroskopach można zmieniać jasność i kontrast obrazu. Z ich pomocą można badać z bezpiecznej odległości obiekty niebezpieczne do oglądania z bliskiej odległości, takie jak substancje radioaktywne.

Najlepsze mikroskopy optyczne pozwalają powiększyć obserwowane obiekty około 2000 razy. Dalsze powiększenie nie jest możliwe, ponieważ światło ugina się wokół oświetlanego obiektu, a jeśli jego wymiary są mniejsze niż długość fali, taki obiekt staje się niewidoczny. Minimalny rozmiar obiekt, który można zobaczyć przez mikroskop optyczny, ma 0,2-0,3 mikrometra.

W 1834 r. W. Hamilton ustalił, że istnieje analogia między przechodzeniem promieni świetlnych w ośrodkach optycznie niejednorodnych a trajektoriami cząstek w polach siłowych. Możliwość stworzenia mikroskopu elektronowego pojawiła się w 1924 roku po tym, jak L. De Broglie postawił hipotezę, że wszystkie rodzaje materii bez wyjątku - elektrony, protony, atomy itp. oraz fale. Warunki techniczne do stworzenia takiego mikroskopu pojawiły się dzięki badaniom niemieckiego fizyka X. Busha. Studiował właściwości ogniskowania pól osiowosymetrycznych iw 1928 roku opracował magnetyczną soczewkę elektronową.

W 1928 r. M. Knoll i M. Ruska podjęli się stworzenia pierwszego magnetycznego mikroskopu transmisyjnego. Trzy lata później uchwycili obraz obiektu ukształtowanego przez wiązki elektronów. W 1938 r. M. von Ardenne w Niemczech iw 1942 r. V.K. Zworykin w USA zbudowali pierwsze skaningowe mikroskopy elektronowe działające na zasadzie skaningu. W nich cienka wiązka elektronów (sonda) przesuwała się sekwencyjnie po obiekcie od punktu do punktu.

W mikroskopie elektronowym, w przeciwieństwie do optycznego, zamiast promieni świetlnych stosuje się elektrony, a zamiast soczewek szklanych stosuje się cewki elektromagnetyczne lub soczewki elektroniczne. Działo elektronowe jest źródłem elektronów do oświetlania obiektu. W nim źródłem elektronów jest metalowa katoda. Następnie elektrony są zbierane w wiązkę za pomocą elektrody skupiającej i pod wpływem silnego pola elektrycznego działającego między katodą a anodą uzyskują energię. Aby wytworzyć pole, do elektrod przykładane jest napięcie do 100 kilowoltów lub więcej. Napięcie jest regulowane skokowo i jest bardzo stabilne - w ciągu 1-3 minut zmienia się nie więcej niż o 1-2 milionowe pierwotnej wartości.

Pozostawiając elektronowe „działo”, wiązka elektronów kierowana jest na obiekt za pomocą soczewki kondensora, rozpraszana na nim i skupiana przez soczewkę przedmiotową, co tworzy pośredni obraz obiektu. Soczewka projekcyjna ponownie zbiera elektrony i tworzy drugi, jeszcze większy obraz na ekranie fluorescencyjnym. Na nim, pod działaniem uderzających w niego elektronów, powstaje świetlisty obraz obiektu. Jeśli umieścisz kliszę fotograficzną pod ekranem, możesz sfotografować ten obraz.

Świetna definicja

Niepełna definicja ↓

Tudupow Ajur

W swojej pracy student rozważa historię powstania mikroskopu. A także opisuje doświadczenie tworzenia prostego mikroskopu w domu.

Pobierać:

Zapowiedź:

MOU „Mogoytuy Liceum nr 1”

Praca naukowa na ten temat

„Co to jest mikroskop”

Sekcja: fizyka, technologia

Ukończył: uczeń II klasy Ayur Tudupov

Kierownik: Baranowa I.V.

miasto Mogoytuy

rok 2013

Wydajność

być wysuniętym

uczeń II klasy MOU MSOSH nr 1 p. Mogoytuy Tudupov Ayur

Tytuł artykułu naukowego

„Co to jest mikroskop?”

