Definícia mikroskopu pre 3. Čo je mikroskop? Poddruhy svetelných mikroskopov

Mikroskop je zariadenie určené na zväčšovanie obrazu predmetov štúdia s cieľom zobraziť detaily ich štruktúry skryté voľným okom. Zariadenie poskytuje desaťnásobné alebo tisícnásobné zvýšenie, čo vám umožňuje vykonávať výskum, ktorý nie je možné získať pomocou žiadneho iného zariadenia alebo zariadenia.

Mikroskopy sú široko používané v medicíne a laboratórny výskum. S ich pomocou sa inicializujú nebezpečné mikroorganizmy a vírusy, aby sa určil spôsob liečby. Mikroskop je nepostrádateľný a neustále sa zdokonaľuje. Prvýkrát bola podobizeň mikroskopu vytvorená v roku 1538 talianskym lekárom Girolamom Fracastorom, ktorý sa rozhodol nainštalovať v sérii dva optické šošovky, podobné témy ktoré sa používajú v okuliaroch, ďalekohľadoch, teleskopy a hlupákov. Na vylepšení mikroskopu pracoval Galileo Galilei, ako aj desiatky svetoznámych vedcov.

Zariadenie

Existuje mnoho typov mikroskopov, ktoré sa líšia dizajnom. Väčšina modelov zdieľa podobný dizajn, ale s menšími technickými vlastnosťami.

Vo veľkej väčšine prípadov pozostávajú mikroskopy zo stojana, na ktorom sú upevnené 4 hlavné prvky:

• Objektív.
• Okulár.
• Systém osvetlenia.
• Predmetová tabuľka.

Objektív

Šošovka je komplexný optický systém, ktorý pozostáva z po sebe nasledujúcich sklenených šošoviek. Šošovky sú vyrobené vo forme tubusov, do ktorých je možné upevniť až 14 šošoviek. Každý z nich zväčšuje obraz a odstraňuje ho z povrchu šošovky vpredu. Ak teda jeden zväčší objekt 2-krát, ďalší zväčší túto projekciu ešte viac, a tak ďalej, až kým sa objekt nezobrazí na povrchu poslednej šošovky.

Každá šošovka má svoju vlastnú zaostrovaciu vzdialenosť. V tomto ohľade sú pevne upevnené v trubici. Ak niektorú z nich posuniete bližšie alebo ďalej, nebudete môcť dosiahnuť jasné zväčšenie obrazu. V závislosti od vlastností šošovky sa môže meniť dĺžka tubusu, v ktorom je šošovka uzavretá. V skutočnosti, čím je vyššia, tým bude obraz zväčšený.

Okulár

Zo šošoviek sa skladá aj okulár mikroskopu. Je navrhnutý tak, aby operátor, ktorý pracuje s mikroskopom, mohol naň priložiť oko a vidieť zväčšený obraz na objektíve. Okulár má dve šošovky. Prvé sa nachádza bližšie k oku a nazýva sa očné a druhé pole. Pomocou posledne menovaného sa obraz zväčšený šošovkou upraví tak, aby sa správne premietal na sietnicu ľudského oka. Je to potrebné na odstránenie defektov vo vnímaní zraku úpravou, keďže každý človek zaostruje na inú vzdialenosť. Poľná šošovka umožňuje prispôsobiť mikroskop tejto funkcii.

Systém osvetlenia

Ak chcete pozorovať skúmaný objekt, je potrebné ho osvetliť, pretože šošovka pokrýva prirodzené svetlo. Výsledkom je, že pri pohľade cez okulár vždy vidíte iba čierny alebo sivý obraz. Špeciálne na tento účel bol vyvinutý osvetľovací systém. Môže byť vyrobený vo forme lampy, LED alebo iného svetelného zdroja. Najviac jednoduché modely svetelné lúče sú prijímané z vonkajšieho zdroja. Sú zamerané na štúdium predmetu pomocou zrkadiel.

Predmetová tabuľka

Poslednou dôležitou a najjednoduchšou časťou mikroskopu na výrobu je stolík. Šošovka je nasmerovaná na ňu, pretože práve na nej je upevnený predmet na štúdium. Stôl má rovný povrch, ktorý umožňuje fixovať predmet bez strachu, že sa pohne. Aj minimálny pohyb predmetu výskumu pri zväčšení bude obrovský, takže nebude ľahké znovu nájsť pôvodný bod, ktorý bol skúmaný.

Typy mikroskopov

Za dlhú históriu existencie tohto prístroja bolo vyvinutých niekoľko mikroskopov, ktoré sa od seba výrazne líšia princípom fungovania mikroskopov.

Medzi najčastejšie používané a vyhľadávané typy tohto zariadenia patria tieto typy:

• Optické.
• Elektronické.
• Skenovacie sondy.
• röntgen.

Optické

Optický mikroskop je najlacnejšie a najjednoduchšie zariadenie. Toto zariadenie vám umožňuje zväčšiť obraz 2000-krát. Je to pekné veľký ukazovateľ, ktorá umožňuje študovať štruktúru buniek, povrch tkaniva, nájsť defekty v umelo vytvorených objektoch a pod.. Treba poznamenať, že na dosiahnutie napr. veľké zväčšenie zariadenie musí byť veľmi kvalitné, preto je drahé. Prevažná väčšina optických mikroskopov je vyrobená oveľa jednoduchšie a má relatívne malé zväčšenie. Náučné typy mikroskopov sú zastúpené optickými. Je to spôsobené ich nižšou cenou, ako aj nie príliš vysokým faktorom zväčšenia.

Optický mikroskop má zvyčajne niekoľko šošoviek, ktoré sú namontované na pohyblivom stojane. Každý z nich má svoj vlastný stupeň zväčšenia. Počas skúmania objektu môžete šošovku presunúť do pracovnej polohy a študovať ju pri určitom zväčšení. Ak chcete obraz ešte viac priblížiť, stačí prejsť na ešte viac zväčšovaciu šošovku. Tieto zariadenia nemajú ultra presné nastavenie. Napríklad, ak potrebujete len trochu priblížiť obrázok, potom prepnutím na iný objektív ho môžete priblížiť v desiatkach krát, čo bude nadmerné a neumožní vám správne vnímať zväčšený obrázok a vyhnúť sa zbytočným podrobnosti.

Elektrónový mikroskop

Elektronický je pokročilejší dizajn. Poskytuje zväčšenie obrazu najmenej 20 000 krát. Maximálne zväčšenie takéhoto zariadenia je možné 10 6 krát. Zvláštnosťou tohto zariadenia je, že namiesto lúča svetla, ako sú optické, vysielajú lúč elektrónov. Obraz sa získava pomocou špeciálnych magnetických šošoviek, ktoré reagujú na pohyb elektrónov v stĺpci prístroja. Smer lúča sa nastavuje pomocou . Tieto zariadenia sa objavili v roku 1931. Začiatkom roku 2000 sa začalo kombinovať počítačové vybavenie a elektrónové mikroskopy, čo výrazne zvýšilo faktor zväčšenia, rozsah nastavenia a umožnilo zachytiť výsledný obraz.

Elektronické zariadenia sú so všetkými svojimi výhodami drahšie a vyžadujú špeciálne prevádzkové podmienky. Pre získanie kvalitného, ​​jasného obrazu je potrebné, aby bol predmet štúdia vo vákuu. Je to spôsobené tým, že molekuly vzduchu rozptyľujú elektróny, čím ovplyvňujú čistotu obrazu a bránia presným úpravám. V tomto ohľade sa toto zariadenie používa v laboratórnych podmienkach. Ďalšou dôležitou požiadavkou na používanie elektrónových mikroskopov je absencia vonkajších magnetických polí. Výsledkom je, že laboratóriá, v ktorých sa používajú, majú veľmi hrubé izolované steny alebo sa nachádzajú v podzemných bunkroch.

Takéto zariadenie sa používa v medicíne, biológii, ako aj v rôznych priemyselných odvetviach.

Mikroskopy so skenovacou sondou

Skenovanie sondový mikroskop umožňuje získať obraz z objektu jeho skúmaním pomocou špeciálnej sondy. Výsledkom je trojrozmerný obraz s presnými údajmi o vlastnostiach predmetov. Toto zariadenie má vysoké rozlíšenie. Ide o relatívne nové zariadenie, ktoré bolo vytvorené pred niekoľkými desaťročiami. Namiesto šošovky majú tieto zariadenia sondu a systém na jej pohyb. Obraz získaný z neho je zaregistrovaný zložitým systémom a zaznamenaný, potom sa vytvorí topografický obraz zväčšených objektov. Sonda je vybavená citlivými senzormi, ktoré reagujú na pohyb elektrónov. Existujú aj sondy, ktoré fungujú opticky tak, že ich zväčšujú kvôli inštalácii šošoviek.

Sondy sa často používajú na získavanie údajov o povrchu objektov so zložitým terénom. Často sa spúšťajú do potrubí, dier a malých tunelov. Jedinou podmienkou je, aby sa priemer sondy zhodoval s priemerom skúmaného objektu.

