Mikroskop to przyrząd optyczny, który pozwala na uzyskanie powiększonych obrazów małych obiektów lub ich detali, których nie widać gołym okiem.

Dosłownie słowo „mikroskop” oznacza „obserwować coś małego” (z greckiego „małe” i „wyglądać”).

Ludzkie oko, jak każde system optyczny, charakteryzuje się pewną rozdzielczością. Jest to najmniejsza odległość między dwoma punktami lub liniami, gdy jeszcze się nie łączą, ale są postrzegane oddzielnie od siebie. Przy normalnym widzeniu z odległości 250 mm rozdzielczość wynosi 0,176 mm. Dlatego wszystkie przedmioty, których wielkość jest mniejsza od tej wartości, nasze oko nie jest już w stanie rozróżnić. Nie widzimy komórek roślin i zwierząt, różnych mikroorganizmów itp. Można to jednak zrobić za pomocą specjalnych przyrządów optycznych - mikroskopów.

Jak działa mikroskop

Klasyczny mikroskop składa się z trzech głównych części: optycznej, oświetleniowej i mechanicznej. Część optyczna to okulary i soczewki, część oświetleniowa to źródła światła, kondensor i przysłona. Zwyczajowo odnosi się do mechanicznej części wszystkich innych elementów: statywu, urządzenia obrotowego, stolika obiektowego, systemu ogniskowania i wielu innych. Wszystko razem i pozwala na prowadzenie badań mikroświata.

Co to jest „apertura mikroskopu”: porozmawiajmy o systemie oświetleniowym

Do obserwacji mikroświata dobre oświetlenie tak samo ważna jak jakość optyki mikroskopu. Diody LED, lampy halogenowe, lustro - do mikroskopu można zastosować różne źródła światła. Każdy ma swoje plusy i minusy. Podświetlenie może być górne, dolne lub łączone. Jego lokalizacja wpływa na to, które szkiełka można badać pod mikroskopem (przezroczyste, półprzezroczyste lub nieprzezroczyste).

Pod przedmiotowym stolikiem, na którym umieszcza się próbkę do badań, znajduje się diafragma mikroskopu. Może to być dysk lub tęczówka. Membrana służy do regulacji natężenia oświetlenia: może służyć do regulacji grubości wiązki światła pochodzącej z oświetlacza. Membrana talerzowa to mała płytka z otworami o różnych średnicach. Jest zwykle instalowany w mikroskopach amatorskich. Przesłona irysowa składa się z wielu płatków, za pomocą których można płynnie zmieniać średnicę otworu przepuszczającego światło. Częściej występuje w profesjonalnych mikroskopach.

Część optyczna: okulary i obiektywy

Obiektywy i okulary to najpopularniejsze części zamienne do mikroskopów. Chociaż nie wszystkie mikroskopy obsługują zmianę tych akcesoriów. Za tworzenie powiększonego obrazu odpowiada układ optyczny. Im lepszy i doskonalszy, tym wyraźniejszy i bardziej szczegółowy obraz. Ale najwyższy poziom jakość optyczna jest potrzebna tylko w profesjonalnych mikroskopach. Do badań amatorskich wystarcza standardowa optyka szklana, zapewniająca wzrost nawet 500-1000 razy. Zalecamy jednak unikanie plastikowych soczewek - jakość obrazu w takich mikroskopach jest zwykle frustrująca.

Elementy mechaniczne

Każdy mikroskop zawiera elementy, które pozwalają badaczowi kontrolować ostrość, regulować położenie badanej próbki i regulować odległość roboczą urządzenia optycznego. To wszystko jest częścią mechaniki mikroskopu: współosiowe mechanizmy ogniskowania, suwak i suwak, pokrętła regulacji ostrości, stolik i wiele więcej.

Historia mikroskopu

Nie wiadomo dokładnie, kiedy pojawił się pierwszy mikroskop. Najprostsze urządzenia powiększające są dwuwypukłe soczewki optyczne, zostały znalezione podczas wykopalisk na terenie starożytnego Babilonu.

Uważa się, że pierwszy mikroskop stworzył w 1590 roku holenderski optyk Hans Jansen i jego syn Zachary Jansen. Ponieważ soczewki w tamtych czasach były ręcznie polerowane, miały różne wady: rysy, wypukłości. Defekty na soczewkach szukano za pomocą innego obiektywu - lupy. Okazało się, że jeśli weźmiemy pod uwagę przedmiot za pomocą dwóch soczewek, to jest on wielokrotnie powiększany. Po zamontowaniu 2 wypukłych soczewek w jednej tubie Zachary Jansen otrzymał urządzenie przypominające lunetę. Na jednym końcu tej tuby znajdowała się soczewka pełniąca funkcję obiektywu, a na drugim soczewka okularowa. Ale w przeciwieństwie do luneta Urządzenie Jansena nie przybliżało obiektów, ale je powiększało.

W 1609 r. włoska naukowiec Galileusz Galileo opracował mikroskop złożony z wypukłym i soczewki wklęsłe. Nazwał to „occhiolino” – małe oko.

10 lat później, w 1619, holenderski wynalazca Cornelius Jacobson Drebbel zaprojektował złożony mikroskop z dwiema soczewkami wypukłymi.

Mało kto wie, że mikroskop otrzymał swoją nazwę dopiero w 1625 roku. Termin „mikroskop” zasugerował znajomy Galileo Galilei Niemiecki lekarz i botanik Giovanni Faber.