Kierownik pracy

Baranowa Irina Władimirowna

Krótki opis (temat) pracy :

Niniejsza praca należy do badań eksperymentalnych i jest badaniami eksperymentalno – teoretycznymi.

Kierunek:

Fizyka, badania stosowane (technika).

Krótki opis pracy badawczej

Nazwa „Co to jest mikroskop?”

Wykonane przez Tudupova Ayura

Pod kierunkiemBaranowa Irina Władimirowna

Praca naukowa poświęcona jest badaniu:robienie mikroskopu z kropli wody

Skąd wzięło się Twoje zainteresowanie tym zagadnieniem?Zawsze chciałem mieć mikroskop, aby zobaczyć niewidzialny świat.

Gdzie szukaliśmy informacji, aby odpowiedzieć na nasze pytania?(wskaż źródła)

1. Internet
2. encyklopedie
3. Konsultacja nauczyciela

Jaka hipoteza została wysunięta?możesz stworzyć mikroskop własnymi rękami z kropli wody.

W badaniu wykorzystaliśmynastępujące metody:

Eksperymenty:

1. Eksperyment nr 1 „Tworzenie mikroskopu”.
2. Praca z książkami.

Wnioski:

1. W domu możesz zrobić prosty mikroskop z improwizowanych środków.
2. Dowiedziałem się, z czego zbudowany jest mikroskop.
3. Tworzenie własnych rzeczy jest bardzo interesujące, zwłaszcza że mikroskop to ciekawa rzecz.

Do prezentacji wyników badania planujemy wykorzystać fotografie.

Kwestionariusz uczestnika

Plan pracy

1. Kwestionariusz autora pracy - strona 1
2. Spis treści - strona 2
3. Krótki opis projektu - str. 3
4. Wprowadzenie - strona 4
5. Korpus główny - strony 5 – 10
6. Eksperyment mikroskopowy. - s. 11-14
7. Podsumowanie - strona 15
8. Literatura i źródła - strona 16

WSTĘP

od młodym wieku codziennie, w domu, w przedszkolu iw szkole, wychodząc ze spaceru iz toalety, po zabawie i przed jedzeniem, słyszę to samo: „Nie zapomnij umyć rąk!”. Pomyślałam więc: „Po co je tak często myć? Czy naprawdę są czyste?” Zapytałem mamę: „Dlaczego musisz myć ręce?”. Mama odpowiedziała: „Na rękach, a także na wszystkich otaczających przedmiotach, jest wiele drobnoustrojów, które, jeśli dostaną się do ust z jedzeniem, mogą powodować choroby”. Przyjrzałem się dokładnie swoim dłoniom, ale nie dostrzegłem żadnych zarazków. A moja mama powiedziała, że ​​drobnoustroje są bardzo małe i nie można ich zobaczyć bez specjalnych urządzeń powiększających. Potem uzbroiłem się w szkło powiększające i zacząłem przyglądać się wszystkiemu, co mnie otaczało. Ale nadal nie widziałem żadnych drobnoustrojów. Mama wyjaśniła mi, że drobnoustroje są tak małe, że można je zobaczyć tylko pod mikroskopem. W szkole mamy mikroskopy, ale nie można ich zabrać do domu i szukać zarazków. I wtedy postanowiłem zrobić własny mikroskop.

Cel moich badań: Złóż swój mikroskop.

Cele projektu:

1. Poznaj historię mikroskopu.
2. Dowiedz się, z czego składają się mikroskopy i czym mogą być.
3. Spróbuj zbudować własny mikroskop i przetestuj go.

Moja hipoteza : możesz stworzyć mikroskop własnymi rękami w domu z kropli wody i improwizowanych środków.

Głównym elementem

Historia powstania mikroskopu.

Mikroskop (z greckiego - mały i look) - urządzenie optyczne do uzyskiwania powiększonych obrazów obiektów niewidocznych gołym okiem.

Fajnie jest popatrzeć na coś przez mikroskop. Nie gorzej gry komputerowe a może nawet lepiej. Ale kto wynalazł ten cud - mikroskop?