Táto metóda sa vyznačuje značnou chybou merania, pretože výsledný 3D obraz je ťažko dešifrovateľný. Existuje veľa detailov, ktoré sú skreslené počítačom počas spracovania. Počiatočné údaje sú spracované matematicky pomocou špecializovaného softvéru.

Röntgenové mikroskopy

Röntgenový mikroskop patrí medzi laboratórne vybavenie, ktorý sa používa na štúdium objektov, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou röntgenového žiarenia. Účinnosť rozšírenia toto zariadenie umiestnené medzi optickými a elektronickými zariadeniami. Posielajú sa do skúmaného objektu röntgenové lúče, po ktorom citlivé senzory reagujú na ich lom. V dôsledku toho sa vytvorí obraz povrchu skúmaného objektu. Vzhľadom na to, že röntgenové lúče môžu prechádzať povrchom objektu, takéto zariadenie umožňuje nielen získať údaje o štruktúre objektu, ale aj o jeho chemickom zložení.

Röntgenové zariadenie sa bežne používa na hodnotenie kvality tenkých povlakov. Používa sa v biológii a botanike, ako aj na analýzu práškových zmesí a kovov.

Ľudské oko je konštruované tak, že nevidí predmet, ktorého rozmery nepresahujú 0,1 mm. V prírode existujú objekty, ktorých veľkosti sú oveľa menšie. Sú to mikroorganizmy, bunky živých tkanív, štruktúrne prvky látok a oveľa viac.

Už v dávnych dobách sa na zlepšenie videnia používali leštené prírodné kryštály. S rozvojom sklárstva začali vyrábať sklenené šošovky – šošovky. R. Bacon v XIII storočí. radil ľuďom z slabý zrak na predmety nasaďte vypuklé okuliare, aby ste ich lepšie preskúmali. Zároveň sa v Taliansku objavili okuliare pozostávajúce z dvoch spojených šošoviek.

V 16. storočí remeselníci z Talianska a Holandska, ktorí vyrábali okuliare, vedeli o vlastnosti systému dvoch šošoviek poskytnúť zväčšený obraz. Jedno z prvých takýchto zariadení vyrobil v roku 1590 Holanďan 3. Jansen.

Napriek tomu, že zväčšovacia sila guľových plôch a šošoviek bola známa už v 13. storočí, až do začiatku 17. storočia. nikto z prírodovedcov sa ich ani nepokúsil použiť na pozorovanie tých najmenších predmetov, ktoré sú pre ľudské oko nedostupné.

Slovo "mikroskop", ktoré pochádza z dvoch gréckych slov - "malý" a "pohľad", zaviedol do vedeckého používania člen akadémie "Dei Lyncei" (Rynx-eyed) Desmikian na začiatku 17. storočia.

V roku 1609 Galileo Galilei, ktorý študoval ďalekohľad, ktorý navrhol, ho použil aj ako mikroskop. Aby to urobil, zmenil vzdialenosť medzi šošovkou a okulárom. Galileo ako prvý prišiel na to, že kvalita šošoviek pre okuliare a teleskopy musí byť odlišná. Vytvoril mikroskop a zvolil takú vzdialenosť medzi šošovkami, pri ktorej sa zväčšovali nie vzdialené, ale blízko seba umiestnené objekty. V roku 1614 Galileo skúmal hmyz mikroskopom.

E. Torricelli, študent Galilea, prevzal umenie brúsenia šošoviek od svojho učiteľa. Okrem výroby ďalekohľadov Torricelli navrhol jednoduché mikroskopy, pozostávajúce z jednej maličkej šošovky, ktorú získal z jednej kvapky skla roztavením sklenenej tyčinky nad ohňom.

V 17. storočí obľúbené boli najjednoduchšie mikroskopy pozostávajúce z lupy - bikonvexnej šošovky namontovanej na stojane. Na stojane bol upevnený aj objektový stolík, na ktorý bol predmetný predmet položený. V spodnej časti pod stolom sa nachádzalo zrkadlo plochého alebo konvexného tvaru, ktoré odrážalo slnečné lúče na predmet a osvetľovalo ho zospodu. Na zlepšenie obrazu sa lupa pohybovala vzhľadom na stolík pomocou skrutky.

V roku 1665 Angličan R. Hooke pomocou mikroskopu s použitím malých sklenených guľôčok objavil bunkovú štruktúru živočíšnych a rastlinných tkanív.

Hookov súčasník, Holanďan A. van Leeuwenhoek, vyrábal mikroskopy pozostávajúce z malých bikonvexných šošoviek. Poskytovali 150- až 300-násobné zväčšenie. Pomocou svojich mikroskopov Leeuwenhoek študoval štruktúru živých organizmov. Najmä objavil pohyb krvi v cievy a červené krvinky, spermie, popísali štruktúru svalov, šupiny kože a mnoho ďalšieho.

Leeuwenhoek otvoril Nový svet svet mikroorganizmov. Opísal mnoho druhov nálevníkov a baktérií.

Holandský biológ J. Swammerdam urobil veľa objavov v oblasti mikroskopickej anatómie. Najpodrobnejšie študoval anatómiu hmyzu. V 30-tych rokoch XVIII storočia vytvoril bohato ilustrované dielo s názvom Biblia prírody.

Metódy na výpočet optických komponentov mikroskopu vyvinul Švajčiar L. Euler, ktorý pôsobil v Rusku.

Najbežnejšia konštrukcia mikroskopu je nasledovná: skúmaný objekt je umiestnený na stolíku. Nad ním je zariadenie, v ktorom sú namontované šošovky objektívu a tubus - tubus s okulárom. Pozorovaný objekt je osvetlený pomocou lampy resp slnečné svetlo, naklonené zrkadlo a šošovka. Membrány inštalované medzi svetelným zdrojom a objektom obmedzujú svetelný tok a znižujú jeho podiel rozptýlené svetlo. Medzi clonami je inštalované zrkadlo, ktoré mení smer svetelného toku o 90°. Kondenzátor koncentruje lúč svetla na objekt. Šošovka zhromažďuje lúče rozptýlené objektom a vytvára zväčšený obraz objektu pozorovaný pomocou okuláru. Okulár funguje ako lupa a poskytuje dodatočné zväčšenie. Zväčšenie mikroskopu sa pohybuje od 44 do 1500 krát.

V roku 1827 použil J. Amici v mikroskope imerznú šošovku. V ňom je priestor medzi objektom a šošovkou vyplnený imerznou kvapalinou. Takéto kvapaliny sa používajú rôzne oleje(cédrový alebo minerálny), voda alebo vodný roztok glycerínu atď. Takéto šošovky umožňujú zvýšiť rozlíšenie mikroskopu a zlepšiť kontrast obrazu.

V roku 1850 anglický optik G. Sorby vytvoril prvý mikroskop na pozorovanie predmetov v polarizovanom svetle. Takéto zariadenia sa používajú na štúdium kryštálov, vzoriek kovov, živočíšnych a rastlinných tkanív.

Začiatok interferenčnej mikroskopie položil v roku 1893 Angličan J. Sirks. Jeho podstatou je, že každý lúč vstupujúci do mikroskopu sa rozdelí na dva. Jeden z výsledných lúčov smeruje k pozorovanej častici, druhý - okolo nej. Pri okuláre sa oba lúče opäť spoja a dochádza medzi nimi k interferencii. Interferenčná mikroskopia umožňuje štúdium živých tkanív a buniek.

V XX storočí. objavil rôzne druhy mikroskopy s rôznym účelom, konštrukcie, ktoré umožňujú štúdium predmetov v široké rozsahy spektrum.

V inverzných mikroskopoch je teda objektív umiestnený pod pozorovaným objektom a kondenzor je umiestnený na vrchu. Smer lúčov sa mení pomocou systému zrkadiel a do oka pozorovateľa vstupujú ako obvykle zdola nahor. Tieto mikroskopy sú určené na štúdium objemných predmetov, ktoré je ťažké umiestniť na pódium bežných mikroskopov. Používajú sa na štúdium tkanivových kultúr, chemické reakcie, určiť teploty topenia materiálov. Tieto mikroskopy sa najviac používajú v metalografii na pozorovanie povrchov kovov, zliatin a minerálov. Inverzné mikroskopy môžu byť vybavené špeciálnymi zariadeniami na mikrofotografiu a mikrokinofilmovanie.

Fluorescenčné mikroskopy sú vybavené vymeniteľnými svetelnými filtrami, ktoré umožňujú v iluminátore izolovať tú časť spektra, ktorá spôsobuje luminiscenciu skúmaného objektu. Špeciálne filtre prepúšťajú z objektu iba luminiscenčné svetlo. Svetelnými zdrojmi v takýchto mikroskopoch sú ultravysokotlakové ortuťové výbojky, ktoré vyžarujú ultrafialové lúče a lúče krátkovlnného rozsahu viditeľného spektra.

