Tipuri de microscoape. Microscopul cu raze X sunt

MICROSCOP- un dispozitiv optic pentru obținerea de imagini mărite ale obiectelor sau detalii ale structurii acestora care nu sunt vizibile cu ochiul liber; este unul dintre cele mai comune dispozitive utilizate în biologie și medicină.

Referință istorică

Capacitatea sistemelor cu două lentile de a mări imaginea obiectelor era cunoscută de meșterii care fabricau ochelari (vezi). Opticienii artizani din Țările de Jos și din Nord știau despre astfel de proprietăți ale lentilelor emisferice și plano-convexe. Italia în secolul al XVI-lea. Există informații că în jurul anului 1590, un dispozitiv de tip M a fost construit de Z. Jansen în Țările de Jos.

Mai întâi au apărut lentilele simple, formate dintr-o singură lentilă (vezi Lupa), apoi au fost concepute lentile mai complexe, având, pe lângă o lentilă, un ocular.

Răspândirea și îmbunătățirea rapidă a telescopului a început după ce Galileo (G. Galilei), îmbunătățind telescopul pe care l-a proiectat, a început să-l folosească ca un fel de telescop (1609 -1610), modificând distanța dintre lentilă și ocular.

Mai târziu, în 1624, după ce a realizat producția de lentile cu distanță focală mai scurtă, Galileo a redus semnificativ dimensiunile microscopului său.

În 1625, I. Faber, membru al „Academiei Vigilanților” („Academia dei lincei”) romană, a propus termenul de „microscop”.

Primele succese asociate cu utilizarea M. în cercetarea biologică științifică au fost obținute de R. Hooke, care a fost primul care a descris celula plantei(c. 1665).

A. Levenguk, cu ajutorul lui M., a descoperit și schițat spermatozoizi, diverse protozoare, detalii structurale țesut osos (1673 - 1677).

În 1668 B]. Diviney, prin atașarea unei lentile de câmp la ocular, a creat un ocular de tip modern; în 1673, Havelius a introdus un șurub micrometru, iar Hertel a propus plasarea unei oglinzi sub masa microscopului. Astfel, M. a început să fie asamblat din acele părți de bază care fac parte din biol modern. M.

La începutul secolului al XVIII-lea. M. a apărut în Rusia; Aici Euler (Z. Euler) a dezvoltat pentru prima dată metode pentru calcularea componentelor optice ale unui microscop.

În secolele al XVIII-lea și al XIX-lea. M. a continuat să se îmbunătăţească. În 1827, G. V. Amici a fost primul care a folosit un obiectiv de imersiune în fotografie.

La sfârşitul secolului al XVIII-lea - începutul secolului al XIX-lea. S-a propus un design și s-au dat calcule pentru lentilele acromatice pentru microscopie, datorită cărora calitățile lor optice au fost îmbunătățite semnificativ, iar mărirea obiectelor furnizate de astfel de lentile a crescut de la 500 la 1000 de ori.

În 1850 englezii. opticianul N. S. Sorby a proiectat primul microscop pentru observarea obiectelor în lumină polarizată.

În 1872-1873 Abbe (E. Abbe) a dezvoltat ceea ce a devenit teoria clasică formarea imaginilor obiectelor neautoluminoase în M. Proceedings of English. optica lui J. Sirks (1893) a pus bazele microscopiei de interferență.

În 1903, R. Zsigmondy și H. Siedentopf au creat un ultramicroscop;în 1911, M. Sagnac a descris primul microscop de interferență cu două fascicule;în 1935, F. Zernicke a propus utilizarea metodei contrastului de fază pentru observarea obiectelor luminoase transparente, slab împrăștiate în M. La mijlocul secolului al XX-lea. A fost inventat microscopul electronic, în 1953, fiziologul finlandez A. Wilska a inventat microscopul anoptral.

Contribuție mare la dezvoltarea problemelor de optică teoretică și aplicată, îmbunătățirea sistemelor optice și tehnologie microscopică contribuit de M.V. Lomonosov, I.P. Kulibin, L.I. Mandelstam, D.S. Rozhdestvensky, A.A. Lebedev, S.I. Vavilov, V.P. Linnik, D. D. Maksutov etc.

Dispozitiv de microscop biologic

M. biologic (Fig. 1) este montat pe un trepied masiv (bază), cel mai adesea având formă de potcoavă. Baza este echipata cu un suport, in interiorul caruia se afla o cutie de micromecanism pentru tubul de reglaj fin M. In plus, cutia de micromecanism are un ghidaj pentru suportul condensatorului. O masă de centrare rotativă este atașată la partea superioară a cutiei de micromecanism folosind un suport special. Suportul pentru tub arcuit din partea sa inferioară este echipat cu un macroșurub cu două aripi, care servește la mișcarea brută a tubului. Top parte Suportul tubului este echipat în partea de jos cu un cap pentru atașarea unui revolver cu prize pentru obiective, iar în partea superioară cu o priză specială de montare pentru atașarea tuburilor interschimbabile: un atașament binocular pentru cercetare vizuală și un tub drept monocular pentru fotografie.

Masa cu obiecte a lui M. are un dispozitiv pentru deplasarea specimenului în cauză în direcții perpendiculare între ele. Mișcarea medicamentului într-o direcție sau alta poate fi măsurată folosind cântare vernier cu o precizie de 0,1 mm.

Orez. 2. Schema optică schematică a unui microscop biologic cu iluminator: 1 - ochiul observatorului; 2 - ocular; 3 - obiect în cauză (drog); 3 - o imagine imaginară inversată a unui obiect formată de ocular, razele din care, trecând prin sistemele optice ale ochiului observatorului, creează o imagine reală a obiectului pe retină; 3" - imaginea reală inversată și mărită a obiectului; 4 - lentilă; 5 - condensator, concentrând un fascicul de lumină reflectat de oglindă asupra obiectului; 6 - diafragmă de deschidere; 7 - oglindă; 8 - diafragmă de câmp; 9 - iluminator lentilă-colector; 10 - sursă de lumină; 11 - lamă de sticlă pe care este plasat obiectul în cauză; D - distanța de cea mai bună vedere; săgețile indică traseul razelor în sistemul optic al microscopului.

Schema optică de bază a biol. M. este prezentat în figura 2.

Razele de lumină reflectate de oglindă sunt colectate de un condensator. Condensatorul (Fig. 3) constă din mai multe lentile montate într-un cadru metalic, fixate cu un șurub în manșonul suportului condensatorului și este o lentilă cu focalizare scurtă cu deschidere mare. Diafragma condensatorului depinde de numărul de lentile. În funcție de metodele de observare, se folosesc diferite tipuri de condensatoare: condensatoare în câmp deschis și întunecat; condensatoare care creează iluminare oblică (într-un unghi față de axa optică a lui M.); condensatoare pentru cercetare folosind metoda contrastului de fază etc. Un condensator cu câmp întunecat pentru lumină transmisă asigură iluminarea preparatului cu un con gol de lumină cu un unghi mare; Condensatorul pentru lumina reflectată este o oglindă în formă de inel sau un sistem de lentile oglindă în jurul lentilei, așa-numitul. epicondensator

Între oglindă și condensator există o diafragmă iris (diafragmă iris), altfel numită diafragmă de deschidere, deoarece gradul de deschidere a acesteia reglează deschiderea condensatorului, marginile trebuie să fie întotdeauna puțin mai mici decât deschiderea lentilei utilizate. Diafragma din condensator poate fi amplasată și între lentilele sale individuale.

Elementul optic principal al unui obiectiv este lentila. Oferă o imagine cu adevărat inversată și mărită a obiectului studiat. Lentilele sunt un sistem de lentile centrate reciproc; Lentila cea mai apropiată de obiect se numește lentilă frontală. Imaginea propriu-zisă a obiectului pe care o dă suferă de o serie de aberații (vezi) caracteristice fiecărei lentile simple, care sunt eliminate prin lentilele de corecție supraiacente. Majoritatea acestor lentile sunt destul de complexe: sunt fabricate din soiuri diferite sticla sau chiar alte materiale optice (ex. fluorit). Lentilele sunt împărțite în mai multe grupuri în funcție de gradul de corectare a aberațiilor. Cele mai simple sunt lentilele acromatice; ele corectează aberația cromatică pentru două lungimi de undă și păstrează doar o ușoară colorare reziduală a imaginii (halo). Sistemele semi-apocromatice sau fluorit au aberații cromatice ceva mai mici: aberația lor cromatică este corectată pentru trei lungimi de undă. Sistemele planacromatice și planapocromatice elimină curbura imaginii (adică produc un câmp de imagine plat) și aberațiile cromatice. Fiecare lentilă este caracterizată de propria sa mărire inerentă, distanta focala, deschiderea numerică și anumite alte constante. Creștere proprie depinde de distanța focală frontală a obiectivului, în funcție de dimensiunea cărora lentilele sunt împărțite în puternice (cu o distanță focală de 1,5-3 mm), mediu-puternice (cu o distanță focală de 3,5 mm), medii (cu distanță focală). 5-12 mm) și slab (distanță focală 12-25 mm) și cel mai slab (distanță focală mai mare de 25 mm).

