Koncept mikroskopu. Výskumný projekt „Čo je mikroskop? Zariadenie elektrónových mikroskopov

MIKROSKOP
optický prístroj s jednou alebo viacerými šošovkami na získanie zväčšených obrazov predmetov, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Mikroskopy sú jednoduché a zložité. Jednoduchý mikroskop je systém jednej šošovky. Za jednoduchú lupu možno považovať jednoduchý mikroskop – plankonvexnú šošovku. Zložený mikroskop (často označovaný jednoducho ako mikroskop) je kombináciou dvoch jednoduchých mikroskopov. Zložený mikroskop poskytuje väčšie zväčšenie ako jednoduchý a má vyššie rozlíšenie. Rozlíšenie je schopnosť rozlíšiť detaily vzorky. Zväčšený obrázok, na ktorom sú detaily nerozoznateľné, poskytuje málo užitočných informácií. Zložený mikroskop má dvojstupňovú schému. Jeden systém šošoviek, nazývaný objektív, sa priblíži k preparátu; vytvára zväčšený a vyriešený obraz objektu. Obraz je ďalej zväčšovaný ďalším systémom šošoviek, nazývaným okulár, ktorý je umiestnený bližšie k oku pozorovateľa. 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 pri skúmaní vzorky zvyčajne začína s objektívom s najnižším zväčšením a najširším zorným poľom, nájde podrobnosti, ktoré ho zaujímajú, a potom ich skúma pomocou objektívu s vysokým 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 vzorka bola nad stredovým otvorom stolíka. Stolík je zvyčajne vybavený mechanizmom pre plynulý a presný pohyb vzorky v zornom poli. Pod stolíkom objektu je držiak tretieho šošovkového systému - kondenzor, ktorý sústreďuje svetlo na vzorku. Kondenzorov môže byť viacero a na nastavenie clony je tu umiestnená irisová clona. Ešte nižšie je v kardanovom kĺbe namontované osvetľovacie zrkadlo, ktoré vrhá svetlo lampy na vzorku, vďaka čomu celý optický systém mikroskopu vytvára viditeľný obraz. Okulár je možné nahradiť fotonástavcom a následne sa vytvorí obraz na filme. Mnohé výskumné mikroskopy sú vybavené špeciálnym iluminátorom, takže osvetľovacie zrkadlo nie je potrebné.
Zvýšiť. Zväčšenie mikroskopu sa rovná zväčšeniu šošovky objektívu krát zväčšeniu okuláru. Pre typického výskumný mikroskop zväčšenie okuláru je 10, a zväčšenie objektívov 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 (najmenšia možná vzdialenosť medzi dvoma bodmi, ktoré sú viditeľné oddelene) je dané

kde R je rozlíšenie v mikrometroch (10-6 m), l je vlnová dĺžka svetla (produkovaného iluminátorom), µm, n je index lomu média medzi vzorkou a objektívom a a je polovica vstupu uhol objektívu (uhol medzi krajnými lúčmi kužeľového svetelného lúča vstupujúceho do šošovky). Abbe nazval veličinu číselnou apertúrou (označuje sa symbolom NA). Z vyššie uvedeného vzorca je zrejmé, že rozlíšiteľné detaily skúmaného objektu sú tým menšie, čím väčšia NA a tým kratšia vlnová dĺžka. Numerická clona určuje nielen rozlíšenie systému, ale tiež charakterizuje pomer clony šošovky: intenzita svetla na jednotku plochy obrazu sa približne rovná štvorcu NA. Pre dobrý objektív je hodnota NA asi 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 clonou, ktorá zodpovedá otvoru svetelného kužeľa s otvorom objektívu, čo zaisťuje maximálne rozlíšenie a maximálny kontrast obrazu. (Kontrast v mikroskopii má to isté dôležitosti, ako v televíznej technike.) Najjednoduchší kondenzor, celkom vhodný pre väčšinu mikroskopov na všeobecné použitie, je dvojšošovkový Abbe kondenzor. Objektívy s väčšou apertúrou, najmä objektívy s olejovou imerziou, vyžadujú zložitejšie korigované kondenzory. Olejové objektívy s maximálnou apertúrou vyžadujú špeciálny kondenzor s imerzným olejom spodný povrch podložné sklíčko, na ktorom je umiestnená vzorka.
špecializované mikroskopy. V spojení s 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). Bežne 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 obrazotvornými zrkadlami namiesto šošoviek. 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 - s osvetlením 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 umožňuje obísť ťažkosti spojené so skutočnosťou, že živé materiály sú priehľadné. Vzorka v ňom je pozorovaná pod takým "šikmým" osvetlením, že priame svetlo nemôže preniknúť do objektívu. Obraz je tvorený svetlom odkloneným od objektu a v dôsledku toho sa objekt javí na tmavom pozadí 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.
LITERATÚRA
Mikroskopy. L., 1969 Návrh optických systémov. M., 1983 Ivanova T.A., Kirillovsky V.K. Návrh a ovládanie optiky mikroskopu. M., 1984 Kulagin S.V., Gomenyuk A.S. atď. Opticko-mechanické zariadenia. M., 1984

Collierova encyklopédia. - Otvorená spoločnosť. 2000 .