Ultrafialové a infračervené mikroskopy sa používajú na štúdium oblastí spektra, ktoré sú ľudskému oku neprístupné. Optické obvody sú podobné obvodom konvenčných mikroskopov. Šošovky týchto mikroskopov sú vyrobené z materiálov, ktoré sú priehľadné pre ultrafialové (kremeň, fluorit) a infračervené (kremík, germánium) lúče. Sú vybavené kamerami, ktoré nahrávajú viditeľný obraz a elektrónovo-optické konvertory, ktoré menia neviditeľný obraz na viditeľný.

Stereo mikroskop poskytuje trojrozmerný obraz objektu. Ide vlastne o dva mikroskopy, vyrobené v jednom dizajne tak, že pravé a ľavé oko pozoruje objekt z rôznych uhlov. Uplatnenie našli v mikrochirurgii a montáži miniatúrnych prístrojov.

Porovnávacie mikroskopy sú dva bežné kombinované mikroskopy s jedným očným systémom. Pomocou takýchto mikroskopov môžete pozorovať dva objekty naraz a porovnávať ich vizuálne vlastnosti.

V televíznych mikroskopoch sa obraz liečiva premieňa na elektrické signály, ktoré reprodukujú tento obraz na obrazovke katódovej trubice. V týchto mikroskopoch môžete meniť jas a kontrast obrazu. S ich pomocou môžete v bezpečnej vzdialenosti študovať predmety, ktoré sú nebezpečné na pohľad z blízka, napríklad rádioaktívne látky.

Najlepšie optické mikroskopy umožňujú zväčšiť pozorované objekty približne 2000-krát. Ďalšie zväčšenie nie je možné, pretože svetlo sa ohýba okolo osvetleného predmetu a ak sú jeho rozmery menšie ako vlnová dĺžka, takýto predmet sa stáva neviditeľným. Minimálna veľkosť objektu, ktorý je možné vidieť v optickom mikroskope, je 0,2–0,3 mikrometra.

V roku 1834 W. Hamilton zistil, že existuje analógia medzi prechodom svetelných lúčov v opticky nehomogénnom prostredí a dráhami častíc v silových poliach. Možnosť vytvorenia elektrónového mikroskopu sa objavila v roku 1924 po tom, čo L. De Broglie predložil hypotézu, že všetky druhy hmoty bez výnimky – elektróny, protóny, atómy atď. – sa vyznačujú dualizmom častice a vlny, to znamená, že majú tzv. vlastnosti častíc aj vĺn. Technické predpoklady na vytvorenie takéhoto mikroskopu sa objavili vďaka výskumu nemeckého fyzika H. Buscha. Skúmal zaostrovacie vlastnosti osovo symetrických polí a v roku 1928 vyvinul magnetickú elektrónovú šošovku.

V roku 1928 M. Knoll a M. Ruska začali vytvárať prvý magnetický transmisný mikroskop. O tri roky neskôr získali obraz objektu vytvoreného pomocou zväzkov elektrónov. V roku 1938 M. von Ardenne v Nemecku a v roku 1942 V. K. Zvorykin v USA zostrojili prvé rastrovacie elektrónové mikroskopy pracujúce na skenovacom princípe. V nich sa tenký elektrónový lúč (sonda) postupne pohyboval cez objekt z bodu do bodu.

V elektrónovom mikroskope sa na rozdiel od optického mikroskopu používajú namiesto svetelných lúčov elektróny a namiesto sklenených šošoviek elektromagnetické cievky alebo elektrónové šošovky. Elektrónové delo je zdrojom elektrónov na osvetlenie objektu. V ňom je zdrojom elektrónov kovová katóda. Potom sa elektróny pomocou zaostrovacej elektródy zhromažďujú do lúča a vplyvom silného elektrického poľa pôsobiaceho medzi katódou a anódou získavajú energiu. Na vytvorenie poľa sa na elektródy aplikuje napätie až 100 kilovoltov alebo viac. Napätie je regulované v krokoch a je vysoko stabilné - za 1–3 minúty sa zmení maximálne o 1–2 ppm od pôvodnej hodnoty.

Po opustení elektrónového „dela“ je elektrónový lúč pomocou kondenzorovej šošovky nasmerovaný na objekt, rozptýlený na ňom a zaostrený objektívom objektu, čím sa vytvorí medziobraz objektu. Projekčná šošovka opäť zhromažďuje elektróny a vytvára druhý, ešte väčší obraz na fluorescenčnom plátne. Na ňom, pôsobením elektrónov, ktoré naň dopadajú, vzniká svetelný obraz objektu. Ak pod obrazovku umiestnite fotografickú platňu, môžete odfotografovať tento obrázok.

Veľká definícia

Neúplná definícia ↓

Všetky slovníky Automobilový slovník Architektonický slovník Astronomický slovník Biblická encyklopédia Obchodný slovník Biografický slovník Veľký účtovný slovník Džínsový slovník Kulinársky slovník Lekársky slovník Námorný slovník Tlačiarenský slovník Politický slovník Psychologický slovník Náboženský slovník Sexuologický slovník Slovník zlodejského žargónu Slovník geografických mien Slovník Dahlov Slovník Efraimov Slovník mien Slovník cudzie slová Slovník počítačového žargónu Slovník stredísk Slovník liečivé rastliny Slovník logiky Slovník mier Slovník módy Slovník slangu mládeže Slovník národov Slovník numizmatikov Slovník Ožegov Umelecký slovník Slovník dizajn krajiny Mytologický slovník Slovník ruských priezvisk Slovník symbolov Slovník synoným Slovník frazeologických jednotiek Slovník epitet Stavebný slovník Slovník Ushakova Financial Dictionary Encyklopedický slovník Encyklopédia Collier Etymologický slovník Fasmer Etnografický slovník

Čo je mikroskop? Význam a výklad slova mikroskop, definícia pojmu

mikroskop -

optický prístroj s jednou alebo viacerými šošovkami na vytváranie zväčšených obrazov predmetov, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Mikroskopy môžu byť jednoduché alebo zložité. Jednoduchý mikroskop je systém s jednou šošovkou. Za jednoduchý mikroskop možno považovať obyčajnú lupu – plankonvexnú šošovku. Zložený mikroskop (často nazývaný jednoducho mikroskop) je kombináciou dvoch jednoduchých mikroskopov.

Zložený mikroskop poskytuje väčšie zväčšenie ako jednoduchý a má väčšie rozlíšenie. Rozlíšenie je schopnosť rozlíšiť detaily vzorky. Zväčšený obrázok bez viditeľných detailov poskytuje málo užitočných informácií.

Komplexný mikroskop má dvojstupňový dizajn. Jeden systém šošoviek, nazývaný objektív, sa priblíži k vzorke; vytvára zväčšený a rozlíšený obraz objektu. Obraz je ďalej zväčšený ďalším systémom šošoviek nazývaným okulár, ktorý je umiestnený bližšie k oku diváka. Tieto dva systémy šošoviek sú umiestnené na opačných koncoch tubusu.

Práca s mikroskopom. Obrázok ukazuje typický biologický mikroskop. Stojan na statív je vyrobený vo forme ťažkého odliatku, zvyčajne v tvare podkovy. Na závese je k nemu pripevnený držiak trubice nesúci všetky ostatné časti mikroskopu. Tubus, v ktorom sú namontované systémy šošoviek, umožňuje ich pohyb vzhľadom na vzorku na zaostrenie. Šošovka je umiestnená na spodnom konci tubusu. Typicky je mikroskop vybavený niekoľkými objektívmi s rôznym zväčšením na revolverovej hlavici, čo umožňuje ich nastavenie do pracovnej polohy na optickej osi. Operátor, ktorý skúma vzorku, začína spravidla so šošovkou, ktorá má najmenšie zväčšenie a najširšom zornom poli, nájde detaily, ktoré ho zaujímajú, a potom ich skúma pomocou šošovky s veľkým zväčšením. Okulár je namontovaný na konci výsuvného držiaka (čo umožňuje v prípade potreby zmeniť dĺžku tubusu). Celý tubus s objektívom a okulárom sa dá pohybovať hore a dole, aby bol mikroskop zaostrený.

Vzorka sa zvyčajne odoberá ako veľmi tenká priehľadná vrstva alebo rez; položí sa na pravouhlú sklenenú dosku, ktorá sa nazýva podložné sklíčko, a na vrchu sa prikryje tenšou, menšou sklenenou doskou, ktorá sa nazýva krycie sklíčko. Vzorka je často zafarbená chemikálie na zvýšenie kontrastu. Podložné sklíčko sa umiestni na stolík tak, aby sa vzorka nachádzala nad stredovým otvorom stolíka. Stolička je zvyčajne vybavená mechanizmom na plynulý a presný pohyb vzorky po zornom poli.