Wszystkie powstałe wówczas mikroskopy zadowalały się prymitywnymi. Tak więc mikroskop Galileusza mógł powiększyć tylko 9 razy. Po ulepszeniu systemu optycznego Galileo angielski naukowiec Robert Hooke w 1665 stworzył własny mikroskop, który miał już 30-krotne powiększenie.

W 1674 roku holenderski przyrodnik Anthony van Leeuwenhoek stworzył najprostszy mikroskop, który wykorzystywał tylko jedną soczewkę. Trzeba powiedzieć, że tworzenie soczewek było jednym z hobby naukowca. A dzięki jego wysokim umiejętnościom szlifowania wszystkie wykonane przez niego soczewki były bardzo wysokiej jakości. Leeuwenhoek nazwał je „mikroskopią”. Były małe, mniej więcej wielkości paznokcia, ale mogły powiększać się 100, a nawet 300 razy.

Mikroskop Leeuwenhoeka był metalową płytką z soczewką pośrodku. Obserwator spojrzał przez nią na próbkę umocowaną po drugiej stronie. I chociaż praca z takim mikroskopem nie była zbyt wygodna, Leeuwenhoek był w stanie dokonać ważnych odkryć za pomocą swoich mikroskopów.

W tamtych czasach niewiele było wiadomo o budowie narządów ludzkich. Za pomocą swoich soczewek Leeuwenhoek odkrył, że krew składa się z wielu maleńkich cząstek - erytrocytów i mięsień- z najlepszych włókien. W rozwiązaniach widział najmniejsze stworzenia różne kształty które poruszały się, zderzały i rozpraszały. Teraz wiemy, że to są bakterie: ziarenkowce, prątki itp. Ale przed Leeuwenhoekiem nie było tego wiadomo.

W sumie naukowcy wykonali ponad 25 mikroskopów. 9 z nich przetrwało do dnia dzisiejszego. Są w stanie powiększyć obraz 275 razy.

Mikroskop Leeuwenhoeka był pierwszym mikroskopem sprowadzonym do Rosji pod kierunkiem Piotra Wielkiego.

Stopniowo mikroskop był ulepszany i nabierał formy zbliżonej do nowoczesnej. Ogromny wkład w ten proces wnieśli również rosyjscy naukowcy. W początek XVIII wieku w Petersburgu w warsztacie Akademii Nauk powstały ulepszone projekty mikroskopów. Rosyjski wynalazca I.P. Kulibin zbudował swój pierwszy mikroskop bez wiedzy, jak to robiono za granicą. Stworzył produkcję szkła do soczewek, wynalazł urządzenia do ich szlifowania.

Wielki rosyjski naukowiec Michaił Wasiljewicz Łomonosow był pierwszym rosyjskim naukowcem, który użył mikroskopu w swoich badaniach naukowych.

Nie ma chyba jednoznacznej odpowiedzi na pytanie „Kto wynalazł mikroskop?” Do rozwoju nauki mikroskopowej przyczynili się najlepsi naukowcy i wynalazcy różnych epok.

Od kilku stuleci to urządzenie optyczne było nie tylko jednym z motorów postępu naukowego i technologicznego, ale także inspirowało badaczy do poszerzania granic własnej wiedzy. Dzięki niemu wielu największe odkrycia stosowane we współczesnym życiu człowieka. Dlaczego potrzebujesz mikroskop- to pytanie dotyczy również młodego pokolenia, spragnionego wiedzy i nieobojętnego na naukę. Nie ma wątpliwości, że najciekawsze dopiero przed nami. Dlatego jeśli myśl o studiowaniu biologii odwiedziła Ciebie lub dziecko, to już dobrze, bo rośnie godny zamiennik, który w przyszłości będzie decydował o wektorze rozwoju cywilizacji.

Tak, żeby zobaczyć na własne oczy, co istnieje obok nas od tysiącleci niewidzialny świat, który jest prawie niemożliwy do złapania bez narzędzi powiększających. Zastanówmy się bardziej szczegółowo nad głównymi zaletami, ponieważ oprócz mikroorganizmów, komórek i bakterii znajome rzeczy nabierają również nowej, niesamowitej wizualnie formy, wystarczy spojrzeć na nie przez otwór okularu.

Samouczek wizualny. Zajęcia wyposażone są w mikroskopy instytucje edukacyjne na przykład w szkołach, liceach i na uniwersytetach. Ministerstwo Edukacji jeszcze w czasach ZSRR opracowało technikę, dzięki której uczeń może zobaczyć but infusoria, euglena, ameba nie tylko na zdjęciu podręcznika, ale także na żywo. Jednocześnie informacje są lepiej zdeponowane w głowie, a dzieci mogą bardziej świadomie wybierać zawód.

Ekscytujące hobby. Kupując mikroskop dla swojego mądrego dziecka, rodzice czasami wzruszają ramionami – mówią, po co mu to potrzebne. Jednak gdy tylko biurko zamienia się w domowe laboratorium, nie tylko dzieci, ale także mamy i tatusiowie zostają wciągnięci w imponujące obserwacje. W rezultacie może przerodzić się w jasne rodzinne hobby! Możesz wziąć pod uwagę absolutnie wszystko - nie tylko mikroskopijne organizmy i ich pozornie zabawną, kapryśną aktywność w zwykłej kropli wody, ale wszystko, co przychodzi pod ręką - monety, tkaniny, wyroby papierowe i plastik, kamyki, piasek, sól i cukier. Jeśli fantazje i pragnienie nauczenia się czegoś nowego nie wyschną, to pytanie „co jeszcze zwiększyć” samo zniknie.