Apertura numerică a lentilelor (și a condensatoarelor) este determinată de produsul Sin al jumătății unghiului de deschidere, sub care obiectul „vede” centrul lentilei frontale a lentilei („pupila sa”) și partea din față a lentilei condensatorului , și indicele de refracție al mediului închis între aceste sisteme optice. Dacă acest mediu este aerul alternând cu o placă de lamă de sticlă pe care se află obiectul, atunci deschiderea numerică nu poate fi mai mare de 0,95, deoarece indicele de refracție al aerului este egal cu 1. Pentru a crește diafragma numerică, obiectivul este scufundat (cufundat) în apă, glicerină sau ulei de imersie, adică într-un astfel de mediu, indicele de refracție al tăieturii este mai mare de 1. Astfel de lentile se numesc lentile de imersie. M. lentilele pentru studierea obiectelor în lumină transmisă sunt concepute pentru utilizarea ochelarilor de acoperire; lentilele pentru studiul obiectelor în lumină incidentă permit examinarea unui obiect fără o sticlă de acoperire.

Orez. 4. Reprezentarea schematică a ocularului Huygens (I) și a traseului razelor în acesta formând imaginea (II): 1.9 - lentilă de câmp; 2,6 - deschidere; 3 - cadru ocular; 4,8 - lentila ochi; 5 - axa optică principală; 7 - pupilă de ieșire; 10 - imagine primară; H și H" sunt planurile principale.

Imaginea produsă de obiectiv este vizualizată printr-un sistem optic numit ocular. Imaginea din ocular este una virtuală mărită. Mărirea ocularelor este de obicei indicată pe rama lor, de ex. 5x, 10x, 15x etc. Ocularele pot fi împărțite în două grupe principale: normale, cu un câmp vizual normal și cu unghi larg. Din diverse sisteme Cele mai comune oculare sunt ocularul Huygens și ocularul Ramsden. Ocularul Huygens (Fig. 4), care constă din două lentile plat-convexe îndreptate spre lentilă cu partea lor convexă, este utilizat atunci când se lucrează cu lentile acromatice și planaromatice la măriri mici. Ocularul Ramsden (Fig. 5) constă, de asemenea, din două lentile plate-convexe, dar cu laturile lor convexe una față de cealaltă. Acest ocular poate fi folosit și ca lupă (vezi).

Pentru a corecta (compensa) aberațiile cromatice reziduale ale lentilei, se folosesc așa-numitele aberații. oculare de compensare; cei mai puternici dintre ei dau o crestere de 20 de ori.

Ocularele de compensare constau dintr-o combinație de lentile lipite și simple selectate astfel încât eroarea lor cromatică să fie inversa cromatismului rezidual al unui obiectiv apocromatic și, prin urmare, să compenseze cromaticitatea reziduală a obiectivului. Ocularele foto și ocularele de proiecție sunt folosite pentru a proiecta o imagine pe film fotografic sau pe un ecran. În unele cazuri, la M., în loc de oculare, așa-numitele. Gomalele sunt sisteme optice care corectează curbura imaginii lentilelor apocromatice și sunt destinate proiecției și fotografiei imaginii. Pentru a măsura dimensiunea obiectelor microscopice studiate, se folosește un micrometru pentru ocular (vezi).

Iluminatoare pentru microscop

O mare varietate de lămpi pot servi drept sursă de lumină pentru M.: lămpi cu incandescență, lămpi cu mercur-cuarț etc.

Atunci când lucrați cu surse de lumină puternice, pentru a proteja medicamentele de supraîncălzire sau uscare, se folosesc filtre de protecție împotriva căldurii (toate din sticlă sau plăci translucide umplute cu lichid) care absorb razele luminoase de lungimi de undă neutilizate (de exemplu, razele de lungimi de undă lungi). parte a spectrului) și razele termice. Când studiați un medicament în lumină transmisă, sursa de lumină este situată sub obiect, atunci când studiați în lumină reflectată - deasupra obiectului sau în lateralul acestuia. În unele cazuri, cap. arr. cercetare, M., de exemplu. MBI-6, MBI-15 etc., iluminatoarele speciale fac parte din designul M. În alte cazuri, se folosesc iluminatoare produse industrial de diferite mărci. Unele dintre ele au transformatoare care stabilizează tensiunea furnizată lămpii și reostate pentru a regla intensitatea lămpii.

Cel mai simplu design este iluminatorul OS-14. Este folosit la observarea microobiectelor în lumină transmisă într-un câmp luminos. Iluminatorul OI-19 are o sursă de lumină mai intensă și este folosit pentru observații în câmpuri luminoase și întunecate, folosind metoda contrastului de fază etc., precum și pentru microfotografie în câmp luminos. Iluminatorul OI-25 este proiectat pentru observații în lumină transmisă. Este instalat direct sub condensator în loc de oglindă. Acest iluminator este adesea folosit atunci când se lucrează cu modele portabile M. Iluminatorul OI-9M este folosit la cap. arr. atunci când lucrați în lumină transmisă cu lentile polarizate; Iluminatorul OI-24 se foloseste la lucrul cu lentile biologice si polarizante.Este conceput pentru fotografiarea micro-obiectelor si are un set de filtre de lumina. Iluminatorul fluorescent SI-18 este folosit pentru a lucra cu materiale biologice, luminiscente și alte materiale.Sursa de lumină din el este o lampă cu mercur-cuarț, care vă permite să lucrați cu lumina din partea UV a spectrului, atât transmisă, cât și reflectată.

Proiectarea optică și principiul de funcționare al microscopului

Construcția unei imagini în magnetism poate fi explicată din punctul de vedere al opticii geometrice. Razele de lumină de la sursa de lumină ajung la obiect prin oglindă și condensator. Lentila construiește o imagine reală a obiectului. Această imagine este vizualizată printr-un ocular. Mărirea totală M. (G) este definită ca produsul dintre mărirea liniară a lentilei (β) și mărirea unghiulară a ocularului (G ok): G = β*G ok; β = Δ/f" aproximativ, unde Δ este distanța dintre focalizarea din spate a lentilei și focalizarea frontală a ocularului și f" aproximativ este distanța focală a lentilei. Mărirea ocularului Г aproximativ = 250/f" aproximativ, unde 250 este distanța de la ochi la imagine în mm, f" aproximativ este distanța focală a ocularului. Mărirea lentilelor variază de obicei de la 6,3 la 100, iar a ocularelor - de la 7 la 15. Mărirea totală a lui M este în intervalul 44-1500; poate fi calculat prin înmulțirea valorilor de mărire ale ocularului și ale obiectivului. Din punct de vedere tehnic, este posibil să se creeze lentile și oculare care vor oferi o mărire totală care depășește semnificativ 1500. Cu toate acestea, acest lucru este de obicei nepractic. O contribuție semnificativă la construcția imaginilor în imagini microscopice o au fenomenele de difracție și interferență a luminii. Fiecare punct mic a unui obiect iluminat, conform teoriei lui Huygens, el însuși devine, parcă, centrul unei noi unde luminoase, care se propagă în toate direcțiile. Toate undele emergente interferează, formând spectre de difracție și apar zone întunecate și luminoase (minime și maxime). Conform teoriei lui Abbe, imaginea din lentilă este similară cu obiectul numai dacă toate maximele suficient de intense cad în lentilă. Cu cât sunt mai puține maxime implicate în construirea imaginii unui obiect, cu atât imaginea este mai puțin asemănătoare cu obiectul.

Tipuri de microscoape

Pe lângă microscoapele biologice, există microscoape stereoscopice, de contact, cu câmp întunecat, cu contrast de fază, interferențe, ultraviolete, infraroșu, polarizante, luminiscente, cu raze X, cu scanare, televiziune, holografice, de comparație și alte tipuri de microscoape. acestea, de exemplu, contrastul de fază și luminiscente, pot fi create, dacă este necesar, pe baza biolului convențional. M. folosind prefixe adecvate.