Pod stolíkom na objekt sa nachádza držiak pre tretí šošovkový systém - kondenzor, ktorý sústreďuje svetlo na vzorku. Kondenzorov môže byť viacero a na nastavenie clony je tu umiestnená irisová clona.

Ešte nižšie je osvetľovacie zrkadlo inštalované v univerzálnom kĺbe, ktoré odráža svetlo lampy na vzorku, vďaka čomu celý optický systém mikroskopu vytvára viditeľný obraz. Okulár je možné nahradiť fotonástavcom a následne sa vytvorí obraz na fotografickom filme. Mnohé výskumné mikroskopy sú vybavené špeciálnym iluminátorom, takže osvetľovacie zrkadlo nie je potrebné.

Zvýšiť. Zväčšenie mikroskopu sa rovná súčinu zväčšenia objektívu a zväčšenia okuláru. Pre typického výskumný mikroskop Zväčšenie okuláru je 10 a zväčšenie objektívov je 10, 45 a 100. Preto je zväčšenie takéhoto mikroskopu od 100 do 1000. Zväčšenie niektorých mikroskopov dosahuje 2000. Zvýšenie zväčšenia ešte nie je má zmysel, pretože rozlíšenie sa nezlepšuje; kvalita obrazu sa naopak zhoršuje.

teória. Konzistentnú teóriu mikroskopu podal koncom 19. storočia nemecký fyzik Ernst Abbe. Abbe zistil, že rozlíšenie (minimálna možná vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktoré sú oddelene viditeľné) je dané

kde R je rozlíšenie v mikrometroch (10-6 m), . - vlnová dĺžka svetla (vytvorená iluminátorom), μm, n - index lomu prostredia medzi vzorkou a šošovkou, a. - polovica vstupného uhla šošovky (uhol medzi vonkajšími lúčmi kužeľového svetelného lúča vstupujúceho do šošovky). Abbe nazval veličinu číselnou apertúrou (označuje sa symbolom NA). Z vyššie uvedeného vzorca je zrejmé, že čím väčšia NA a čím kratšia vlnová dĺžka, tým menšie sú rozlíšené detaily skúmaného objektu.

Numerická apertúra určuje nielen rozlíšenie systému, ale tiež charakterizuje apertúru šošovky: intenzita svetla na jednotku plochy obrazu sa približne rovná druhej mocnine NA. Pre dobrý objektív je hodnota NA približne 0,95. Mikroskop je väčšinou konštruovaný tak, že jeho celkové zväčšenie je cca. 1000 NA.

Objektívy. Existujú tri hlavné typy šošoviek, ktoré sa líšia stupňom korekcie optických skreslení – chromatické a sférické aberácie. Chromatické aberácie sú spôsobené skutočnosťou, že svetelné vlny s rôznymi vlnovými dĺžkami sú zaostrené v rôznych bodoch optickej osi. V dôsledku toho je obraz farebný. Sférické aberácie sú spôsobené tým, že svetlo prechádzajúce stredom šošovky a svetlo prechádzajúce jej okrajom sú sústredené do rôznych bodov na osi. V dôsledku toho je obraz rozmazaný.

V súčasnosti sú najrozšírenejšie achromatické šošovky. V nich sú potlačené chromatické aberácie vďaka použitiu sklenených prvkov s rôznou disperziou, ktoré zabezpečujú konvergenciu extrémnych lúčov viditeľného spektra – modrej a červenej – v jednom ohnisku. Mierne zafarbenie obrazu zostáva a niekedy sa javí ako slabé zelené pásy okolo objektu. Sférickú aberáciu je možné korigovať len pre jednu farbu.

Fluoritové šošovky používajú sklenené prísady na zlepšenie korekcie farieb do takej miery, že zafarbenie obrazu je takmer úplne eliminované.

Apochromatické šošovky sú šošovky s najkomplexnejšou korekciou farieb. Nielenže takmer úplne odstránili chromatické chyby, ale tiež korigovali sférické chyby nie pre jednu, ale pre dve farby. Zvýšiť apochromáty pre modrej farby o niečo väčšie ako pri červenej, a preto vyžadujú špeciálne "kompenzačné" okuláre.

Väčšina šošoviek je „suchá“, tzn. sú navrhnuté tak, aby fungovali v takých podmienkach, keď je medzera medzi objektívom a vzorkou vyplnená vzduchom; hodnota NA pre takéto šošovky nepresahuje 0,95. Ak sa medzi objektív a vzorku zavedie kvapalina (olej alebo zriedkavejšie voda), získa sa „ponorný“ objektív s hodnotou NA až 1,4 so zodpovedajúcim zlepšením rozlíšenia.

Priemysel v súčasnosti vyrába rôzne druhyšpeciálne šošovky. Patria sem objektívy s plochým poľom pre mikrofotografiu, bezstresové (relaxované) objektívy na prácu v polarizovanom svetle a objektívy na skúmanie nepriehľadných metalurgických vzoriek osvetlených zhora.

Kondenzátory. Kondenzátor tvorí svetelný kužeľ nasmerovaný na vzorku. Mikroskop je zvyčajne vybavený irisovou clonou, ktorá zodpovedá apertúre svetelného kužeľa s apertúrou objektívu, čím poskytuje maximálne rozlíšenie a maximálny kontrast obrazu. (Kontrast v mikroskopii má to isté dôležité, ako v televíznej technike.) Najjednoduchší kondenzor, celkom vhodný pre väčšinu všeobecných mikroskopov, je dvojšošovkový Abbe kondenzor. Šošovky s väčšou apertúrou, najmä olejové imerzné šošovky, vyžadujú zložitejšie korigované kondenzory. Olejové objektívy s maximálnou apertúrou vyžadujú špeciálny kondenzor, ktorý má olejový imerzný kontakt so spodným povrchom sklíčka, na ktorom leží vzorka.

špecializované mikroskopy. Kvôli rozdielne požiadavky veda a technika vyvinuli mikroskopy mnohých špeciálnych druhov.

Stereoskopický binokulárny mikroskop, určený na získanie trojrozmerného obrazu objektu, pozostáva z dvoch samostatných mikroskopických systémov. Zariadenie je navrhnuté pre malý nárast (do 100). Zvyčajne sa používa na montáž miniatúrnych elektronických komponentov, technickú kontrolu, chirurgické operácie.

Polarizačný mikroskop je určený na štúdium interakcie vzoriek s polarizovaným svetlom. Polarizované svetlo často umožňuje odhaliť štruktúru objektov, ktoré sú za hranicami konvenčného optického rozlíšenia.

Reflexný mikroskop je vybavený zrkadlami namiesto šošoviek, ktoré tvoria obraz. Keďže je ťažké vyrobiť zrkadlovú šošovku, existuje veľmi málo plne reflexných mikroskopov a zrkadlá sa v súčasnosti používajú najmä len v nadstavcoch, napríklad pri mikrochirurgii jednotlivých buniek.

Fluorescenčný mikroskop - osvetľovanie vzorky ultrafialovým alebo modrým svetlom. Vzorka absorbujúca toto žiarenie vyžaruje viditeľné luminiscenčné svetlo. Mikroskopy tohto typu sa používajú v biológii, ako aj v medicíne - na diagnostiku (najmä rakoviny).

Mikroskop v tmavom poli obchádza ťažkosti spojené so skutočnosťou, že živé materiály sú priehľadné. Vzorka je pozorovaná pod takým „šikmým“ osvetlením, že priame svetlo nemôže preniknúť do šošovky. Obraz je tvorený svetlom difraktovaným objektom, čo spôsobuje, že objekt sa na tmavom pozadí javí ako veľmi svetlý (s veľmi vysokým kontrastom).

Mikroskop s fázovým kontrastom sa používa na skúmanie priehľadných predmetov, najmä živých buniek. Časť svetla prechádzajúceho mikroskopom je vďaka špeciálnym prístrojom fázovo posunutá o polovicu vlnovej dĺžky oproti druhej časti, čo je dôvodom kontrastu v obraze.

Interferenčný mikroskop je ďalší vývoj mikroskop s fázovým kontrastom. Zasahujú do nej dva svetelné lúče, z ktorých jeden prechádza vzorkou a druhý sa odráža. Touto metódou sa získavajú farebné obrázky, ktoré poskytujú veľmi cenné informácie pri štúdiu živého materiálu. Pozri tiež ELEKTRONICKÝ MIKROSKOP; OPTICKÉ NÁSTROJE; OPTIKA.