Sprawdzanie jakości jedzenia. Rzeczywiście, dziś uformowała się cała warstwa obywateli, którzy chcą przewodzić zdrowy tryb życiażycie. Tutaj przyda się mikroskop. Spójrz na mięso, mleko, chleb, mąkę, zboża w ogóle, wszystko, co jest spożywane w żywności. I na podstawie tego, co widzisz, możesz wyciągnąć wnioski - czy nadaje się do jedzenia, czy też musisz dostosować dietę.

Proces twórczy. W dobie technologii komputerowej mikroskopia również nie stała na uboczu. Za pomocą specjalnych aparatów możesz robić zdjęcia i filmy powiększonych obiektów! A jeśli uzyskane wyniki badań zostaną zamieszczone w postaci plików w odpowiednich zasobach internetowych lub w w sieciach społecznościowych, to już niedługo początkujący biolog będzie miał krąg swoich wielbicieli niezwykła kreatywność. A co z tworzeniem biżuterii i tworzeniem biżuterii z delikatnym wzorem? To też jest prawdziwe, chociaż będzie to wymagało modelu instrumentalnego.

Służy do uzyskiwania dużych powiększenia podczas obserwacji małych obiektów. Powiększony obraz obiektu w mikroskopie uzyskuje się za pomocą układu optycznego składającego się z dwóch soczewek krótkoogniskowych - obiektywu i okularu. Obiektyw da prawdziwie odwrócony powiększony obraz obiektu. Ten pośredni obraz jest oglądany przez oko przez okular, którego działanie jest podobne do działania lupy. Okular jest ustawiony tak, że obraz pośredni znajduje się w płaszczyźnie ogniskowej, w którym to przypadku promienie z każdego punktu obiektu rozchodzą się za okularem w wiązce równoległej. Urządzenie przeznaczone do uzyskiwania powiększonych obrazów, a także do pomiaru obiektów lub detali konstrukcyjnych niewidocznych lub słabo widocznych gołym okiem, służące do zwielokrotniania rozważanych obiektów. Za pomocą tych instrumentów określa się rozmiary, kształt i strukturę najmniejszych cząstek. Mikroskop– niezbędny sprzęt optyczny dla takich dziedzin działalności jak medycyna, biologia, botanika, elektronika i geologia, ponieważ odkrycia naukowe opierają się na wynikach badań, prawidłowa diagnoza i opracowywane są nowe leki.

Historia mikroskopu

Pierwszy mikroskop, wynalezione przez ludzkość, były optyczne, a pierwszego wynalazcy nie jest tak łatwo wyróżnić i nazwać. Najwcześniejsze informacje o mikroskopie pochodzą z 1590 roku. Nieco później, w 1624 rok Galileo Galileo przedstawia swoją kompozycję mikroskop, który pierwotnie nazwał „occhiolino”. Rok później jego przyjaciel z Akademii Giovanni Faber zaproponował ten termin mikroskop.

Rodzaje mikroskopów

W zależności od wymaganej rozdzielczości rozważanych mikrocząstek materii, mikroskopia, mikroskopy dzielą się na:

ludzkie oko to naturalny układ optyczny charakteryzujący się pewną rozdzielczością, czyli najmniejszą odległością między elementami obserwowanego obiektu (postrzeganymi jako punkty lub linie), przy której mogą się one jeszcze różnić od siebie. Do normalne oko przy oddalaniu się od obiektu na tzw. najlepsza odległość widzenia (D = 250mm), średnia normalna rozdzielczość to 0,176mm. Znacznie mniejsze od tej wartości są wymiary mikroorganizmów, większości komórek roślinnych i zwierzęcych, drobnych kryształów, szczegółów mikrostruktury metali i stopów itp. Do połowy XX wieku pracowały tylko z widzialnym promieniowaniem optycznym, w zakresie 400-700 nm, a także z bliskim ultrafioletem (mikroskop luminescencyjny). mikroskop optyczny nie mógł dać rozdzielczości mniejszej niż połowa długości fali promieniowania referencyjnego (zakres długości fali 0,2-0,7 mikrona lub 200-700 nm). W ten sposób, mikroskop optyczny jest w stanie rozróżniać struktury o odległości między punktami do ~0,20 μm, dlatego maksymalne możliwe do uzyskania powiększenie wyniosło ~2000x.

pozwala na uzyskanie 2 obrazów obiektu oglądanego pod małym kątem, co zapewnia percepcję wolumetryczną, jest to urządzenie optyczne do wielokrotnego powiększenia przedmiotowych obiektów, które posiada specjalną przystawkę dwuokularową, która pozwala badać obiekt zarówno oczy. To jest jego wygoda i przewaga nad konwencjonalnymi mikroskopami. Dlatego mikroskop dwuokularowy najczęściej stosowany w profesjonalnych laboratoriach, placówkach medycznych i wyższych instytucje edukacyjne. Wśród innych zalet tego urządzenia należy zwrócić uwagę na wysoką jakość i kontrast obrazu, zgrubne i dokładne mechanizmy regulacji. Mikroskop dwuokularowy działa na tej samej zasadzie, co konwencjonalne jednookularowe: badany przedmiot umieszcza się pod soczewką, gdzie kierowany jest na niego sztuczny strumień światła. wykorzystywane do badań biochemicznych, patologicznych, cytologicznych, hematologicznych, urologicznych, dermatologicznych, biologicznych i ogólnych badań klinicznych. Ogólny wzrost(obiektyw * okular) mikroskopów optycznych z przystawką dwuokularową jest zwykle większy niż w odpowiednich mikroskopach jednookularowych.