Microscop stereoscopic este, de fapt, două lentile unite printr-un singur design în așa fel încât ochii stângi și drepti să vadă obiectul din unghiuri diferite. Acest lucru dă un efect stereoscopic, facilitând studiul multor obiecte tridimensionale. Acest M. este utilizat pe scară largă în domenii diverse cercetare biomedicala. Este necesar mai ales atunci când se efectuează micromanipulări în timpul observației (biol, cercetare, operații de microchirurgie etc.). Comoditatea orientării în câmpul vizual al lentilei este creată de includerea prismelor în designul său optic, care joacă rolul sistemelor de înfășurare: imaginea în astfel de lentile stereoscopice este directă, nu inversată.

Lentilele stereoscopice, de regulă, au o mărire mică, de cel mult 120 de ori. Obiectivele produse pot fi împărțite în două grupe: obiective cu două lentile (BM-56, etc.) și camere cu o singură lentilă (MBS-1, MB S-2, MBS-3 etc.). Binocularul M. BM-56 este cel mai simplu dintre M. stereoscopic și constă din două sisteme optice independente, fiecare dintre acestea oferind o imagine separată.

Stereoscopic M. MBS-1 funcționează în lumină transmisă și reflectată (Fig. 6). Stereoscopic M. MB S-2 are un trepied universal, care vă permite să lucrați cu obiecte mari. Stereoscopic M. MBS-3 diferă de cele anterioare prin designul său optic, în care aberația sferocromatică este redusă semnificativ și curbura imaginii este corectată.

Există, de asemenea, microscoape binoculare speciale montate pe cap destinate operațiilor de microchirurgie (vezi Microchirurgie, Microchirurgie) și un microscop de operație (vezi).

Microscoape de comparație constau din două lentile convenționale combinate structural cu un singur sistem ocular. Într-un astfel de M., imaginile a două obiecte sunt vizibile în două jumătăți ale câmpului vizual simultan, ceea ce face posibilă compararea lor după culoare, structură, distribuție a elementelor etc. M. de acest tip este utilizat pentru studiu comparativ orice obiecte în condiții normale și patologice, în stare intravitală și după fixare sau colorare diverse metode. M. comparaţiile sunt folosite şi în medicina legală.

Microscop de contact, folosit pentru studiul intravital al diferitelor biol, structuri, diferă de alte M. prin prezența lentilelor de contact speciale, care sunt lentile de imersie modificate. Inițial a fost lipită de ele o placă subțire de sticlă și s-a creat contact direct cu suprafața obiectului studiat. În 1963, A.P. Grammatin a propus și proiectat lentile concepute special pentru microscopia de contact. Focalizarea lentilelor de contact se realizează printr-un sistem optic special, deoarece lentila este apăsată nemișcat pe obiect. În microscopia de contact fluorescentă, zona obiectului studiat este iluminată cu raze de unde scurte printr-o lentilă de contact folosind un iluminator opac cu un divizor de fascicul de interferență.

Microscop cu câmp întunecat, folosit în munca folosind metoda câmpului întunecat (vezi Microscopia câmpului întunecat), vă permite să observați imagini ale obiectelor transparente, care nu absorb lumina, care nu sunt vizibile atunci când sunt iluminate folosind metoda câmpului luminos. Astfel de obiecte sunt adesea biologice. obiecte. În câmp întunecat M. lumina de la iluminator și oglindă este direcționată către preparat printr-un condensator special, așa-numitul. condensator de câmp întunecat. La ieșirea din condensator, partea principală a razelor de lumină care nu și-a schimbat direcția la trecerea prin pregătire transparentă, formează un fascicul sub formă de con gol, care nu cade în lentila situată în interiorul acestui con. Imaginea în câmp întunecat M. este creată de doar o mică parte din razele împrăștiate de microparticulele medicamentului în interiorul acestui con gol și care trec prin lentilă. Microscopia în câmp întunecat este utilizată pentru operații de microchirurgie pe celule individuale, pentru studiul mecanismului procesului de reparare și pentru înregistrarea diferitelor condiții. elemente celulare etc. Metoda microscopiei în câmp întunecat poate fi folosită și pentru a examina obiecte ale căror dimensiuni sunt mult mai mici decât rezoluția microscopiei luminoase (vezi Ultramicroscop).

Microscop cu contrast de fază iar varietatea sa, microscopul anoptral, sunt folosite pentru a obține imagini ale obiectelor transparente și incolore care nu sunt vizibile atunci când sunt observate folosind metoda câmpului luminos. De obicei, aceste obiecte nu pot fi vopsite, deoarece colorarea are un efect dăunător asupra structurii lor și asupra localizării substanțelor chimice. compuși din organele celulare etc. (vezi Microscopia cu contrast de fază). Această metodă este utilizată pe scară largă în microbiologie. În laboratoarele de diagnostic clinic, este utilizat pentru a examina urina și țesuturile nefixate (de exemplu, în diagnostic tumori maligne), niște gistol fix. medicamente (vezi Metode histologice de examinare).

Orez. 7. Schema optică a unui microscop cu contrast de fază cu iluminator: 1 - iluminator; 2 - diafragma de deschidere; 3 - condensator; 4 - obiect în studiu; 4" - imaginea obiectului studiat; 5 - lentilă; 6 - placă de fază, pe suprafața căreia se află o proeminență inelară sau un canal inelar, așa-numitul inel de fază (săgețile solide arată cursul razelor obișnuite, punctate săgețile indică razele de deschidere).

În contrast de fază M. (Fig. 7), în focarul frontal al condensatorului este instalată o diafragmă de deschidere, orificiul are forma unui inel. Imaginea construită de acesta este formată în apropierea focalizării din spate a lentilei, iar placa de fază este instalată acolo. Poate fi instalat nu în focalizarea lentilei (adesea inelul de fază este aplicat direct pe suprafața uneia dintre lentilele lentilei), dar razele de lumină de la iluminator, care trec prin obiect, trebuie să treacă complet prin inelul de fază. , care le slăbește semnificativ și le schimbă faza cu un sfert de lungime de undă. Razele, chiar și ușor deviate (împrăștiate) în preparat, nu intră în inelul de fază și nu suferă o schimbare de fază. Ținând cont de defazarea razelor de lumină din materialul de preparare, diferența de fază dintre razele deviate și nedeviate crește; Ca urmare a interferenței luminii în planul imaginii, razele se îmbunătățesc sau se slăbesc reciproc, dând o imagine contrastantă a structurii medicamentului.

Industria produce diverse dispozitive de contrast de fază pentru M. Dispozitivul de contrast de fază KF-4 constă dintr-un condensator și un set de lentile. Poate fi folosit cu biol., polarizant, luminiscent și alte M. Dispozitivul de contrast de fază KF-5 diferă de KF-4 prin faptul că plăcile de fază de pe lentilele sale sunt aplicate sub formă de două inele, contrastul imaginii este de asemenea un pic mai sus. Dispozitivul de contrast de fază MFA-2 diferă de KF-4 prin dimensiunea inelelor de fază și prin metoda de aplicare a acestora.

Anoptral M. este un tip de microscop cu contrast de fază și face posibilă studierea obiectelor vii cu contrast redus (protozoare, bacterii, viruși), dar oferă o imagine mai contrastată decât un microscop convențional cu contrast de fază. Când se utilizează M. anoptral, apariția în unele cazuri a halourilor în jurul imaginii obiectelor poate fi considerată nedorită. Industria produce un kit pentru microscopie anoptral KAF-2 etc.

Microscop de interferență este proiectat să rezolve aceleași probleme ca și contrastul de fază M., cu toate acestea, între ele există și diferențe semnificative. În fotografia de interferență, este posibil să se observe zone ale obiectelor nu numai cu gradiente mari, ci și cu mici degrade ale indicelui de refracție sau grosimii, adică este posibil să se studieze detaliile obiectelor transparente, indiferent de forma și dimensiunea acestora, și nu doar contururile lor, ca în contrastul de fază M.

Principiul care stă la baza proiectării microscopiei de interferență este că fiecare rază care intră în microscop este bifurcată: una dintre razele rezultate este direcționată prin particula observată a obiectului, iar cealaltă - de-a lungul aceleiași ramuri optice sau suplimentare a microscopului ( Fig. 8). În partea oculară a unei astfel de lentile, ambele fascicule se reconnectează și interferează între ele.

Interferența M. este potrivită pentru studiul țesuturilor vii și nefixate; permite utilizarea diferitelor dispozitive pentru a efectua măsurători, pe baza cărora este posibil să se calculeze, de exemplu, masa de substanță uscată a unei celule vegetale sau animale, concentrația, dimensiunea al obiectului, conținutul de proteine ​​din obiectele vii și fixe etc. (Fig. 9).

Industria produce număr mare diverse interferențe M. destinate studiilor biologice, medicale, metalografice și de altă natură. Un exemplu este microscopul biol de interferență MBIN-4, conceput pentru studierea probelor în lumină transmisă folosind metoda interferenței. De asemenea, vă permite să măsurați diferențele cursul razelor, care apar atunci când trec prin ele diverse zone obiect.