Mikroskop

optický prístroj s jednou alebo viacerými šošovkami na vytváranie zväčšených obrazov predmetov, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Mikroskopy môžu byť jednoduché alebo zložité. Jednoduchý mikroskop je systém s jednou šošovkou. Za jednoduchý mikroskop možno považovať obyčajnú lupu – plankonvexnú šošovku. Zložený mikroskop (často nazývaný jednoducho mikroskop) je kombináciou dvoch jednoduchých mikroskopov. Zložený mikroskop poskytuje väčšie zväčšenie ako jednoduchý a má väčšie rozlíšenie. Rozlíšenie je schopnosť rozlíšiť detaily vzorky. Zväčšený obrázok bez viditeľných detailov poskytuje málo užitočných informácií. Komplexný mikroskop má dvojstupňový dizajn. Jeden systém šošoviek, nazývaný objektív, sa priblíži k vzorke; vytvára zväčšený a rozlíšený obraz objektu. Obraz je ďalej zväčšený ďalším systémom šošoviek nazývaným okulár, ktorý je umiestnený bližšie k oku diváka. Tieto dva systémy šošoviek sú umiestnené na opačných koncoch tubusu. Práca s mikroskopom. Obrázok ukazuje typický biologický mikroskop. Stojan na statív je vyrobený vo forme ťažkého odliatku, zvyčajne v tvare podkovy. Na závese je k nemu pripevnený držiak trubice nesúci všetky ostatné časti mikroskopu. Tubus, v ktorom sú namontované systémy šošoviek, umožňuje ich pohyb vzhľadom na vzorku na zaostrenie. Šošovka je umiestnená na spodnom konci tubusu. Typicky je mikroskop vybavený niekoľkými objektívmi s rôznym zväčšením na revolverovej hlavici, čo umožňuje ich nastavenie do pracovnej polohy na optickej osi. Operátor, ktorý skúma vzorku, zvyčajne začína so šošovkou, ktorá má najmenšie zväčšenie a najširšie zorné pole, nájde detaily, ktoré ho zaujímajú, a potom ich skúma pomocou šošovky s väčším zväčšením. Okulár je namontovaný na konci výsuvného držiaka (čo umožňuje v prípade potreby zmeniť dĺžku tubusu). Celý tubus s objektívom a okulárom sa dá pohybovať hore a dole, aby bol mikroskop zaostrený. Vzorka sa zvyčajne odoberá ako veľmi tenká priehľadná vrstva alebo rez; položí sa na pravouhlú sklenenú dosku, ktorá sa nazýva podložné sklíčko, a na vrchu sa prikryje tenšou, menšou sklenenou doskou, ktorá sa nazýva krycie sklíčko. Vzorka je často zafarbená chemikáliami na zvýšenie kontrastu. Podložné sklíčko sa umiestni na stolík tak, aby sa vzorka nachádzala nad stredovým otvorom stolíka. Stolička je zvyčajne vybavená mechanizmom na plynulý a presný pohyb vzorky po zornom poli. Pod stolíkom na objekt sa nachádza držiak pre tretí šošovkový systém - kondenzor, ktorý sústreďuje svetlo na vzorku. Kondenzorov môže byť viacero a na nastavenie clony je tu umiestnená irisová clona. Ešte nižšie je osvetľovacie zrkadlo inštalované v univerzálnom kĺbe, ktoré odráža svetlo lampy na vzorku, vďaka čomu celý optický systém mikroskopu vytvára viditeľný obraz. Okulár je možné nahradiť fotonástavcom a následne sa vytvorí obraz na fotografickom filme. Mnohé výskumné mikroskopy sú vybavené špeciálnym iluminátorom, takže osvetľovacie zrkadlo nie je potrebné. Zvýšiť. Zväčšenie mikroskopu sa rovná súčinu zväčšenia objektívu a zväčšenia okuláru. Pre typický výskumný mikroskop je zväčšenie okuláru 10 a zväčšenie objektívov 10, 45 a 100. Preto sa zväčšenie takéhoto mikroskopu pohybuje od 100 do 1000. Zväčšenie niektorých mikroskopov dosahuje 2000. ešte väčšie zväčšenie nedáva zmysel, keďže rozlíšenie sa zároveň nezlepšuje; kvalita obrazu sa naopak zhoršuje. teória. Konzistentnú teóriu mikroskopu podal koncom 19. storočia nemecký fyzik Ernst Abbe. Abbe zistil, že rozlíšenie (najmenšia možná vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktoré sú viditeľné oddelene) je dané kde R je rozlíšenie v mikrometroch (10-6 m), . - vlnová dĺžka svetla (vytvorená iluminátorom), μm, n - index lomu prostredia medzi vzorkou a šošovkou, a. - polovica vstupného uhla šošovky (uhol medzi vonkajšími lúčmi kužeľového svetelného lúča vstupujúceho do šošovky). Abbe nazval veličinu číselnou apertúrou (označuje sa symbolom NA). Z vyššie uvedeného vzorca je zrejmé, že čím väčšia NA a čím kratšia vlnová dĺžka, tým menšie sú rozlíšené detaily skúmaného objektu. Numerická apertúra určuje nielen rozlíšenie systému, ale tiež charakterizuje apertúru šošovky: intenzita svetla na jednotku plochy obrazu sa približne rovná druhej mocnine NA. Pre dobrý objektív je hodnota NA približne 0,95. Mikroskop je väčšinou konštruovaný tak, že jeho celkové zväčšenie je cca. 1000 NA. Objektívy. Existujú tri hlavné typy šošoviek, ktoré sa líšia stupňom korekcie optických skreslení – chromatické a sférické aberácie. Chromatické aberácie sú spôsobené skutočnosťou, že svetelné vlny s rôznymi vlnovými dĺžkami sú zaostrené v rôznych bodoch optickej osi. V dôsledku toho je obraz farebný. Sférické aberácie sú spôsobené tým, že svetlo prechádzajúce stredom šošovky a svetlo prechádzajúce jej okrajom sú sústredené do rôznych bodov na osi. V dôsledku toho je obraz rozmazaný. V súčasnosti sú najrozšírenejšie achromatické šošovky. V nich sú potlačené chromatické aberácie vďaka použitiu sklenených prvkov s rôznou disperziou, ktoré zabezpečujú konvergenciu extrémnych lúčov viditeľného spektra – modrej a červenej – v jednom ohnisku. Mierne zafarbenie obrazu zostáva a niekedy sa javí ako slabé zelené pásy okolo objektu. Sférickú aberáciu je možné korigovať len pre jednu farbu. Fluoritové šošovky používajú sklenené prísady na zlepšenie korekcie farieb do takej miery, že zafarbenie obrazu je takmer úplne eliminované. Apochromatické šošovky sú šošovky s najkomplexnejšou korekciou farieb. Nielenže takmer úplne odstránili chromatické chyby, ale tiež korigovali sférické chyby nie pre jednu, ale pre dve farby. Zväčšenie apochromátov pre modrú farbu je o niečo väčšie ako pre červenú, a preto vyžadujú špeciálne „kompenzačné“ okuláre. Väčšina šošoviek je „suchá“, tzn. sú navrhnuté tak, aby fungovali v takých podmienkach, keď je medzera medzi objektívom a vzorkou vyplnená vzduchom; hodnota NA pre takéto šošovky nepresahuje 0,95. Ak sa medzi objektív a vzorku zavedie kvapalina (olej alebo zriedkavejšie voda), získa sa „ponorný“ objektív s hodnotou NA až 1,4 so zodpovedajúcim zlepšením rozlíšenia. V súčasnosti priemysel vyrába rôzne typy špeciálnych šošoviek. Patria sem objektívy s plochým poľom pre mikrofotografiu, bezstresové (relaxované) objektívy na prácu v polarizovanom svetle a objektívy na skúmanie nepriehľadných metalurgických vzoriek osvetlených zhora. Kondenzátory. Kondenzátor tvorí svetelný kužeľ nasmerovaný na vzorku. Mikroskop je zvyčajne vybavený irisovou clonou, ktorá zodpovedá apertúre svetelného kužeľa s apertúrou objektívu, čím poskytuje maximálne rozlíšenie a maximálny kontrast obrazu. (Kontrast je v mikroskopii rovnako dôležitý ako v televíznej technike.) Najjednoduchší kondenzor, celkom vhodný pre väčšinu univerzálnych mikroskopov, je dvojšošovkový Abbe kondenzor. Šošovky s väčšou apertúrou, najmä olejové imerzné šošovky, vyžadujú zložitejšie korigované kondenzory. Olejové objektívy s maximálnou apertúrou vyžadujú špeciálny kondenzor, ktorý má olejový imerzný kontakt so spodným povrchom sklíčka, na ktorom leží vzorka. špecializované mikroskopy. Kvôli rôznym požiadavkám vedy a techniky bolo vyvinutých mnoho špeciálnych typov mikroskopov. Stereoskopický binokulárny mikroskop, určený na získanie trojrozmerného obrazu objektu, pozostáva z dvoch samostatných mikroskopických systémov. Zariadenie je navrhnuté pre malý nárast (do 100). Zvyčajne sa používa na montáž miniatúrnych elektronických komponentov, technickú kontrolu, chirurgické operácie. Polarizačný mikroskop je určený na štúdium interakcie vzoriek s polarizovaným svetlom. Polarizované svetlo často umožňuje odhaliť štruktúru objektov, ktoré sú za hranicami konvenčného optického rozlíšenia. Reflexný mikroskop je vybavený zrkadlami namiesto šošoviek, ktoré tvoria obraz. Keďže je ťažké vyrobiť zrkadlovú šošovku, existuje veľmi málo plne reflexných mikroskopov a zrkadlá sa v súčasnosti používajú najmä len v nadstavcoch, napríklad pri mikrochirurgii jednotlivých buniek. Fluorescenčný mikroskop - osvetľovanie vzorky ultrafialovým alebo modrým svetlom. Vzorka absorbujúca toto žiarenie vyžaruje viditeľné luminiscenčné svetlo. Mikroskopy tohto typu sa používajú v biológii, ako aj v medicíne - na diagnostiku (najmä rakoviny). Mikroskop v tmavom poli obchádza ťažkosti spojené so skutočnosťou, že živé materiály sú priehľadné. Vzorka je pozorovaná pod takým „šikmým“ osvetlením, že priame svetlo nemôže preniknúť do šošovky. Obraz je tvorený svetlom difraktovaným objektom, čo spôsobuje, že objekt sa na tmavom pozadí javí ako veľmi svetlý (s veľmi vysokým kontrastom). Mikroskop s fázovým kontrastom sa používa na skúmanie priehľadných predmetov, najmä živých buniek. Časť svetla prechádzajúceho mikroskopom je vďaka špeciálnym prístrojom fázovo posunutá o polovicu vlnovej dĺžky oproti druhej časti, čo je dôvodom kontrastu v obraze. Interferenčný mikroskop je ďalším vývojom fázového kontrastného mikroskopu. Zasahujú do nej dva svetelné lúče, z ktorých jeden prechádza vzorkou a druhý sa odráža. Touto metódou sa získavajú farebné obrázky, ktoré poskytujú veľmi cenné informácie pri štúdiu živého materiálu. Pozri tiež ELEKTRONICKÝ MIKROSKOP; OPTICKÉ NÁSTROJE; OPTIKA.