stereomikroskop

stereomikroskop, podobnie jak inne typy mikroskopy optyczne, pozwalają na pracę zarówno w świetle przechodzącym, jak i odbitym. Zwykle mają wymienne binokulary i jedną stałą soczewkę (istnieją również modele z wymiennymi soczewkami). Większość stereomikroskopy daje znacznie mniejsze powiększenie niż nowoczesny mikroskop optyczny, ale ma znacznie większe długość ogniskowa co umożliwia oglądanie dużych obiektów. Ponadto, w przeciwieństwie do konwencjonalnych mikroskopów optycznych, które zwykle dają obraz odwrócony, układ optyczny stereomikroskop nie „odwraca” obrazu. Dzięki temu znajdują szerokie zastosowanie do preparacji mikroskopijnych obiektów ręcznie lub przy użyciu mikromanipulatorów. Lornetki są najczęściej używane do badania niejednorodności powierzchni ciał stałych, nieprzezroczystych, takich jak skały, metale i tkanki; w mikrochirurgii itp.

Specyfika badań metalograficznych polega na konieczności obserwacji struktury powierzchni ciał nieprzezroczystych. Dlatego mikroskop metalograficzny zbudowany według schematu światła odbitego, gdzie z boku klosza montowany jest specjalny oświetlacz. System pryzmatów i luster kieruje światło na obiekt, a następnie światło jest odbijane od nieprzezroczystego obiektu i kierowane z powrotem do soczewki. nowoczesne proste mikroskop metalograficzny charakteryzują się dużą odległością pomiędzy powierzchnią sceny a obiektywami oraz dużym skokiem pionowym sceny, co pozwala na pracę z dużymi samplami. Maksymalna odległość może sięgać kilkudziesięciu centymetrów. Ale zwykle w materiałoznawstwie stosuje się mikroskop odwrócony, ponieważ nie ma ograniczeń co do wielkości próbki (tylko wagowo) i nie wymaga równoległości powierzchni odniesienia i roboczej próbki (w tym przypadku pokrywają się ).

W oparciu o zasadę działania mikroskop polaryzacyjny polega na uzyskaniu obrazu badanego obiektu, gdy jest on naświetlany spolaryzowanymi wiązkami, które z kolei należy uzyskać ze zwykłego światła za pomocą specjalnego urządzenia - polaryzatora. W istocie, gdy spolaryzowane światło przechodzi przez substancję lub odbija się od niej, zmienia płaszczyznę polaryzacji światła, w wyniku czego na drugim filtr polaryzacyjny pojawia się w postaci nadmiernego przyciemnienia. Lub dają specyficzne reakcje, takie jak dwójłomność w tłuszczach. przeznaczony do obserwacji, fotografowania i projekcji wideo obiektów w świetle spolaryzowanym, a także do badań nad metodami ekranowania ogniskowego i kontrastu fazowego. służy do badania szerokiego zakresu tych właściwości i zjawisk, które są zwykle niedostępne dla zwykłego mikroskopu optycznego. Wyposażony w nieskończoną optykę z profesjonalnym oprogramowaniem.

Zasada działania mikroskopy fluorescencyjne w oparciu o właściwości promieniowania fluorescencyjnego. Mikroskop służą do badania obiektów przezroczystych i nieprzezroczystych. Promieniowanie luminescencyjne jest różnie odbijane przez różne powierzchnie i materiały, co pozwala z powodzeniem wykorzystywać je do badań immunochemicznych, immunologicznych, immunomorfologicznych i immunogenetycznych. Ze względu na swoje wyjątkowe możliwości, mikroskop fluorescencyjny znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, weterynaryjnym, ogrodniczym oraz biotechnologicznym. także praktycznie niezbędny do pracy ośrodków kryminalistycznych i placówek sanitarno-epidemiologicznych.

służy do dokładnego pomiaru wymiarów kątowych i liniowych obiektów. Znajduje zastosowanie w praktyce laboratoryjnej, w inżynierii i inżynierii mechanicznej. Na uniwersalnym mikroskopie pomiarowym pomiary wykonuje się metodą projekcyjną, a także metodą przekroju osiowego. Uniwersalny mikroskop pomiarowy można łatwo zautomatyzować dzięki cechy konstrukcyjne. Bardzo proste rozwiązanie jest instalacja quasi-bezwzględnego liniowego czujnika przemieszczeń, co znacznie upraszcza proces najczęściej przeprowadzanych (w UIM) pomiarów. Nowoczesna aplikacja uniwersalny mikroskop pomiarowy koniecznie implikuje obecność co najmniej cyfrowego urządzenia odczytującego. Pomimo pojawienia się nowych, progresywnych przyrządów pomiarowych, uniwersalny mikroskop pomiarowy znajduje szerokie zastosowanie w laboratoriach pomiarowych ze względu na swoją wszechstronność, łatwość pomiaru oraz możliwość łatwej automatyzacji procesu pomiarowego.