Metoda contrastului de interferență este adesea combinată cu alte tehnici de microscopie, de ex. cu observarea obiectelor în lumină polarizată, în lumină UV etc., ceea ce permite, de exemplu, să se determine conținutul de acizi nucleici în masa totală uscată a obiectului.

Microscoape ultraviolete și infraroșu conceput pentru studierea obiectelor în raze ultraviolete (UV) și infraroșii (IR). Aceste camere sunt echipate cu camere, ecrane fluorescente sau convertoare electron-optice pentru captarea imaginilor. Rezoluția microscoapelor UV este mult mai mare decât rezoluția microscoapelor convenționale, deoarece rezoluția lor maximă, care depinde de lungimea de undă, este mai mică. Lungimea de undă a luminii utilizată în microscopia UV este de 400 - 250 nm, în timp ce lungimea de undă a luminii vizibile este de 700 - 400 nm. Cu toate acestea, principalul avantaj al microscoapelor UV este că particulele multor substanțe, care sunt transparente în lumina vizibilă, absorb puternic radiația UV la anumite lungimi de undă și, prin urmare, sunt ușor de distins în imaginile UV. O serie de substanțe conținute în celulele vegetale și animale au spectre de absorbție caracteristice în regiunea UV a spectrului. Aceste substanțe sunt proteine, baze purinice, baze pirimidinice, aminoacizi aromatici, anumite lipide, vitamine, tiroxina si alti compusi biologic activi.

Microscopul UV de cercetare MUF-6 (Fig. 10) este destinat cercetării biologice în lumina transmisă și reflectată. Permite fotografiarea obiectelor, precum și înregistrarea fotografică a densității optice și a spectrelor de absorbție ale zonelor de probă atunci când sunt iluminate cu lumină monocromatică.

Instalația microfotometrică ultravioletă MUF-5 este concepută pentru studiul obiectelor biologice în lumină transmisă. Poate fi folosit pentru a înregistra automat spectrele de absorbție, pentru a utiliza o etapă de scanare pentru a înregistra modificările densității optice de-a lungul unei direcții selectate în intervalul spectral dorit și pentru a fotografia fluorescența obiectelor.

Observarea obiectelor folosind un microscop în infraroșu necesită, de asemenea, convertirea unei imagini invizibile pentru ochi într-una vizibilă prin fotografierea acesteia sau folosind un convertor electron-optic. Microscop cu infraroșu, de ex. MIC-1 (Fig. 11), vă permite să studiați structura internă a obiectelor opace la lumina vizibilă (de exemplu, zool., paleontol., anthropol., preparate etc.). Microscopul cu infraroșu MIK-4, produs de industrie, vă permite să examinați obiecte în lumină cu lungimi de undă de la 750 la 1200 nm, inclusiv în lumină polarizată.

Microscop polarizant vă permite să observați obiectele studiate în lumină polarizată și este folosit pentru a studia preparate ale căror proprietăți optice sunt eterogene, adică așa-numitele. obiecte anizotrope (vezi Anizotropie). Astfel de obiecte sunt mio- și neurofibrile, fibre de colagen etc. Lumina emisă de iluminator în sistemul unui astfel de microscop este trecută printr-un polarizator; polarizarea (vezi), transmisă luminii, se modifică în timpul trecerii sale ulterioare prin preparat (sau reflectarea din ea). Acest lucru face posibilă identificarea diferitelor elemente în preparat și orientarea lor în spațiu, ceea ce este deosebit de important atunci când se studiază medico-biol. obiecte. În microscopia de polarizare, cercetările pot fi efectuate atât în ​​lumină transmisă, cât și în lumină reflectată. Microscoapele polarizante sunt concepute pentru măsurători cantitative precise: ocularele au crosshairs, scale micrometrice etc.; Etapa rotativă are cadran goniometric.

Industria produce lentile polarizate pentru diverse scopuri. Un exemplu de astfel de microscop este microscopul de polarizare universal MIN-8 (Fig. 12), care are echipamentul necesar și accesoriile suplimentare pentru alte studii de polarizare, cu excepția celor microscopice. Cele mai bune dispozitive străine de acest tip sunt microscoapele universale „Ortolux-Pohl” de la Leitz (Germania) și „Pohl” de la Opton.

Microscop cu luminiscență. Dispozitivul de M. luminiscent se bazează pe anumite fizico-chimice. legile luminiscenței (vezi Microscopia luminiscenței). Sensibilitate crescută luminiscent M. este utilizat în microbiol., imunol., cytol, și cercetarea biofizică.

Microscopul cu fluorescență ML-3, produs de industrie, este proiectat pentru observarea și fotografiarea obiectelor în lumina fluorescenței lor vizibile în lumina reflectată. Microscopul fluorescent ML-2 diferă de ML-3 prin capacitatea de a observa obiecte în lumină transmisă. Dispozitivele luminescente, mai des folosite împreună cu lămpile convenționale, conțin un iluminator cu o lampă cu mercur, un set de filtre de lumină și așa-numitele. iluminator opac pentru iluminarea preparatelor de sus. În combinație cu M. fluorescent convențional, este utilizată ajustarea fotometrică FMEL-1, care este utilizată pentru măsurarea cantitativă a intensității fluorescenței vizibile. Microfluorimetrul MLI-1 este folosit pentru a studia fluorescența ultravioletă și vizibilă în lumina reflectată. Dispozitivul permite măsurători cantitative ale fluorescenței, fotografiei, măsurarea spectrelor de fluorescență și excitația fluorescenței.

microscop cu raze X conceput pentru a studia un obiect cu raze X. Focalizarea razelor în microscopia cu raze X are propriile sale caracteristici: în acest scop, se folosesc planuri oglinzi curbate. Microscopia cu raze X conține și o sursă microfocală de radiații X și detectoare de imagine: filme fotografice sau convertoare electro-optice. Microscoapele cu raze X de acest tip au o serie de dezavantaje asociate cu imperfecțiunile structurale ale monocristalelor și dificultățile de prelucrare precisă a oglinzilor, motiv pentru care nu sunt utilizate pe scară largă.

Principiul proiecției, sau „umbră”, microscopia cu raze X se bazează pe metoda de proiecție într-un fascicul divergent de raze de la o sursă supermicrofocală punctuală de raze X. Astfel de microscoape au, de asemenea, camere pentru microobiecte și un dispozitiv de înregistrare. Rezoluția liniară a acestui tip de microscop este de până la 0,1 microni.

Raze X M. sunt utilizate în studiul obiectelor, diferite zone din care absorb selectiv raze X, precum și obiectele care sunt opace la alte raze. Unele modele de microscoape cu raze X sunt echipate cu convertoare de raze X la radiații vizibile și dispozitive de televiziune.

Microscop cu scanare permite inspecția secvențială a unui obiect în fiecare punct sau a imaginii acestuia folosind un convertor fotoelectric cu măsurarea intensității luminii trecute prin obiect sau reflectată de acesta. Scanarea unui obiect se reduce la măsurarea secvenţială a transmisiei sau reflectării razelor de lumină de la obiect în fiecare punct şi transformarea acestuia într-un semnal electric. Tipul de caracteristici ale microstructurilor obținute ca urmare a procesării semnalelor video este determinat de algoritmi (vezi) introduși în dispozitivele de calcul corespunzătoare; Astfel, scanarea M. este o combinație între M. în sine și un sistem de scanare a informațiilor. El este parte integrantă modele de analizoare și contoare de particule, microfotometre de televiziune, microfotometre de scanare și integrare, etc. Microfotometrele de scanare sunt utilizate în microbiologie, citologie, genetică, histologie, fiziologie și alte domenii ale biologiei și medicinei.

Este promițător să folosiți scanarea M. sau structuri, care includ: scopuri de diagnostic, pentru a studia structura și structura țesuturilor, inclusiv a sângelui, pentru a identifica modificările legate de vârstă și ale patologiei în ele, pentru a detecta celulele atipice în secțiuni de țesut etc. În medicina experimentală, scanarea M. este utilizată pentru a controla creșterea și dezvoltarea tesuturi si celule in culturi etc.

Industria produce dispozitive de scanare realizate sub formă de atașamente la un microscop cu lumină.

Sistemele de scanare pot fi televizoare sau mecanice. Televiziunea este folosită în principal pentru analiza geometrică și caracteristici statisticeși clasificarea micro-obiectelor. Cele mecanice sunt mai versatile și mai precise. Acestea vă permit să lucrați într-un interval spectral dat în regiunea UV a spectrului și sunt adesea folosite pentru măsurători fotometrice.

microscop TVîmbină constructiv M. cu tehnologia televiziunii. Camerele de televiziune funcționează după o schemă de microproiecție: imaginea unui obiect este convertită în semnale electrice seriale, care apoi reproduc această imagine la scară mărită pe un ecran cinescop. În funcție de metoda de iluminare a obiectului studiat, camerele de televiziune sunt împărțite în două tipuri: camere cu tub de transmisie și camere cu punct de rulare.