Tudupov ajur

Študent sa vo svojej práci zamýšľa nad históriou vzniku mikroskopu. A tiež opisuje skúsenosti s vytvorením jednoduchého mikroskopu doma.

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

MOU "Mogoytuy stredná škola č. 1"

Výskumná práca na danú tému

"Čo je mikroskop"

Sekcia: fyzika, technika

Vyplnil: žiak 2. stupňa Ayur Tudupov

Vedúci: Baranova I.V.

dedina Mogoituy

rok 2013

Výkon

Vytiahne

študent 2. ročníka MOÚ MSOSh č.1 p. Mogoytuy Tudupov Ayur

Názov výskumnej práce

"Čo je mikroskop?"

Vedúci práce

Baranova Irina Vladimirovna

Stručný popis (téma) práce :

Táto práca patrí medzi experimentálne štúdie a je experimentálno - teoretickou štúdiou.

Smer:

fyzika, aplikovaný výskum(technika).

Stručný popis výskumnej práce

názov "Čo je mikroskop?"

Dokončil Tudupov Ayur

Pod vedenímBaranova Irina Vladimirovna

Výskumná práca je venovaná štúdiu:vytvorenie mikroskopu pomocou kvapky vody

Odkiaľ pochádza váš záujem o tento problém, otázka?Vždy som chcel mať mikroskop, aby som videl neviditeľný svet

Kde sme hľadali informácie, aby sme odpovedali na naše otázky?(uveďte zdroje)

1. internet
2. Encyklopédie
3. Konzultácia s učiteľom

Aká hypotéza bola predložená:Mikroskop si môžete vytvoriť vlastnými rukami z kvapky vody.

V štúdii, ktorú sme použilinasledujúce metódy:

Experimenty:

1. Experiment č. 1 „Vytvorenie mikroskopu“.
2. Práca s knihami.

Závery:

1. Jednoduchý mikroskop si môžete vyrobiť doma pomocou dostupných materiálov.
2. Naučil som sa, z čoho sa skladá mikroskop.
3. Vytvorenie vlastnej veci je veľmi zaujímavé, najmä preto, že mikroskop je zaujímavá vec.

Na prezentáciu výsledkov štúdie plánujeme použiť fotografie.

Účastnícky formulár

Pracovný plán

1. Dotazník autora práce - 1. strana
2. Obsah - strana 2
3. Stručný popis projektu - strana 3
4. Úvod - strana 4
5. Hlavná časť - strany 5 – 10
6. Experiment s mikroskopom. - s. 11-14
7. Záver - strana 15
8. Literatúra a pramene – strana 16

ÚVOD

Z nízky vek Každý deň, doma, v škôlke a v škole, z prechádzky a po použití toalety, po hre a pred jedlom počujem to isté: "Nezabudni si umyť ruky!" A tak som si pomyslel: „Načo ich tak často umývať? Už sú čisté, však?" Spýtal som sa mamy: Prečo si potrebuješ umývať ruky? Mama odpovedala: "Ruky, rovnako ako všetky okolité predmety, obsahujú veľa mikróbov, ktoré, ak sa dostanú do úst s jedlom, môžu spôsobiť ochorenie." Pozorne som sa pozrel na svoje ruky, ale nevidel som žiadne baktérie. A moja matka povedala, že mikróby sú veľmi malé a nemožno ich vidieť bez špeciálnych zväčšovacích zariadení. Potom som sa vyzbrojil lupou a začal som si obzerať všetko, čo ma obklopovalo. Ale stále som nevidel žiadne mikróby. Mama mi vysvetlila, že mikróby sú také malé, že ich možno vidieť iba pod mikroskopom. V škole máme mikroskopy, ale nemôžete si ich vziať domov a hľadať bacily. A potom som sa rozhodol vyrobiť si vlastný mikroskop.

Účel môjho výskumu: zostavte si mikroskop.

Ciele projektu:

1. Naučte sa históriu vzniku mikroskopu.
2. Zistite, z čoho sú mikroskopy vyrobené a aké môžu byť.
3. Skúste si vytvoriť svoj vlastný mikroskop a otestovať ho.

Moja hypotéza : mikroskop si môžete vytvoriť vlastnými rukami doma z kvapky vody a dostupných materiálov.

Hlavná časť

História vzniku mikroskopu.

Mikroskop (z gréčtiny - malý a Pozerám) - optické zariadenie na získanie zväčšených obrazov predmetov neviditeľných voľným okom.

Je to fascinujúca aktivita pozerať sa na niečo cez mikroskop. Nie horšie počítačové hry, a možno ešte lepšie. Ale kto vynašiel tento zázrak - mikroskop?

V holandskom meste Middelburg žil pred tristopäťdesiatimi rokmi majster okuliarov. Trpezlivo leštil sklo, vyrábal poháre a predával ich každému, kto to potreboval. Mal dve deti – dvoch chlapcov. Radi liezli do otcovej dielne a hrali sa s jeho náradím a sklom, hoci im to bolo zakázané. A potom jedného dňa, keď bol ich otec niekde preč, sa chlapi ako obvykle vybrali k jeho pracovnému stolu – je niečo nové, s čím sa môžu zabaviť? Na stole ležali poháre pripravené na okuliare a v rohu ležala krátka medená trubica: z nej mal majster rezať krúžky - rámy na okuliare. Chlapi sa vtlačili do koncov trubice okuliarové sklo. Starší chlapec si priložil hadičku k oku a pozrel sa na stránku otvorenej knihy, ktorá tu ležala na stole. Na jeho prekvapenie sa listy stali obrovskými. Mladší sa pozrel do telefónu a užasnutý skríkol: videl čiarku, ale aká čiarka - vyzerala ako tučný červ! Chlapi namierili trubicu na sklenený prach, ktorý zostal po vyleštení skla. A nevideli prach, ale hromadu sklenených zŕn. Rúrka sa ukázala byť priam magická: značne zväčšila všetky predmety. Deti o svojom objave povedali otcovi. Dokonca im nevyčítal: bol tak prekvapený mimoriadnou vlastnosťou fajky. Pokúsil sa vyrobiť ďalšiu trubicu s rovnakými okuliarmi, dlhú a vysúvaciu. Nová trubica sa ešte zväčšila. Toto bol prvý mikroskop. Jeho

náhodne vynájdený v roku 1590 majstrom okuliarov Zakharia Jansen, alebo skôr jeho deťmi.

Podobné myšlienky o vytvorení zväčšovacieho zariadenia napadli nejedného Jansena: nové zariadenia vynašli Holanďan Jan Lipershey (tiež majster okuliarov a tiež z Middelburgu) a Jacob Metius. V Anglicku sa objavil Holanďan Cornelius Drebbel, ktorý vynašiel mikroskop s dvoma bikonvexnými šošovkami. Keď sa v roku 1609 rozšírili zvesti, že v Holandsku existuje nejaké zariadenie na prezeranie drobných predmetov, Galileo hneď na druhý deň pochopil všeobecnú myšlienku dizajnu a vyrobil mikroskop vo svojom laboratóriu a už v roku 1612 založil výrobu mikroskopov. Vytvorené zariadenie spočiatku nikto nenazval mikroskopom, volalo sa to conspicilium. Známe slová „teleskop“ a „mikroskop“ prvýkrát vyslovil v roku 1614 grécky Demiscián.