Trzysta pięćdziesiąt lat temu w holenderskim mieście Middelburg mieszkał mistrz spektakli. Cierpliwie polerował okulary, robił okulary i sprzedawał je każdemu, kto ich potrzebował. Miał dwoje dzieci - dwóch chłopców. Bardzo lubili wchodzić do warsztatu ojca i bawić się jego instrumentami i okularami, chociaż było to dla nich zabronione. A potem pewnego dnia, gdy ojciec gdzieś wyjechał, chłopaki jak zwykle udali się do jego warsztatu - czy jest coś nowego, czym można się pobawić? Szklanki przygotowane na kieliszki leżały na stole, aw kącie leżała krótka miedziana rurka: z niej mistrz miał wycinać pierścienie - oprawki do okularów. Chłopaki wcisnęli szkło okularowe w końce rurki. Starszy chłopiec przyłożył rurkę do oka i spojrzał na stronę otwartej książki, która leżała tutaj na stole. Ku jego zaskoczeniu litery stały się ogromne. Młodszy zajrzał do telefonu i krzyknął zdumiony: zobaczył przecinek, ale co za przecinek - wyglądał jak gruby robak! Chłopaki wycelowali rurkę w pył szklany pozostały po wypolerowaniu szkła. I nie widzieli kurzu, ale garść szklanych ziaren. Tuba okazała się wręcz magiczna: znacznie powiększyła wszystkie obiekty. Dzieci opowiedziały ojcu o swoim odkryciu. Nawet ich nie skarcił: był tak zaskoczony niezwykłą właściwością fajki. Spróbował zrobić kolejną rurkę z tymi samymi okularami, długą i rozciągliwą. Nowa rura wzrosła jeszcze lepiej. To był pierwszy mikroskop. Jego

przypadkowo wynaleziony w 1590 roku przez mistrza spektaklu Zachariaja Jansena, a właściwie jego dzieci.

Podobne myśli o stworzeniu urządzenia powiększającego przychodziły do ​​głowy niejednemu Jansenowi: nowe urządzenia wynalazł Holender Jan Lipershey (również mistrz okularów i również z Middelburga) oraz Jacob Metius. W Anglii pojawił się Holender Cornelius Drebbel, który wynalazł mikroskop z dwiema dwustronnie wypukłymi soczewkami. Kiedy w 1609 roku rozeszły się pogłoski, że w Holandii istnieje jakieś urządzenie do oglądania maleńkich obiektów, Galileusz już następnego dnia zrozumiał ogólną ideę projektu i wykonał w swoim laboratorium mikroskop, aw 1612 roku już założył fabrykę mikroskopów. Początkowo nikt nie nazywał stworzonego urządzenia mikroskopem, nazywano go conspicillium. Znane słowa „teleskop” i „mikroskop” zostały po raz pierwszy wypowiedziane w 1614 roku przez greckiego Demisciana.

W 1697 r. Wielka Ambasada opuściła Moskwę z Moskwy, w której był nasz car Piotr Wielki. W Holandii usłyszał, że „niejaki Holender Leeuwenhoek”, mieszkający w mieście Delft, robi w domu niesamowite urządzenia. Z ich pomocą odkrył tysiące zwierząt, wspanialszych niż najbardziej dziwaczne zwierzęta zamorskie. A te małe zwierzęta „gnieżdżą się” w wodzie, w powietrzu, a nawet w ustach człowieka. Znając ciekawość króla, nietrudno się domyślić, że Piotr od razu udał się z wizytą. Urządzeniami, które widział król, były tzw. proste mikroskopy (była to lupa o dużym powiększeniu). Jednak Leeuwenhoekowi udało się osiągnąć powiększenie 300 razy, a to przekroczyło możliwości najlepszych mikroskopów złożonych XVII wieku, które miały zarówno obiektyw, jak i okular.