Mikroskop elektronowy umożliwia uzyskanie obrazu obiektów o maksymalnym powiększeniu do 1 000 000 razy, dzięki zastosowaniu, w przeciwieństwie do mikroskopu optycznego, zamiast wiązki światła wiązki elektronów o energiach 200 V ÷ 400 keV oraz więcej (na przykład transmisyjny mikroskop elektronowy o wysokiej rozdzielczości z napięciem przyspieszającym 1 MV) . Rezolucja mikroskop elektronowy przewyższa rozdzielczość mikroskopu świetlnego 1000÷10000 razy, a dla najlepszych współczesnych instrumentów może być mniejsza niż jeden angstrem. Aby uzyskać obraz mikroskop elektronowy wykorzystuje specjalne soczewki magnetyczne, które kontrolują ruch elektronów w kolumnie urządzenia za pomocą pola magnetycznego. Obraz elektroniczny jest tworzony przez elektryczność i pola magnetyczne mniej więcej tak samo jak światło - soczewki optyczne.

Mikroskop sondy skanującej

jest to klasa mikroskopów do obrazowania powierzchni i jej lokalnych cech. Proces obrazowania opiera się na skanowaniu powierzchni sondą. W przypadek ogólny pozwala na uzyskanie trójwymiarowego obrazu powierzchni (topografii) o wysokiej rozdzielczości. w nowoczesna forma wynaleziony przez Gerda Karla Binniga i Heinricha Rohrera w 1981 roku. Cechą charakterystyczną SPM jest obecność: sondy, systemu przesuwania sondy względem próbki wzdłuż drugiej (X-Y) lub trzeciej (X-Y-Z) współrzędnych, systemu rejestracji. System rejestracji ustala wartość funkcji, która zależy od odległości końcówka-próbka. Zwykle zarejestrowana wartość jest obsługiwana przez system ujemny informacja zwrotna, który steruje położeniem próbki lub sondy w jednej ze współrzędnych (Z). Najczęściej stosowanym systemem sprzężenia zwrotnego jest regulator PID.

Główne rodzaje łów mikroskopy sondowe :

    Skaningowy mikroskop sił atomowych

    Skanowanie mikroskopu tunelującego

    Mikroskop optyczny bliskiego pola

Mikroskop rentgenowski

- urządzenie do badania bardzo małych obiektów, których wymiary są porównywalne z długością fali rentgenowskiej. Na podstawie użycia promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 0,01 do 1 nanometra. pod względem rozdzielczości plasuje się pomiędzy mikroskopami elektronowymi i optycznymi. Rozdzielczość teoretyczna Mikroskop rentgenowski osiąga 2-20 nanometrów, co jest o rząd wielkości większą niż rozdzielczość mikroskopu optycznego (do 150 nanometrów). Aktualnie jest Mikroskop rentgenowski z rozdzielczością około 5 nanometrów.

Mikroskop rentgenowski to:

    RTG mikroskop projekcyjny.
    Projekcyjny mikroskop rentgenowski to komora ze źródłem promieniowania i urządzeniem rejestrującym na przeciwległych końcach. Aby uzyskać wyraźny obraz, konieczne jest, aby otwór kątowy źródła był jak najmniejszy. Do niedawna w tego typu mikroskopach nie stosowano dodatkowych urządzeń optycznych. Głównym sposobem uzyskania maksymalnego powiększenia jest umieszczenie obiektu jak najbliżej źródła promieniowania rentgenowskiego. Aby to zrobić, ognisko lampy znajduje się bezpośrednio na oknie lampy rentgenowskiej lub na szczycie igły anody umieszczonej w pobliżu okna lampy. W ostatnie czasy opracowywane są mikroskopy wykorzystujące płytki strefowe Fresnela do ogniskowania obrazu. Taki mikroskop ma rozdzielczość do 30 nanometrów.

    Odblaskowy mikroskop rentgenowski.
    Ten typ mikroskopu wykorzystuje techniki pozwalające na uzyskanie maksymalnego powiększenia, dzięki czemu rozdzielczość liniowa projekcyjnego mikroskopu rentgenowskiego sięga 0,1-0,5 mikrona. Używają systemu luster jako soczewek. Obrazy tworzone przez odblaskowe mikroskopy rentgenowskie, nawet z dokładnym profilem ich zwierciadeł, są zniekształcone przez różne aberracje układów optycznych: astygmatyzm, koma. Zakrzywione monokryształy są również używane do ogniskowania promieni rentgenowskich. Jednak na jakość obrazu mają wpływ niedoskonałości strukturalne monokryształów, a także skończona wartość kątów dyfrakcji Bragga. Odblaskowy mikroskop rentgenowski nie otrzymał rozpowszechniony ze względu na trudności techniczne jego produkcji i eksploatacji.