V roku 1697 z Moskvy odišlo z Moskvy Veľké vyslanectvo, ktorého súčasťou bol aj náš cár Peter Veľký. V Holandsku sa dopočul, že „istý Holanďan Leeuwenhoek“, ktorý žije v meste Delft, vyrába doma úžasné prístroje. S ich pomocou objavil tisíce zvierat, úžasnejších ako tie najpodivnejšie zámorské zvieratá. A tieto malé živočíchy „hniezdia“ vo vode, vo vzduchu a dokonca aj v ľudských ústach. Keď poznáme kráľovu zvedavosť, nie je ťažké uhádnuť, že Peter hneď išiel na návštevu. Prístroje, ktoré kráľ videl, boli takzvané jednoduché mikroskopy (išlo o lupu s veľkým zväčšením). Leeuwenhoekovi sa však podarilo dosiahnuť 300-násobné zväčšenie a to prekonalo možnosti najlepších zložených mikroskopov 17. storočia, ktoré mali šošovku aj okulár.

Dlho sa nepodarilo odhaliť tajomstvo „blšieho skla“, ako Leeuwenhoekov prístroj odmietavo nazývali závistliví súčasníci. Ako mohol

ukazuje sa, že v 17. storočí nejaký vedec vytvoril zariadenia, ktoré sa podľa niektorých charakteristík približujú zariadeniam zo začiatku 20. storočia? Koniec koncov, s technológiou tej doby nebolo možné vyrobiť mikroskop. Sám Leeuwenhoek svoje tajomstvo nikomu neprezradil. Tajomstvo „blšieho skla“ bolo odhalené až po 315 rokoch, v Novosibirskom štátnom lekárskom ústave na oddelení všeobecnej biológie a základov genetiky. Tajomstvo muselo byť veľmi jednoduché, pretože Leeuwenhoek krátkodobý podarilo vyrobiť veľa kópií jeho jednošošovkových mikroskopov. Možno si vôbec nevyleštil zväčšovacie šošovky? Áno, oheň to urobil za neho! Ak vezmete sklenenú niť a vložíte ju do plameňa horáka, na konci nite sa objaví guľôčka – bol to Leeuwenhoek, ktorý slúžil ako šošovka. Čím menšia guľa, tým väčšie zväčšenie bolo dosiahnuté...

V roku 1697 strávil Peter Veľký v Leeuwenhoeku asi dve hodiny – a pozeral a pozeral. A už v roku 1716, počas svojej druhej cesty do zahraničia, cisár zakúpil prvé mikroskopy pre Kunstkameru. Takto sa v Rusku objavilo úžasné zariadenie.

Mikroskop možno nazvať zariadením, ktoré odhaľuje tajomstvá. Mikroskopy vyzerali v rôznych rokoch inak, no každým rokom boli čoraz zložitejšie a začali mať veľa detailov.

Takto vyzeral Jansenov prvý mikroskop:

Prvý veľký zložený mikroskop vyrobil anglický fyzik Robert Hooke v 17. storočí.

Takto vyzerali mikroskopy v 18. storočí. V 18. storočí bolo veľa cestovateľov. A potrebovali mať cestovný mikroskop, ktorý sa zmestí do tašky alebo vrecka bundy. V prvej polovici 18. stor. široké využitie dostal takzvaný „ručný“ alebo „vreckový“ mikroskop, ktorý navrhol anglický optik J. Wilson. Takto vyzerali:

Z čoho pozostáva mikroskop?

Všetky mikroskopy sa skladajú z nasledujúcich častí:

Časť mikroskopu	Načo to je?
okulár	zväčšuje obraz prijímaný objektívom
šošovka	Zabezpečuje zväčšenie malých predmetov
trubica	teleskop, spája šošovku a okulár
nastavovacia skrutka	zdvíha a spúšťa trubicu, umožňuje priblížiť a oddialiť objekt štúdia
objektová tabuľka	je na ňom položený predmet úvahy
zrkadlo	pomáha nasmerovať svetlo cez otvor na javisku.

Nechýba ani podsvietenie a svorky.

Tiež som sa dozvedel, čo môžu byť mikroskopy. V modernom svete všetkomikroskopymožno rozdeliť:

1. Vzdelávacie mikroskopy. Nazývajú sa aj školské alebo detské.
2. Digitálne mikroskopy. Hlavnou úlohou digitálneho mikroskopu nie je len ukázať objekt vo zväčšenej podobe, ale aj odfotografovať či natočiť video.
3. Laboratórne mikroskopy. Hlavnou úlohou laboratórneho mikroskopu je vykonávať špecifický výskum v rôznych oblastiach vedy, priemyslu a medicíny.

Vytvorenie vlastného mikroskopu

Keď sme hľadali informácie o histórii mikroskopov, na jednej zo stránok sme sa dozvedeli, že z kvapky vody si môžete vyrobiť vlastný mikroskop. A potom som sa rozhodol pokúsiť sa vykonať experiment na vytvorenie takéhoto mikroskopu. Z kvapky vody si môžete vyrobiť malý mikroskop. Aby ste to dosiahli, musíte si vziať hrubý papier, prepichnúť do neho dieru hrubou ihlou a opatrne na ňu položiť kvapku vody. Mikroskop je pripravený! Prineste túto kvapku do novín - písmená sa zväčšia. Ako menší pokles, tým väčšie je zväčšenie. V prvom mikroskope, ktorý vynašiel Leeuwenhoek, sa všetko robilo presne takto, len kvapôčka bola sklenená.

Našli sme knihu s názvom „Moje prvé vedecké experimenty“ a urobili sme model mikroskopu trochu komplikovanejším. Pre prácu som potreboval:

1. Sklenená nádoba.
2. Metalizovaný papier (fólia na pečenie).
3. Nožnice.
4. škótska.
5. Hrubá ihla.
6. Plastelína.

Keď som to všetko pozbieral, začal som vytvárať model mikroskopu. Nižšie popíšem celú moju prácu krok za krokom. Samozrejme, potreboval som malú pomoc od mamy a sestry.

MIKROSKOP

SPRÁVA o biológii pre žiaka 6. ročníka

Po dlhú dobu žil človek obklopený neviditeľnými tvormi, používal produkty svojej životnej činnosti (napríklad pri pečení chleba z kysnutého cesta, príprave vína a octu), trpel, keď tieto stvorenia spôsobili choroby alebo pokazili zásoby potravín, ale nemajú podozrenie na ich prítomnosť. Netušil som to, pretože som to nevidel, a nevidel som to, pretože veľkosť týchto mikrotvorov bola oveľa nižšia, ako je hranica viditeľnosti, ktorej som bol schopný. ľudské oko. Je známe, že človek normálne videnie v optimálnej vzdialenosti (25-30 cm) dokáže rozlíšiť objekt s veľkosťou 0,07-0,08 mm vo forme bodu. Menšie predmety si človek nevšimne. To je určené štrukturálnymi vlastnosťami jeho zrakového orgánu.

Približne v rovnakom čase, keď sa začalo s výskumom vesmíru pomocou teleskopov, sa uskutočnili prvé pokusy odhaliť záhady mikrosveta pomocou šošoviek. Počas archeologických vykopávok v starovekom Babylone sa teda našli bikonvexné šošovky - najjednoduchšie optické prístroje. Šošovky boli vyrobené z lešteného kameňa kryštál Môžeme uvažovať, že ich vynálezom človek urobil prvý krok na ceste do mikrosveta.

Najjednoduchší spôsob, ako zväčšiť obraz malého predmetu, je pozorovať ho lupou. Lupa je zbiehavá šošovka s malou ohniskovou vzdialenosťou (zvyčajne nie viac ako 10 cm) vložená do rukoväte.

výrobca ďalekohľadov Galileo V 1610 roku zistil, že pri veľkom rozšírení jeho teleskop umožnil veľké zväčšenie malých objektov. Dá sa to zvážiť vynálezca mikroskopu pozostávajúce z pozitívnych a negatívnych šošoviek.
Pokročilejším nástrojom na pozorovanie mikroskopických objektov je jednoduchý mikroskop. Nie je presne známe, kedy sa tieto zariadenia objavili. Na samom začiatku 17. storočia vyrobil výrobca okuliarov niekoľko takýchto mikroskopov. Zacharias Jansen z Middelburgu.

V eseji A. Kircher, Vydaný v 1646 rok, obsahuje popis najjednoduchší mikroskop ním pomenovaný "blšie sklo". Pozostávala z lupy zapustenej do medenej podstavy, na ktorej bol namontovaný objektový stolík, ktorý slúžil na umiestnenie predmetného predmetu; v spodnej časti bolo ploché alebo konkávne zrkadlo, ktoré odrážalo slnečné lúče na predmet a tým ho osvetľovalo zospodu. Lupa sa posúvala pomocou skrutky na javisko, kým sa obraz nestal jasným a zreteľným.