Przez długi czas tajemnica „pchlego szkła”, jak urządzenie Leeuwenhoeka lekceważąco nazywali zazdrośni współcześni, nie mogła zostać ujawniona. Jak można

okazuje się, że w XVII wieku naukowiec stworzył urządzenia, które według pewnych cech są bliskie urządzeniom z początku XX wieku? W końcu przy ówczesnej technologii nie można było zrobić mikroskopu. Sam Leeuwenhoek nikomu nie zdradził swojego sekretu. Tajemnica „pchlego szkła” została ujawniona dopiero po 315 latach w państwie nowosybirskim instytut medyczny w Katedrze Biologii Ogólnej i Podstaw Genetyki. Sekret musiał być bardzo prosty, ponieważ Leeuwenhoek zdołał w krótkim czasie wykonać wiele kopii swoich jednoobiektywowych mikroskopów. Może nigdy nie polerował soczewek powiększających? Tak, ogień zrobił to za niego! Jeśli weźmiesz szklaną nitkę i umieścisz ją w płomieniu palnika, na końcu nitki pojawi się kula - to Leeuwenhoek służył za soczewkę. Im mniejsza była kula, tym większy wzrost można było osiągnąć…

W 1697 roku Piotr Wielki spędził w Leeuwenhoek około dwóch godzin - i patrzył i patrzył. I już w 1716 roku, podczas drugiej podróży zagranicznej, cesarz zakupił pierwsze mikroskopy dla Kunstkamery. Tak więc w Rosji pojawiło się cudowne urządzenie.

Mikroskop można nazwać instrumentem odkrywającym tajemnice. mikroskopy w różne lata wyglądały inaczej, ale z każdym rokiem stawały się coraz bardziej złożone i zaczęły zawierać wiele szczegółów.

Tak wyglądał pierwszy mikroskop Jansena:

Pierwszy duży mikroskop złożony został wykonany przez angielskiego fizyka Roberta Hooke'a w XVII wieku.

Tak wyglądały mikroskopy w XVIII wieku. W XVIII wieku było wielu podróżników. Potrzebowali też mikroskopu podróżnego, który zmieściłby się w kieszeni torby lub marynarki. W pierwszej połowie XVIIIw. rozpowszechnił się tak zwany mikroskop „ręczny” lub „kieszonkowy”, zaprojektowany przez angielskiego optyka J. Wilsona. Tak wyglądały:

Z czego zbudowany jest mikroskop?

Wszystkie mikroskopy składają się z następujących części:

Jest też podświetlenie i klipsy.

Dowiedziałem się też, czym mogą być mikroskopy. W nowoczesny świat Wszystkomikroskopymoże być podzielone:

1. Mikroskopy edukacyjne. Nazywa się je również szkolnymi lub dziecięcymi.
2. Mikroskopy cyfrowe. Głównym zadaniem mikroskopu cyfrowego jest nie tylko pokazanie obiektu w powiększeniu, ale także zrobienie zdjęcia czy nakręcenie filmu.
3. Mikroskopy laboratoryjne. Głównym zadaniem mikroskopu laboratoryjnego jest prowadzenie określonych badań różne obszary nauka, przemysł, medycyna.

Budowa własnego mikroskopu

Gdy szukaliśmy informacji o historii mikroskopów, dowiedzieliśmy się na jednym z portali, że z kropli wody można zrobić własny mikroskop. A potem postanowiłem spróbować przeprowadzić eksperyment, aby stworzyć taki mikroskop. Mały mikroskop można zrobić z kropli wody. Aby to zrobić, musisz wziąć gruby papier, przebić w nim dziurę grubą igłą i ostrożnie umieścić na nim kroplę wody. Mikroskop jest gotowy! Przynieś tę kroplę do gazety - litery wzrosły. Im mniejsza kropla, tym większe powiększenie. W pierwszym mikroskopie, wynalezionym przez Leeuwenhoeka, wszystko było zrobione tak, tylko kropla była szklana.

Znaleźliśmy książkę „Moje pierwsze eksperymenty naukowe” i nieco skomplikowaliśmy model mikroskopu. Do pracy potrzebowałem:

1. Słoik.
2. Papier metalizowany (folia do pieczenia).
3. Nożyce.
4. Szkocka.
5. Gruba igła.
6. Plastelina.

Kiedy to wszystko zebrałem, zacząłem tworzyć model mikroskopu. Nieco niżej będę stopniowo podpisywać wszystkie moje prace. Oczywiście potrzebowałam trochę pomocy ze strony mamy i siostry.