Un televizor M. cu tub de transmisie este combinație simplă optic M. şi canal de televiziune. Imaginea dată de M. este proiectată pe ecranul kinescopului. În acest caz, imaginea semnalelor poate fi observată pe un ecran mare chiar și cu iluminarea scăzută a obiectului în sine.

În microscopia de televiziune cu un punct de rulare, se utilizează scanarea optică a unui obiect cu un fascicul de lumină în mișcare.

Dispozitivele de televiziune sunt adesea folosite în combinație cu contrastul de fază M. Acest lucru realizează cel mai mare contrast al imaginii. Luminozitatea ridicată a imaginilor din camerele de televiziune le permite să fie utilizate pentru fotografierea și filmarea obiectelor staționare și în mișcare. Radiourile de televiziune pot fi folosite și ca dispozitiv la distanță, adică receptorul de televiziune în sine poate fi instalat la o distanță considerabilă de radio, ceea ce este deosebit de important atunci când se studiază obiecte a căror apropiere de Crimeea este periculoasă pentru un observator (de exemplu, obiecte radioactive). Într-un microscop de televiziune, este posibil să se studieze obiecte în raze UV ​​și IR; este folosit și ca microspectrofotometru de televiziune. Când utilizați sisteme electronice suplimentare, este posibil să obțineți o imagine color. Contoarele automate de microparticule au fost create pe baza microparticulelor de televiziune (vezi Autoanalizatoare). În acest caz, imaginea este convertită într-o serie de semnale electrice folosind dispozitive speciale de numărare, ceea ce face posibilă simpla și de mare viteză numărați numărul de particule diferite din preparat (globule roșii și leucocite în sânge, colonii bacteriene, particule de aerosoli în aer, cristale și cereale în minerale etc.), precum și o întreagă gamă de alte măsurători.

Industria produce televiziune M. tipuri variate. Televiziune ultravioletă M. amer. Newtronics Research este un microspectrofotometru de televiziune. Produce o imagine în trei culori a unui obiect care corespunde la trei lungimi de undă selectate în porțiunea UV a spectrului. Acest tip de microscopie permite efectuarea măsurătorilor de absorbție.

Televiziune cantitativă M. „KTM” engleză. de la Metals Research face posibilă măsurarea separată a elementelor de imagine cu iluminare diferită în șase niveluri de intensitate, determinarea procentului de suprafață ocupată de o anumită componentă a structurii, determinarea numărului mediu de particule pentru a calcula dimensiunea medie a acestora și evaluarea distribuției particule pe grupe de mărime.

Microscop olografic servește la construirea de imagini ale obiectelor folosind metoda holografică, adică o metodă de obținere a unei imagini tridimensionale a unui obiect bazată pe interferența undelor (vezi Holografia). O hologramă vă permite să obțineți o imagine, care este rezultatul înregistrării nu numai a amplitudinilor (ca în fotografie), ci și a fazelor undelor luminoase împrăștiate de un obiect. În magnetismul holografic, sursa de undă este un fascicul laser (vezi Laser). Când utilizați surse laser pulsate, este posibil să obțineți holograme ale obiectelor în mișcare. Combinația constructivă a dispozitivelor holografice cu microscopia convențională permite poziționarea verticală a obiectului, ceea ce este necesar atunci când se studiază, de exemplu, suspensiile celulare. Holograma este obținută din imaginea creată de obiectiv. Holograma reconstruită reproduce imaginea, care este observată prin ocularul M. Utilizarea metodei holografice este promițătoare pentru studiul obiectelor transparente (de fază); poate fi folosit și pentru imaginea micro-obiectelor care conțin regiuni care se mișcă lent într-un mediu static (circulația sângelui, absorbția bulelor de aer în capilare etc.). Holographic M. și-a găsit aplicație în crioscopie pentru studiu diferite celuleîn mod normal și în timpul înghețului (de exemplu, monitorizarea proceselor de cristalizare intracelulară). În M. holografic se poate obţine o rezoluţie de cca. 1 micron, precum și holograme alb-negru și color.

Dispozitivele holografice sunt din ce în ce mai folosite ca analizoare automate de microparticule. Recunoașterea microparticulelor folosind această metodă este accelerată de zeci de mii de ori. Căutarea unui obiect se efectuează simultan pe întreaga hologramă. Pentru a controla munca și a procesa rezultatele, instalațiile holografice sunt conectate la un computer.

Bibliografie: Barsky I. Ya., Polyakov N. I. și Yakubenas V. A. Contact microscopy, M., 1976, bibliogr.; Bernshtein A. S., Johad-z e Sh. R. și Perova N. I. Photoelectric mesuring microscopes, M., 1976, bibliogr.; Voronin V.V. Fundamentele teoriei microscopului, Tbilisi, 1965; M i s t r o v L. E. Dispozitive şi instrumente de semnificaţie istorică, Microscoape, M., 1974; Analiza mașină a obiectelor microscopice, ed. G. M. Frank, M., 1968; Panov V. A. și A n dr e e în L. N. Optics of microscopes, L., 1976, bibliogr.: Scanning technology in the study of cell populations, cells, organelles and macromolecules, ed. G. M. Franka, Pushchino-on-Oka, 1973; Skvortsov G. E. şi colab. Microscopes, L., 1969, bibliogr.; Fedin L. A. Microscoape, accesorii și lupe, M., 1961, bibliogr.; CernukhA. M. et al. Câteva probleme ale utilizării holografiei în cercetarea biomedicală, Med. Tehn., nr. 1, p. 30, 1976, bibliogr.

Yu. V. Agibalov, N. G. Budkovskaya, A. B. Tsypin.

O legătură intermediară între dispozitivele entry-level și echipamentele profesionale. În ele, atașamentul vizual poate fi reprezentat atât de un monocular, cât și de un binoclu, iar unele produse sunt echipate suplimentar cu instrumente de vizualizare, ceea ce le extinde semnificativ capacitățile. Prin conectarea unei camere digitale la ocular, puteți face fotografii și studii video, precum și observați obiecte de pe ecranul computerului.

Turela este proiectată pentru trei lentile: 4X, 10X și 40X, care, împreună cu mărirea ocularului de 10X sau 20X, oferă de la 40 la 800 de ori. crestere generala. Ocazional, microscoapele educaționale sunt echipate cu un obiectiv de imersie de 100x. Lentilele de imersie diferă de cele convenționale prin faptul că există un lichid între lentila frontală și obiectul examinat, de exemplu, Ulei de cedru. Aceasta crește limita de rezoluție a microscopului și îmbunătățește contrastul și luminozitatea imaginii.

În microscoapele școlare există cel puțin un tip de ajustare a clarității imaginii - focalizarea grosieră, uneori este completată cu un microșurub fin de focalizare.

De obicei, microscoapele educaționale sunt echipate cu lumină de jos, dar există modele cu două tipuri de iluminare - de jos și de sus. În lumină scăzută, studiile sunt efectuate în lumină transmisă, ceea ce face posibilă studierea preparatelor de film sub formă de frotiuri și secțiuni de țesut. Iluminarea superioară este proiectată să funcționeze cu mostre opace, de exemplu, bucăți de țesătură și hârtie, monede. Majoritatea microscoapelor educaționale sunt conectate la o rețea de 220 V, dar există și modele de sine stătătoare alimentate cu baterii.

Microscoape biologice

Domeniul de aplicare al microscoapelor biologice este cercetarea de laborator din instituțiile medicale sau institutele de cercetare.

Microscoapele biologice pot fi monoculare, binoculare și chiar trinoculare. Dispozitivele monoculare nu sunt destinate utilizării pe termen lung și sunt utilizate atunci când se efectuează cercetări de rutină de laborator sau pentru formarea în facultățile medicale și farmaceutice. Pentru observații pe termen lung, utilizați un atașament binocular. Un trinocular este un atașament binocular care are un port optic suplimentar pentru echipamente foto și video.

Așa cum se potrivește microscoapelor de calitate pentru cercetare, dispozitivele biologice sunt echipate cu oculare cu unghi larg, cu un câmp vizual mare. Deci, dacă WF10X/18 este scris pe corp, aceasta înseamnă că acest ocular se mărește de 10 ori, iar zona vizibilă a specimenului este limitată la 18 mm. Microscopul poate fi echipat cu alte oculare cu unghi larg, de exemplu, WF15X/13, WF15X/15, WF20X/11. Marcajul care conține litera „K” indică faptul că acesta este un ocular de compensare utilizat pentru microfotografia cu dispozitive digitale. Există, de asemenea, oculare micrometrice cu o scară de măsurare pentru a determina lungimea și aria obiectului studiat.