Prvé výnimočné objavy boli práve vyrobené pomocou jednoduchého mikroskopu. V polovici 17. storočia dosiahol holandský prírodovedec skvelý úspech Anthony Van Leeuwenhoek. V priebehu rokov Leeuwenhoek zdokonalil svoju schopnosť vyrábať drobné (niekedy s priemerom menším ako 1 mm) bikonvexné šošovky, ktoré vyrobil z malej sklenenej guľôčky získanej tavením sklenenej tyčinky v plameni. Táto sklenená guľôčka bola potom rozomletá pomocou primitívnej brúsky. Počas svojho života Leeuwenhoek vyrobil najmenej 400 takýchto mikroskopov. Jeden z nich, uložený v Univerzitnom múzeu v Utrechte, poskytuje viac ako 300-násobné zväčšenie, čo bol v 17. storočí obrovský úspech.

Začiatkom 17. storočia boli zložené mikroskopy, zložený z dvoch šošoviek. Vynálezca takého zložitého mikroskopu nie je presne známy, no mnohé fakty naznačujú, že to bol Holanďan Cornelius Drebel, ktorý žil v Londýne a bol v službách anglického kráľa Jakuba I. V zloženom mikroskope bol dva poháre: jedna - šošovka - smerujúca k objektu, druhá - okulár - smerujúca k oku pozorovateľa. V prvých mikroskopoch bola šošovka bikonvexné sklo, ktoré poskytovalo skutočný, zväčšený, ale prevrátený obraz. Tento obraz bol skúmaný pomocou okuláru, ktorý tak plnil úlohu lupy, no len táto lupa slúžila na zväčšenie nie samotného predmetu, ale jeho obrazu.

IN 1663 mikroskop Drebel bol vylepšený anglický fyzik Robert Hooke, ktorý do nej zaviedol tretiu šošovku, zvanú kolektív. Tento typ mikroskopu si získal veľkú obľubu a väčšina mikroskopov z konca 17. - prvej polovice 8. storočia bola postavená podľa jeho konštrukcie.

Mikroskopické zariadenie

Mikroskop je optický prístroj určený na skúmanie zväčšených obrázkov mikroobjektov, ktoré sú voľným okom neviditeľné.

Hlavné časti svetelný mikroskop(obr. 1) sú šošovka a okulár uzavreté vo valcovom tele - tubuse. Väčšina modelov určených na biologický výskum je vybavená tromi šošovkami s rôznymi ohniskové vzdialenosti a otočný mechanizmus určený na ich rýchlu výmenu – vežička, často nazývaná vežička. Rúrka je umiestnená na vrchu masívneho statívu, ktorého súčasťou je držiak tubusu. Hneď pod šošovkou (alebo vežičkou s niekoľkými šošovkami) sa nachádza stolík, na ktorom sú namontované diapozitívy so skúmanými vzorkami. Ostrosť sa nastavuje pomocou skrutky hrubého a jemného nastavenia, čo umožňuje meniť polohu stolíka voči objektívu.

Aby mala skúmaná vzorka dostatočnú svetelnosť pre pohodlné pozorovanie, sú mikroskopy vybavené ďalšími dvoma optickými jednotkami (obr. 2) - iluminátorom a kondenzorom. Iluminátor vytvára prúd svetla, ktorý osvetľuje testovací prípravok. V klasických svetelných mikroskopoch konštrukcia iluminátora (vstavaného alebo externého) zahŕňa nízkonapäťovú lampu s hrubým vláknom, zbernú šošovku a clonu, ktorá mení priemer svetelného bodu na vzorke. Kondenzátor, ktorý je zbernou šošovkou, je určený na zaostrenie lúčov iluminátora na vzorku. Kondenzor má aj irisovú clonu (pole a clona), pomocou ktorej sa nastavuje intenzita svetla.

Pri práci s predmetmi, ktoré prepúšťajú svetlo (kvapaliny, tenké rezy rastlín a pod.), sú osvetlené prechádzajúcim svetlom - iluminátor a kondenzor sú umiestnené pod stolíkom predmetov. Nepriehľadné vzorky by mali byť osvetlené spredu. Na tento účel je iluminátor umiestnený nad stolíkom objektu a jeho lúče sú nasmerované na objekt cez šošovku pomocou priesvitného zrkadla.

Iluminátor môže byť pasívny, aktívny (lampa) alebo pozostáva z oboch prvkov. Najjednoduchšie mikroskopy nemajú lampy na osvetlenie vzoriek. Pod stolíkom majú obojsmerné zrkadlo, ktorého jedna strana je plochá a druhá konkávna. Pri dennom svetle, ak je mikroskop umiestnený blízko okna, môžete získať celkom dobré osvetlenie pomocou konkávneho zrkadla. Ak je mikroskop umiestnený v tmavej miestnosti, na osvetlenie sa používa ploché zrkadlo a externý iluminátor.

Zväčšenie mikroskopu sa rovná súčinu zväčšenia objektívu a okuláru. So zväčšením okuláru 10 a zväčšením objektívu 40 je celkový faktor zväčšenia 400. Súprava výskumného mikroskopu zvyčajne obsahuje objektívy so zväčšením 4 až 100. Typická sada šošoviek mikroskopu pre amatérske a vzdelávací výskum(x 4, x10 a x 40), poskytuje zväčšenie od 40 do 400.

Rozlíšenie je ďalšou dôležitou charakteristikou mikroskopu, ktorá určuje jeho kvalitu a jasnosť obrazu, ktorý vytvára. Čím vyššie rozlíšenie, tým viac malých detailov je možné vidieť veľké zväčšenie. V súvislosti s rozlíšením sa hovorí o „užitočnom“ a „zbytočnom“ zväčšení. „Užitočné“ je maximálne zväčšenie, pri ktorom sa poskytuje maximálny detail obrazu. Ďalšie zväčšenie („neužitočné“) nie je podporované rozlíšením mikroskopu a neodhalí nové detaily, ale môže negatívne ovplyvniť jasnosť a kontrast obrazu. Užitočný limit zväčšenia svetelného mikroskopu teda nie je obmedzený celkový koeficient zväčšenie šošovky a okuláru - dá sa vyrobiť ľubovoľne veľké - ale kvalitou optických komponentov mikroskopu, teda rozlíšením.

Mikroskop obsahuje tri hlavné funkčné časti:

1. Svetelná časť
Navrhnuté na vytvorenie svetelného toku, ktorý vám umožní osvetliť objekt takým spôsobom, že nasledujúce časti mikroskopu vykonávajú svoje funkcie s extrémnou presnosťou. Osvetľovacia časť mikroskopu v prechádzajúcom svetle je umiestnená za objektom pod šošovkou v priamych mikroskopoch a pred objektom nad šošovkou v inverzných mikroskopoch.
Osvetľovacia časť obsahuje svetelný zdroj (lampa a elektrický zdroj) a opticko-mechanický systém (kolektor, kondenzor, polno a apertúrne nastaviteľné/irisové clony).

2. Rozmnožujúca sa časť
Navrhnuté na reprodukciu objektu v rovine obrazu s kvalitou obrazu a zväčšením potrebným na výskum (t. j. na vytvorenie obrazu, ktorý by reprodukoval objekt čo najpresnejšie a vo všetkých detailoch s rozlíšením, zväčšením, kontrastom a farebným podaním zodpovedajúcim optika mikroskopu).
Reprodukčná časť poskytuje prvý stupeň zväčšenia a je umiestnená za objektom do roviny obrazu mikroskopu. Reprodukčná časť obsahuje šošovku a medziľahlý optický systém.
Moderné mikroskopy najnovšia generácia je založená na systémoch optických šošoviek korigovaných na nekonečno.
To si navyše vyžaduje použitie takzvaných trubicových systémov, ktoré „zbierajú“ paralelné lúče svetla vychádzajúce zo šošovky v rovine obrazu mikroskopu.

3. Vizualizačná časť
Určené na získanie skutočného obrazu objektu na sietnici oka, fotografickom filme alebo doske, na obrazovke televízneho alebo počítačového monitora s dodatočným zväčšením (druhý stupeň zväčšenia).

Zobrazovacia časť je umiestnená medzi obrazovou rovinou šošovky a očami pozorovateľa (fotoaparát, fotoaparát).
Súčasťou zobrazovacej časti je monokulárna, binokulárna alebo trinokulárna zobrazovacia hlava s pozorovacím systémom (okuláre, ktoré fungujú ako lupa).
Okrem toho táto časť obsahuje dodatočné zväčšovacie systémy (zväčšovacie veľkoobchodné/zmenové systémy); projekčné prílohy, vrátane diskusných príloh pre dvoch alebo viacerých pozorovateľov; kresliace prístroje; systémy na analýzu obrazu a dokumentáciu s príslušnými zodpovedajúcimi prvkami (fotokanál).