Różnicowy mikroskop interferencyjno-kontrastowy umożliwia wyznaczenie gęstości optycznej badanego obiektu w oparciu o zasadę interferencji i tym samym dostrzeżenie szczegółów niedostępnych dla oka. Stosunkowo złożony układ optyczny pozwala na stworzenie czarno-białego obrazu próbki na szarym tle. Obraz ten jest podobny do obrazu uzyskanego za pomocą mikroskopu z kontrastem fazowym, ale nie ma halo dyfrakcyjnego. W różnicowym mikroskopie interferencyjno-kontrastowym spolaryzowana wiązka ze źródła światła jest dzielona na dwie wiązki, które przechodzą przez próbkę różnymi drogami optycznymi. Długość tych ścieżek optycznych (tj. iloczyn współczynnika załamania i długości ścieżki geometrycznej) jest różna. Następnie wiązki te przeszkadzają podczas łączenia. Pozwala to na stworzenie trójwymiarowego obrazu reliefowego odpowiadającego zmianie gęstości optycznej próbki, podkreślając linie i granice. Ten obraz nie jest dokładnym obrazem topograficznym.

Czym w skrócie jest mikroskop. Historia mikroskopii

Ludzkie oko jest zaprojektowane w taki sposób, że nie jest w stanie wyraźnie zobaczyć przedmiotu i jego szczegółów, jeśli jego wymiary są mniejsze niż 0,1 mm. Ale w przyrodzie występują różne mikroorganizmy, komórki zarówno tkanek roślinnych, jak i zwierzęcych oraz wiele innych obiektów, których wymiary są znacznie mniejsze. Aby zobaczyć, obserwować i badać takie obiekty, osoba używa specjalnego urządzenia optycznego zwanego mikroskop, co pozwala kilkaset razy zwiększyć obraz obiektów niewidocznych dla ludzkiego oka. Już sama nazwa urządzenia, składająca się z dwóch greckich słów: mały i wygląd, mówi o jego przeznaczeniu. Tak więc mikroskop optyczny jest w stanie powiększyć obraz obiektu 2000 razy. Jeśli badany obiekt, taki jak wirus, jest za mały, należy go zwiększyć mikroskop optyczny niewystarczająco nowoczesna nauka używa mikroskop elektronowy, co pozwala na powiększenie obserwowanego obiektu o 20000-40000 razy.

Wynalezienie mikroskopu wiąże się przede wszystkim z rozwojem optyki. Moc powiększania zakrzywionych powierzchni znana była już w 300 roku p.n.e. mi. Euklidesa i Ptolemeusza (127-151), jednak te właściwości optyczne nie znalazły wówczas zastosowania. Dopiero w 1285 roku włoski Salvinio deli Arleati wynalazł pierwsze kieliszki. Istnieją dowody na to, że pierwsze urządzenie typu mikroskopowego zostało stworzone w Holandii przez Z. Jansena około 1590 roku. Biorąc dwie soczewki wypukłe, montował je wewnątrz jednej tuby, ogniskowanie na badanym obiekcie zostało osiągnięte dzięki wysuwanej tubie. Urządzenie dało dziesięciokrotny wzrost tematu, co było prawdziwym osiągnięciem w dziedzinie mikroskopii. Jansen wykonał kilka takich mikroskopów, znacznie ulepszając każde kolejne urządzenie.

W 1646 r. Opublikowano pracę A. Kirchera, w której opisał wynalazek stulecia - najprostszy mikroskop, zwany „szkłem pcheł”. Szkło powiększające zostało umieszczone w miedzianej podstawie, na której zamocowano stolik przedmiotowy. Badany obiekt został umieszczony na stole, pod którym znajdowało się wklęsłe lub płaskie lustro odzwierciedlać promienie słoneczne na obiekcie i oświetlając go od dołu. Szkło powiększające poruszano śrubą, aż obraz przedmiotu stał się wyraźny.

Mikroskopy złożone z dwóch soczewek pojawiły się na początku XVII wieku. Wiele faktów wskazuje, że wynalazcą mikroskopu złożonego był Holender K. Drebel, który: w służbie angielskiego króla Jakuba I. Mikroskop Drebela miał dwa szkła, jeden (obiektyw) był zwrócony do badanego obiektu, drugi (okular) był zwrócony do oka obserwatora. W 1633 r. angielski fizyk R. Hooke ulepszył mikroskop Drebel, uzupełniając go o trzecią soczewkę, zwaną kolektywem. Taki mikroskop zyskał dużą popularność, większość mikroskopów z przełomu XVII i XVIII wieku została wykonana według jego schematu. Hooke odkrył pod mikroskopem cienkie skrawki tkanek zwierzęcych i roślinnych struktura komórkowa organizmy.

A w latach 1673-1677 holenderski przyrodnik A. Leeuwenhoek za pomocą mikroskopu odkrył nieznany wcześniej ogromny świat mikroorganizmów. Na przestrzeni lat Leeuwenhoek wykonał około 400 prostych mikroskopów, które były małymi dwuwypukłymi soczewkami, niektóre z nich o średnicy mniejszej niż 1 mm, uzyskane ze szklanej kuli. Sama kula została wypolerowana na prostej szlifierce. Jeden z tych mikroskopów, dający 300-krotne powiększenie, jest przechowywany w Utrechcie w muzeum uniwersyteckim. Odkrywając wszystko, co przykuło jego uwagę, Leeuwenhoek dokonał wielkich odkryć jeden po drugim. Nawiasem mówiąc, twórca teleskopu Galileo, ulepszając stworzony przez siebie lunetę, odkrył w 1610 r., że po rozłożeniu znacznie powiększa małe obiekty. Zmieniając odległość między okularem a soczewką Galileo wykorzystał tubus jako rodzaj mikroskopu. Dzisiaj nie możesz sobie wyobrazić działalność naukowa człowiek bez użycia mikroskopu. Znaleziono mikroskop najszersza aplikacja w laboratoriach biologicznych, medycznych, geologicznych i materiałoznawczych.