Microscoapele biologice sunt cel mai adesea echipate cu lentile cu o mărire de 4X, 10X, 40X, 60X, 100X. Pentru a lucra cu lentile puternice (peste 40x), este necesară utilizarea de ulei, apă sau imersie cu glicerină.

Microscoape instrumentale

Microscoapele instrumentale sunt dispozitive stereoscopice care oferă o imagine directă și tridimensională și se caracterizează printr-o distanță de lucru crescută (decalajul dintre partea frontală a lentilei și scenă), mărire generală scăzută, adâncime mare de câmp, claritate a imaginii și o câmp vizual mare. Acest microscop este convenabil pentru lucrul cu obiecte opace: monede, bijuterii, lemn, minerale, plăci electronice.

Pachetul de bază al microscopului stereo instrumental include oculare cu mărire de 10x, dar pot fi înlocuite cu altele, de exemplu, 5X, 15X, 20X. Mărirea unui microscop discret (cu o distanță focală fixă) depășește rar 100X, iar cea a unui microscop pancratic (cu zoom) variază de la 3,75X la 200 – 250X.

În microscoapele stereoscopice, pe lângă lumina de jos și de sus, se folosește și lumină laterală, pentru care dispozitivul este echipat cu surse de lumină LED suplimentare.

Articol de ajutor bazat pe opinia expertului autor.

Un microscop, după cum știți, este folosit cu un singur scop - pentru a obține măriri ale obiectelor mici. O imagine mărită a unui obiect într-un microscop este obținută folosind un sistem optic care include o lentilă și un ocular. Un microscop vă permite să determinați dimensiunea, forma și structura celor mai mici particule. Din acest motiv, domeniul de aplicare al acestuia este destul de larg. Fie că este vorba de biologie botanică, sau de medicină și proiecte de cercetare. Astăzi există mai multe tipuri de microscoape. Principalele lor diferențe se bazează pe mecanismele lor de mărire. Trebuie menționat că cumpărarea de microscoape nu este atât de ușoară. Pe piata ruseasca Această oportunitate este oferită de producători individuali.

Microscopul optic este primul și cel mai vechi dintre toate. Se mai numește uneori lumină. Funcționează pe bază de lumină și un sistem de lentile care mărește imaginea obiectelor mici.

Microscoapele binoculare oferă 2 imagini ale unui obiect. Sunt echipate cu un atașament binocular special, care face posibilă observarea unui obiect cu ambii ochi. Acest tip este cel mai des întâlnit în instituțiile profesionale. Microscopul binocular are contrast de imagine și un mecanism de reglare fină.

Microscoapele stereo pot funcționa în lumină transmisă și reflectată. Principala lor diferență este imaginea inversată, deoarece cea optică nu „inversează” imaginea.

Un microscop metalografic vă permite să lucrați cu structura suprafețelor corpurilor opace.

Un microscop polarizant iradiază un obiect cu fascicule polarizate, care sunt produse din lumină obișnuită și un dispozitiv special. Astfel de microscoape sunt folosite pentru a studia o gamă largă de proprietăți și fenomene care nu sunt accesibile unui microscop optic convențional. Principiul de funcționare al unui microscop fluorescent se bazează pe radiația fluorescentă. Microscoapele sunt folosite pentru a examina obiecte transparente și opace. Unul dintre domeniile prioritare de activitate este farmaceutica, medicina veterinara, productia de plante etc.

Un microscop de măsurare măsoară dimensiunile unghiulare și liniare ale obiectelor. Se distinge de alte microscoape prin caracteristicile sale universale de design.

Microscopul electronic are o mărire maximă. Puterea sa de rezoluție o depășește pe aceea a microscop luminos 1000-10000 de ori. Acest lucru se poate face cu lentile magnetice speciale.

Există, de asemenea, un microscop cu sondă de scanare. Principiul de funcționare se bazează pe scanarea suprafeței cu o sondă.

Microscoapele cu raze X folosesc radiații electromagnetice. Microscoapele cu raze X pot fi de proiecție sau reflectorizante.

În cele din urmă, un microscop de contrast cu interferență diferențială, care funcționează pe baza interferenței. Acest tip de microscop vă permite să creați o imagine tridimensională în relief.

În acest articol ne vom familiariza cu o tehnică dezvoltată pe scară largă pentru studierea diferitelor microelemente ale lumii noastre - microscopia. Aici ne vom uita la descrierea microscopului, scopul său, structura, regulile de funcționare și faptele istorice.

Introducere în instrumentele de microscopie

Un microscop este o mașină al cărei scop este obținerea unei imagini mărite a unui obiect, precum și măsurarea detaliilor structurale care nu pot fi observate cu ochiul liber.

Invenție și creație tipuri variate microscoapele au făcut posibilă crearea microscopiei - o metodă tehnologică pentru funcționarea practică a acestor dispozitive.

Informații istorice

Este destul de dificil de stabilit cine a creat primul microscop din istoria omenirii. Pentru prima dată un astfel de mecanism a fost inventat la începutul secolelor al XVI-lea și al XVII-lea. Probabilul inventator este considerat a fi Zachary Jansen, un om de știință olandez.

Pe când era încă copil, Jansen, folosind un tub de centimetri, a instalat o lentilă convexă pe cele două margini. Ceea ce a văzut l-a forțat pe inventator să creeze ceva nou și să-l îmbunătățească. Este posibil ca acest lucru să fi dus la inventarea primului microscop din lume, care a avut loc în jurul anului 1590.

Cu toate acestea, în 1538, italianul G. Fracastoro, lucrând ca medic, a propus ideea de a combina două lentile pentru a crea o mărire și mai mare a imaginilor. Prin urmare, munca lui ar putea fi începutul primului microscop. Deși termenul a fost introdus mult mai târziu.

Galileo Galilei este considerat un alt descoperitor. După ce a auzit despre apariția unui astfel de dispozitiv de mărire în jurul anului 1609 și a înțeles ideea generală a mecanismului său, fizicianul italian și-a creat deja în 1612 propria producție de masă de microscoape. Numele acestui dispozitiv a fost dat de prietenul academic al lui Galileo, Giovanni Faber, în 1613.

Deja în anii șaizeci ai secolului al XVII-lea, s-au obținut date despre utilizarea microscopului în cercetarea științifică. Primul care a făcut acest lucru a fost Robert Hooke, care a fost angajat în observarea structurii diferitelor plante. El a fost cel care a realizat schițe ale imaginilor văzute la microscop în lucrarea sa „micrografie”. El a stabilit că organismele vegetale sunt construite din celule.

Rezoluţie

Unul dintre parametrii unui microscop este rezoluția acestuia. Tipuri diferite microscoapele au, în consecință, indicatori diferiți ai acestei caracteristici. Deci ce este?

Rezoluția este capacitatea dispozitivului de a afișa o imagine clară și de înaltă calitate, o imagine a două fragmente adiacente ale obiectului studiat. Indicatorul gradului de aprofundare în microlume și posibilitatea generală a studiului acesteia se bazează tocmai pe această abilitate. Această caracteristică determină lungimea de undă a radiației utilizate la microscop. Principala limitare este imposibilitatea de a obține o imagine a unui obiect ale cărui dimensiuni sunt mai mici decât lungimea radiației.

Având în vedere cele de mai sus, devine evident că datorită rezoluției putem obține o imagine clară a detaliilor obiectului studiat.

Setări principale

Alți parametri importanți în proiectarea unui microscop includ mărirea acestuia, atașamentele, dimensiunea scenei, capacitățile de iluminare, acoperirea optică etc.

Să luăm în considerare principalul indicator enumerat în acest paragraf - creștere.

Mărirea este abilitate generala microscop pentru a arăta obiectele în care sunt studiate dimensiuni mari decât sunt cu adevărat. Acest parametru poate fi calculat prin înmulțirea măririi obiectivului cu mărirea oculară. Această posibilitate în microscoapele optice ajunge de până la 2000 de ori, iar microscoapele electronice au o mărire de sute de ori mai mare decât microscoapele cu lumină.

Principala caracteristică a unui microscop este rezoluția și mărirea acestuia. Prin urmare, atunci când alegeți un astfel de dispozitiv, trebuie să acordați o atenție deosebită acestor indicatori.

Componente

Un microscop, ca orice alt mecanism, este format din anumite părți, printre care se numără:

• tabel cu obiecte;
• mâner schimbător;
• ocular;
• tub;
• suport pentru tub;
• șurub micrometru;
• șurub de orientare grosier;
• oglindă;
• stand;
• obiectiv;
• stand;
• atașamentul binocular;
• cap optic;
• condensator;
• filtru de lumină;
• diafragma irisului.

Să ne familiarizăm cu principalele caracteristici ale structurilor de formare ale microscopului.

Lentila este un mijloc de a determina mărirea utilă. Format dintr-un anumit număr de lentile. Capacitățile de mărire sunt indicate prin numere de pe suprafața sa.

Un ocular este un element al unui microscop format din două sau trei lentile, a căror mărire este indicată prin numere de pe el. Mărirea globală a dispozitivului este determinată prin înmulțirea măririi lentilei cu mărirea ocularului.

Dispozitivele de iluminat includ o oglindă sau lumină electrică, un condensator și diafragmă, un filtru de lumină și o masă.

Sistemul mecanic este format dintr-un suport, o cutie cu mecanism micrometru și un șurub, un suport pentru tub, un șurub de direcție grosier, un condensator, un șurub de mișcare a condensatorului, un revolver și o etapă de probă.

Microscopia optică

Printre specii existente Există mai multe grupuri principale de microscoape, caracterizate prin anumite caracteristici ale designului și scopului lor.

Ochiul uman este un fel de natural sistem optic cu anumiți parametri, de exemplu, rezoluția. Rezoluția, la rândul său, este caracterizată de cea mai mică diferență de distanță între componentele constitutive ale obiectului observat. Cel mai important punct aici este prezența diferențelor vizuale între fragmentele observate. Având în vedere faptul ochiul uman neputând observa microorganismele în mod natural, tocmai de aceea au fost create astfel de dispozitive de mărire.

Microscoapele optice au făcut posibilă lucrul cu radiații în intervalul de la 400 la 700 nm și aproape de ultraviolete. Aceasta a durat până la mijlocul secolului al XX-lea. Astfel de dispozitive nu permiteau obținerea unei rezoluții mai mici decât semiciclul undei de radiație de tip referință. Drept urmare, microscopul a făcut posibilă observarea unor structuri, distanța dintre care era de aproximativ 0,20 μm, ceea ce înseamnă că mărirea maximă ar putea ajunge la 2000 de ori.

Microscoape binoculare

Un microscop binocular este un dispozitiv cu ajutorul căruia puteți obține o imagine tridimensională mărită. Un alt nume pentru astfel de dispozitive este stereomicroscoape. Ele permit unei persoane să distingă clar detaliile obiectelor volumetrice studiate.

Într-un microscop binocular, un obiect este privit prin două lentile care sunt independente una de cealaltă. În prezent, 2 oculare și 1 obiect sunt folosite simultan. Funcționează bine în condiții de lumină transmisă și reflectată.

Microscopia electronică

Apariția microscopului electronic a făcut posibilă utilizarea electronilor, care au proprietățile atât ale particulelor, cât și ale undelor, în microscopie.

Un electron are o lungime de undă care depinde de potențialul său energetic: E = Ve, unde V este mărimea diferenței de potențial, e este sarcina electronică. Lungimea de undă a unui electron atunci când călătorește printr-o diferență de potențial de 200.000 V va fi de aproximativ 0,1 nm. Electronul este ușor de focalizat folosind lentile electromagnetice, care este determinată de sarcina sa. Ulterior, versiunea electronică a imaginii este convertită într-una vizibilă.

Printre astfel de dispozitive de mărire, microscopul digital a câștigat o mare popularitate. Vă permite să conectați adaptoare la dispozitiv pentru a transfera imaginea pe un computer și a o salva. Când lucrați cu astfel de dispozitive, camera înregistrează imaginea observată și apoi o transferă pe un computer folosind un cablu USB.

Un microscop digital poate fi clasificat în funcție de modul său de funcționare, mărire, număr de iluminare și rezoluție a camerei. Principalele lor avantaje sunt capacitatea de a transfera o imagine pe un PC și de a o salva, capacitatea de a trimite informațiile primite pe distanțe lungi, editare, analiză detaliatăși stocarea rezultatelor cercetării, precum și capacitatea de a proiecta imagini folosind proiectoare.

Microscoapele electronice au o rezoluție de 1000-10000 de ori mai mare decât microscoapele cu lumină.

Sonde de scanare

Un alt tip de microscop este o sondă de scanare. O ramură relativ nouă în dezvoltarea unor astfel de dispozitive.

Sunt numite pe scurt - ZSM. Imaginea este reprodusă prin înregistrarea interacțiunii dintre sondă și suprafața pe care o examinează. În lumea modernă, astfel de mecanisme fac posibilă observarea interacțiunii unei sonde cu atomii. Rezoluția ZSM este comparabilă cu cea a microscoapelor tip electronic, iar în unii parametri chiar mai bine.

microscopie cu raze X

Microscopul cu raze X a fost creat pentru a observa obiecte extrem de mici a căror dimensiune este comparabilă cu undele de raze X. Se bazează pe exploatarea radiațiilor electromagnetice, în care lungimea de undă nu depășește un nanometru.

Rezoluția unor astfel de microscoape este intermediară între optică și electronică. teoretic r.s. Un astfel de dispozitiv poate atinge 2-20 nm, ceea ce este mult mai mare decât capacitățile microscoapelor optice.

Informații generale pentru lucrul cu un microscop

Când utilizați acest dispozitiv, trebuie să cunoașteți regulile de lucru cu un microscop:

1. Lucrarea trebuie făcută în timp ce stați.
2. Ar trebui să inspectați dispozitivul și să ștergeți oglinda, lentila și ocularul de praf cu cârpe moi.
3. Când lucrați cu un microscop, nu este de dorit să-l mutați și să-l plasați în stânga.
4. Deschideți diafragma și aduceți condensatorul în poziția de sus.
5. Lucrarea ar trebui să înceapă cu o mărire scăzută.
6. Aduceți lentila la un centimetru de sticla cu obiectul observat.
7. Distribuiți uniform iluminarea câmpului vizual folosind un ocular în care trebuie să vă uitați cu ochiul și o oglindă concavă.
8. Mutați microspecimenul pe scena de microscop. Observând din lateral, coborâți lentila la un nivel de 4-5 mm deasupra obiectului studiat, folosind un macroșurub pentru aceasta.
9. În timp ce priviți în ocular, faceți mișcări de rotație ale șurubului brut pentru a aduce lentila într-o poziție în care imaginea va fi clar vizibilă.
10. Mișcând paharul cu preparatul, găsește un loc în care obiectul studiat va fi amplasat în centrul câmpului tău vizual la microscop.
11. Dacă nu există nicio imagine, repetați pașii șase până la nouă.
12. Folosind un șurub micrometru, obțineți claritatea necesară a imaginii. Acordați atenție dacă punctul dintre semnele de pe mecanismul micrometrului depășește semnele. Dacă se întâmplă, întoarceți-l în poziția standard.
13. Încheiem regulile pentru lucrul cu microscopul și curățarea locului de muncă. Este necesar să reveniți mărirea de la mare la scăzută, ridicați lentila, îndepărtați specimenul și ștergeți microscopul, apoi acoperiți-l cu polietilenă și returnați-l în dulap.

Aceste reguli se aplică într-o măsură mai mare microscoapelor optice. Structura unui microscop, de exemplu, un electron sau raze X, diferă de unul ușor și, prin urmare, regulile de bază de funcționare pot diferi și ele. Caracteristicile de lucru cu astfel de dispozitive pot fi găsite în instrucțiunile pentru acestea.

Relativ recent, în Rusia a apărut o tendință la modă - de a avea un microscop acasă. Acest lucru este dovedit de salt bruscîn partea de sus a graficului volumului vânzărilor. Puteți cumpăra un microscop universal și puteți studia microlumea chiar acasă. Dar principala aplicație a microscopului rămâne aceeași - utilizarea în laboratoare, institute, institutii de invatamantși centre de servicii pentru cercetare științifică sau industrială.

Ce este un microscop?

Un microscop este un dispozitiv optic-mecanic pentru detectarea, observarea și examinarea obiectelor minuscule care nu pot fi văzute cu ochiul liber. Microscoapele fac posibilă determinarea formei, mărimii, structurii și structurii obiectelor studiate.

Este general acceptat că inventatorul microscopului este Anthony Van Leeuwenhoek (Olanda), care și-a proiectat dispozitivul cu o singură lentilă în secolul al XVII-lea, cu ajutorul căruia a început să studieze țesuturile vegetale și animale. Leeuwenhoek a fost angajat în fabricarea de lentile mici, care, în ciuda dimensiunilor lor microscopice, au mărit imaginea de 200-300 de ori.

Ce tipuri de microscoape există?