Wstęp
Czy jedno z uczniów nie interesuje się strukturą wszelkiego życia na Ziemi? Ciągle pytamy najtrudniejsze pytania ojcowie, mamy i nauczyciele w szkole. Zawsze interesuje mnie układ obiektów, interesuję się eksperymentami, lubię dokonywać odkryć, uczyć się czegoś nowego.
Kiedy zobaczyłem mikroskop na jednej z kreskówek, bardzo ciekawie rozmawiali o jego urządzeniu. Od razu chciałem sprawdzić, jak to działa i co można w nim zobaczyć. Ponadto dostałem to cudowne urządzenie na Nowy Rok!

Cel moich badań: poznaj możliwości mikroskopu, jego zastosowanie w różnych zawodach. Stwórz mikroskop własnymi rękami.

Cele badań:
1. Poznaj historię mikroskopu.
2. Dowiedz się, z czego wykonane są mikroskopy i czym mogą być.
3. Przeprowadzać eksperymenty z elementami badawczymi.

Przedmiot studiów jest badaniem mikroskopu, a przedmiotem są jego możliwości.

W tej pracy zastosowano metodę obserwacji, badanie literatury specjalnej: słownik, encyklopedię, eksperyment, oglądanie programu telewizyjnego, rozmowy z dorosłymi.

Mikroskop
Co to jest mikroskop

Mikroskop (z greckiego - mały i wygląd) - urządzenie optyczne do uzyskiwania powiększonych obrazów obiektów niewidzialnych gołe oko.
Mikroskop można nazwać instrumentem, który ujawnia tajemnice. Fajnie jest patrzeć na rzeczy przez mikroskop.

Historia mikroskopu
A kto wynalazł ten cud - mikroskop? W XVI wieku w Holandii żył mistrz, który robił okulary dla ludzi z słaby wzrok. Robił okulary i sprzedawał je każdemu, kto tego potrzebował. Miał dwoje dzieci, dwóch chłopców. Bardzo lubili wchodzić do warsztatu ojca i bawić się jego instrumentami i okularami. Aż pewnego dnia, gdy ojciec gdzieś wyjechał, chłopaki jak zwykle udali się do jego biurka. Na stole leżały okulary przygotowane do okularów, aw kącie leżała krótka miedziana rurka: z niej mistrz zamierzał wycinać pierścionki - oprawki do okularów. Chłopaki wcisnęli się w końce rurki szkło okularowe. Starszy chłopak 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 skierowali rurkę na szklany pył i nie zobaczyli kurzu, ale garść szklanych ziaren. Tuba okazała się wręcz magiczna: znacznie powiększała wszystkie przedmioty. Dzieci opowiedziały ojcu o swoim odkryciu. Nawet ich nie skarcił: był tak zaskoczony niezwykłą fajką. Próbował zrobić kolejną rurkę z tymi samymi szkłami, długą i wysuwaną. Nowa tuba powiększyła się jeszcze lepiej. To był pierwszy mikroskop.
mikroskopy w różne lata wyglądały inaczej, ale z roku na rok stawały się coraz bardziej złożone i zaczęły mieć wiele szczegółów.

Z czasem inni rzemieślnicy również zaczęli wymyślać mikroskopy.
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 torbie lub kieszeni kurtki. W pierwszej połowie XVIII wieku. Często używano mikroskopu „kieszonkowego”, zaprojektowanego przez angielskiego optyka J. Wilsona.

Jak działa mikroskop
Po przestudiowaniu literatury specjalnej: encyklopedii, słownika, oglądania programu edukacyjnego, prezentacji, oglądania samego urządzenia, czy mogę powiedzieć, z czego składa się mikroskop?
Wszystkie mikroskopy składają się z następujących części:

Część mikroskopu Czego potrzebujesz
okular powiększa obraz otrzymywany z obiektywu
obiektyw zapewnia powiększenie małego obiektu
teleskop tubusowy, łączy soczewkę i okular
śruba regulacyjna podnosi i opuszcza tubus, pozwala na powiększanie i pomniejszanie badanego obiektu
tabela tematyczna na niej znajduje się przedmiot rozważań
lustro pomaga skierować światło do otworu na scenie.
W tym cudownym urządzeniu nie ma zbędnych części. Każdy szczegół jest bardzo ważny.
Jest też podświetlenie i klipsy.

Rodzaje mikroskopów
Dowiedziałem się też, czym mogą być mikroskopy. W nowoczesny świat wszystkie mikroskopy można podzielić:
1) Mikroskopy edukacyjne. Nazywane są również szkolnymi lub dziecięcymi.
Najłatwiejsze do zbudowania i użytkowania są mikroskopy edukacyjne lub dziecięce. Głównym zadaniem takiego mikroskopu jest nauczenie dziecka obsługi mikroskopu i zainteresowanie go tą dziedziną nauki.