Există mai multe tipuri de microscoape, cele mai comune sunt microscoapele optice, care folosesc fascicule de lumină (lumină obișnuită sau iluminare cu lămpi) și folosind o combinație de lentile poate mări imaginea. De obicei, un microscop constă dintr-o lentilă obiectiv și un ocular. Există, de asemenea, microscoape electronice, microscoape de operare și ultramicroscoape.

Lanțul de magazine PROFI are o gamă largă de microscoape în sortimentul său: microscop electronic, microscop digital, microscop optic. De la noi puteți alege și cumpăra oricând un microscop pentru o anumită zonă de utilizare - pentru laboratoare medicale, biologice, geologice și industriale. În magazinele noastre puteți cumpăra microscoape pentru sălile de chimie și biologie, datorită cărora profesorii vor putea explica lucrurile mai clar material educativ. Reparatorii pot achiziționa microscoape electronice și digitale specializate necesare pentru a repara telefoanele mobile și alte echipamente complexe.
Cum să alegi un microscop

Pentru a selecta și cumpăra un microscop, ar trebui să determinați scopul utilizării sale ulterioare, ținând cont de acest lucru indicator important, ca grad de mărire. Acest parametru este determinat destul de simplu: dacă mărirea ocularului este 10, iar mărirea obiectivului este 30, atunci factorul de mărire al microscopului este 300. Microscoapele școlare și pentru copii destinate observației educaționale și amatoare au un factor de mărire de la 40 până la 400. O altă caracteristică importantă a microscopului este rezoluția sa: cu cât acest indicator este mai mare, cu atât se pot vedea mai multe detalii mici.

Un microscop electronic, spre deosebire de modelele optice, este echipat cu lentile magnetice sau electrostatice. Un microscop electronic poate oferi o mărire de 2 milioane de ori, în timp ce microscoapele optice sunt proiectate pentru o mărire maximă de 2 mii de ori. Un microscop electronic vă permite să vedeți cele mai mici detalii care sunt inaccesibile unui microscop optic convențional, iar această proprietate este absolut indispensabilă pentru studii biologice serioase ale structurii materiei, analiza particulelor și controlul calității farmaceutice.

Cel mai recent progres în microscopia modernă este microscopul digital, care este utilizat pe scară largă pentru diferite măsurători fotometrice. Acesta este un singur modul digital folosit pentru a măsura parametrii optici ai unui obiect, care se realizează printr-o combinație între o cameră, un microscop și un computer cu software special. Sistemele de intrare a imaginii sunt conectate la microscop folosind adaptoare, care nu numai că securizează camerele, ci și transmit imaginea fără distorsiuni. Dacă intenționați să cumpărați un microscop din această clasă, ar trebui să acordați atenție nivelului de optică utilizat și rezoluției camerei foto sau video. Un microscop digital are o serie de avantaje incontestabile, deoarece vă permite să faceți observații vizual și pe un ecran de monitor, să utilizați capacitățile de analiză computerizată și să editați imagini, salvând în același timp rezultate intermediare.

MICROSCOP, un instrument optic cu una sau mai multe lentile pentru obținerea de imagini mărite ale obiectelor care nu sunt vizibile cu ochiul liber. Microscoapele pot fi simple sau complexe. Un microscop simplu este un sistem cu o singură lentilă. Un microscop simplu poate fi considerat o lupă obișnuită - o lentilă plan-convexă. Un microscop compus (numit adesea pur și simplu microscop) este o combinație de două simple. Un microscop compus oferă o mărire mai mare decât unul simplu și are o rezoluție mai mare. Rezoluția este capacitatea de a distinge detaliile unei probe. O imagine mărită fără detalii vizibile oferă puține informații utile.

Un microscop complex are un design în două etape. Un sistem de lentile, numit obiectiv, este adus aproape de eșantion; creează o imagine mărită și rezolvată a obiectului. Imaginea este mărită și mai mult de un alt sistem de lentile numit ocular, care este plasat mai aproape de ochiul privitorului. Aceste două sisteme de lentile sunt situate la capete opuse ale tubului.

Crește. Mărirea unui microscop este egală cu produsul dintre mărirea obiectivului și mărirea ocularului. Pentru un microscop de cercetare tipic, mărirea ocularului este de 10, iar mărirea obiectivelor este de 10, 45 și 100. Prin urmare, mărirea unui astfel de microscop variază de la 100 la 1000. Mărirea unor microscoape ajunge la 2000. Creșterea mărirea și mai mult nu are sens, deoarece rezoluția, în același timp, nu se îmbunătățește; dimpotrivă, calitatea imaginii se deteriorează.

Microscoape portabile

Un microscop este un instrument optic destul de complex care utilizează multe realizări ale științei optice și ale tehnologiei optice. Chiar și un simplu microscop trebuie să „vadă” ce prescrie teoria de difracție a microscopului, așa că chiar și un microscop pentru copii este optică de precizie, un sistem optim de iluminare, sisteme de proiecție și vizuale.

Astăzi puteți cumpăra un microscop video portabil convenabil și ușor de utilizat, ale cărui principale caracteristici sunt dimensiunea redusă, simplitatea și ușurința de operare. Un microscop digital portabil surprinde cu acuratețe formele, limitele și culorile microlumii. Este un microscop optic simplu, închis într-o carcasă compactă din plastic (aluminiu) cu o matrice CCD încorporată (camera). Carcasa din aluminiu oferă o bună protecție împotriva influente externe. Folosind un microscop USB, este posibil să realizați fotografii de înaltă calitate, videoclipuri și fotografiere time-lapse ale micro-obiectelor.

Microscopul portabil are atât focalizare manuală, cât și focalizare automată cu linia vizuală. Transferul de date către computer și alimentarea cu energie a microscopului se realizează printr-un cablu USB.

Microscoapele portabile sunt ideale pentru inspectarea și repararea plăcilor de circuite imprimate și pentru lipirea microelementelor. Microscoapele digitale USB sunt excelente pentru inspecția industrială, educația științifică, industria tipografică, investigația criminalistică, fabricarea de bijuterii, industria textilă și diverse hobby-uri. Folosind acest instrument, este ușor să verificați autenticitatea oricărui document sau bancnotă și să citiți microfontul folosit adesea pentru a le proteja. Puteți distinge cu ușurință un document tipărit pe o imprimantă cu jet de cerneală de înaltă calitate de unul produs prin imprimare industrială. Diferențele dintre un sigiliu și semnătură autentice și unul desenat sau imprimat pe computer vor deveni evidente.

O combinație foarte reușită de utilitate și divertisment. Cel mai bun cadou pentru copilul tău care este înfometat de cunoștințe. Folosind un microscop USB, puteți examina mostre preparate din orice poate fi colectat prin casă, în curte, pe masă sau în frigider. Aceste microscoape ușurează mărirea diferitelor obiecte pentru a vă satisface curiozitatea și pentru a afla despre lumea din jurul vostru. Lucrul cu un microscop promite multe descoperiri interesante atât pentru adulți, cât și pentru copii.

Microscopul video universal CT-2395 este ușor de utilizat, ușor și are lentile reglabile. Lentilele camerei CCD ale microscopului sunt montate pe un tub flexibil special; poziția acestuia poate fi schimbată, astfel încât obiectul să poată fi examinat din orice unghi. Acest microscop video are o cameră CCD color, echilibru de alb intern și reglare automată câștig, toți acești factori asigură claritatea imaginii și vibrația culorii. Puteți regla luminozitatea LED-urilor din interiorul lentilelor, astfel încât să puteți utiliza microscopul video în orice condiții de iluminare. Ecranul color de opt inchi este conectat la lentilele camerei CCD prin baza microscopului video.

Microscopul video CT-2398 are o funcție de înghețare a cadru. Acest microscop video este ușor de utilizat; atunci când este conectat la un PC printr-un port USB 2.0, poate transfera imagini pe ecran. Acest microscop are și un software special. Microscopul video CT-2398 are funcția de a transfera automat imaginile pe ecran; pentru a face acest lucru, pur și simplu apăsați un buton de pe mâner. Imaginea poate fi ajustată și este destul de clară.

Microscopul video portabil CT-2399 cu focalizare automată este ușor de utilizat; atunci când este conectat la un PC printr-un port USB2.0, imaginile pot fi transferate pe ecran. Microscopul are, de asemenea, un software special care permite utilizatorului să aleagă să opereze microscopul cu sau fără drivere. Când este conectat la un computer, puteți face fotografii sau înregistra imagini DV pe ecran. Ulterior, astfel de imagini sau înregistrări pot fi procesate și salvate pe un computer sau transferate. Microscopul video CT-2399 are focalizare automată pe linia vizuală, ceea ce face mai ușoară realizarea de fotografii decât focalizarea manuală.