2) Mikroskopy cyfrowe. Głównym zadaniem mikroskopu cyfrowego jest nie tylko pokazanie obiektu w powiększeniu, ale także zrobienie zdjęcia czy nakręcenie filmu. Mikroskop cyfrowy to interaktywne urządzenie składające się z samego mikroskopu i aparatu cyfrowego.
Podczas pracy z mikroskopem cyfrowym można wielokrotnie powiększać obraz badanego obiektu, przesyłać uzyskane dane do komputera, wyświetlać je innym za pomocą projektora i zapisywać wyniki badania do dalszego wykorzystania.

3) Mikroskopy laboratoryjne. Głównym zadaniem mikroskopu laboratoryjnego jest prowadzenie określonych badań w zakresie różne obszary nauka, przemysł, medycyna. mikroskop laboratoryjny- to już profesjonalne urządzenie optyczne, za pomocą którego wiele Badania naukowe i dokonywane są odkrycia naukowe.

4) Mikroskop rentgenowski - urządzenie, które bada mikroskopową strukturę i strukturę przedmiotu za pomocą promieni rentgenowskich. Mikroskop rentgenowski ma ogromny potencjał.

Eksperymenty.
Eksperyment nr 1 dotyczący tworzenia mikroskopu własnymi rękami.
Gdy szukaliśmy informacji o historii mikroskopu, dowiedzieliśmy się na jednej ze stron, że z kropli wody można zrobić własny mikroskop. Wraz z mikroskopem otrzymałem album do prowadzenia eksperymentów „Młody Chemik”. A potem postanowiłem spróbować przeprowadzić eksperyment, aby stworzyć taki mikroskop. Mały mikroskop można zrobić z kropli wody. Kropla wody posłuży mi za soczewkę (lupa powiększająca).
Aby to zrobić, musisz wziąć gruby papier, przebić w nim dziurę grubą igłą i ostrożnie umieścić na nim kroplę wody. Mikroskop gotowy! Zanieś tę kroplę do gazety - litery wzrosły. Jak mniej kropli, tym większe powiększenie. W pierwszym mikroskopie, wynalezionym przez Leeuwenhoeka, wszystko odbywało się tak po prostu, tylko kropla była szkłem.
Rozpoczynając pracę nad wynalezieniem mojego mikroskopu, potrzebowałam pomocy dorosłej mamy. Zasugerowała niewielką zmianę w sposobie wynalezienia urządzenia. Do pracy potrzebowaliśmy:
1. Pudełko na cukierki z przezroczystymi ozdobnymi wstawkami.
2. Słoik wody.
3. Pipeta.
4. Arkusz papieru z tekstem.
Kiedy zebraliśmy to wszystko, zaczęliśmy tworzyć model mikroskopu.
Krok 1: Do eksperymentu wziąłem słoik wody.
Krok 2: Nożyczkami odcinam od pudełka Górna część, w którym znalazły się przezroczyste wstawki wykonane z gęstej folii, która później będzie lustrem.
Krok 3: Nałóż kroplę wody na przezroczystą folię za pomocą pipety
Krok 4: Spojrzałem na tekst, podtrzymując puste miejsce nad kartką tekstu i zobaczyłem, że litery rosną, gdy patrzysz na nie przez kroplę wody. Oto, co się stało:

Eksperyment #2 Przeprowadzenie eksperymentu z użyciem mikroskopu szkoleniowego.
Nie tak dawno poproszono nas o bardzo interesujące Praca domowa dookoła świata. Musieliśmy poeksperymentować ze śniegiem. Obserwuj, co się z nim dzieje w temperaturze pokojowej i dowiedz się, jaki to śnieg: czysty czy brudny.
Do eksperymentu potrzebowałem:
1. Szklanka śniegu
2. 2 kolby
3. Lejek z filtrem (wkładka bawełniana)
4. Pipeta
5. Mikroskop edukacyjny
Kiedy zebraliśmy to wszystko, rozpoczęliśmy eksperyment.
Krok 1: do eksperymentu wziąłem szklankę, napełniłem ją śniegiem.
Krok 2: połóż szklankę śniegu na stole, zapisz czas. Zegar był 19:45
Krok 3: gdy zegar był 20:45 śnieg całkowicie się stopił i zamienił w wodę.
Krok 4: aby sprawdzić, czy śnieg jest czysty, wziąłem lejek i wacik, który służył jako filtr.
Krok 5: nalewany z jednej kolby za pomocą lejka stopić wodę do innej kolby
Krok 6: Wyjąłem filtr z lejka i umieściłem pod mikroskopem.
Moje badania wykazały, że na filtrze pozostały drobiny brudu, wodę czyszczono przez wacik. Oznacza to, że śnieg tylko wydaje się biały i czysty, ale w rzeczywistości zawiera brudne substancje i drobnoustroje.
Krok 7: Pobrałem pipetą do analizy próbkę oczyszczonej wody i zobaczyłem, że jest prawie czysta.

Wniosek
Udało mi się więc:

  1. Poznaj możliwości mikroskopu, jego zastosowanie w różnych zawodach.
  2. Stwórz mikroskop własnymi rękami.
  3. Poznaj historię mikroskopu.
  4. Dowiedz się, z czego wykonane są mikroskopy i czym mogą być.
  5. Przeprowadzaj eksperymenty z elementami badawczymi.
  6. Stwórz swój własny mikroskop w domu z improwizowanych środków za pomocą kropli wody!
KATEGORIE

POPULARNE ARTYKUŁY

2022 „kingad.ru” - badanie ultrasonograficzne narządów ludzkich