Pozrite sa, čo je „MICROSCOPE“ v iných slovníkoch:

Mikroskop... Slovník pravopisu

MIKROSKOP- (z gréckeho mikros small a skopeo look), optický prístroj na štúdium malých predmetov, ktoré nie sú priamo viditeľné voľným okom. Existujú jednoduché M. alebo zväčšovacie sklo a zložité M. alebo mikroskop v pravom slova zmysle. Zväčšovacie sklo… … Veľká lekárska encyklopédia

mikroskop- a, m mikroskop m.gr. mikros small + skopeo vzhľad. Optický prístroj so systémom vysoko zväčšovacích skiel na prezeranie predmetov alebo ich častí, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. BAS 1. Mikroskop, malá šošovka. 1790. Kurg. // Maltseva 54.… … Historický slovník galicizmov ruského jazyka

MIKROSKOP (Microscopus), malé súhvezdie na južnej oblohe. Jeho najjasnejšia hviezda má magnitúdu 4,7. MIKROSKOP Optický prístroj, ktorý umožňuje získať zväčšený obraz malých predmetov. Prvý mikroskop bol vytvorený v roku 1668 ... ... Vedecké a technické encyklopedický slovník

- (grécky, od mikros malé, a pozerám sa na skopeo). Fyzický projektil na skúmanie najmenších predmetov, ktoré sú prostredníctvom neho prezentované vo zväčšenej podobe. Slovník cudzie slová zahrnuté v ruskom jazyku. Chudinov A.N.,… … Slovník cudzích slov ruského jazyka

- (z mikro ... a ... rozsahu) nástroj, ktorý umožňuje získať zväčšený obraz malých predmetov a ich detailov, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Zväčšenie mikroskopu, dosahujúce 1500 2000, je obmedzené difrakčnými javmi. Neozbrojený...... Veľký encyklopedický slovník

Mikrotextil, ortoskop Slovník ruských synoným. mikroskop č., počet synoným: 11 biomikroskop (1) … Slovník synonym

MIKROSKOP, ach, manžel. Zväčšovacie zariadenie na prezeranie predmetov, ktoré sú voľným okom nerozoznateľné. Optický m Elektronický m (poskytujúci zväčšený obraz pomocou elektrónových lúčov). Pod mikroskopom (do mikroskopu) skúmajte, čo n. |… … Vysvetľujúci slovník Ozhegov

- (z gréckeho mikros malý a skopeo vzhľad), optický. zariadenie na získanie veľmi zväčšených obrazov predmetov (alebo detailov ich štruktúry), ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Rôzne typy M. sú určené na detekciu a štúdium baktérií, ... ... Fyzická encyklopédia

MICROSCOPE (mikroskop), mikroskop, manžel. (z gréčtiny mikros small a skopeo look) (fyzický). Optický prístroj so systémom vysoko zväčšovacích skiel na prezeranie predmetov, ktoré nie je možné vidieť voľným okom. Vysvetľujúci slovník Ushakov ...... Vysvetľujúci slovník Ushakova

Optické zariadenie na získanie zväčšeného obrazu predmetov, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. V mikrobiol. používa sa svetelná a elektronická M. Jedným z hlavných ukazovateľov M. je rozlišovacia schopnosť – schopnosť rozlíšiť dva susedné objekty ... ... Mikrobiologický slovník

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 laboratórnom výskume. S ich pomocou sa inicializujú nebezpečné mikroorganizmy a vírusy, aby sa určil spôsob liečby. Mikroskop je nepostrádateľný a neustále sa zdokonaľuje. Prvú podobnosť mikroskopu vytvoril v roku 1538 taliansky lekár Girolamo Fracastoro, ktorý sa rozhodol nainštalovať dve optické šošovky v sérii, podobné témy ktoré sa používajú v okuliaroch, ďalekohľadoch, ďalekohľadoch a lupách. 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

Objektív je komplex optický systém, ktorý pozostáva zo sklenených šošoviek idúcich jedna za druhou. Šošovky sú vyrobené vo forme tubusov, do ktorých je možné upevniť až 14 šošoviek. Každý z nich zväčšuje obraz tým, že ho vezme z povrchu šošovky vpredu. Ak teda jeden zväčší objekt 2-krát, ďalší zväčší danú projekciu ešte viac a tak ďalej, až kým sa objekt nezobrazí na ploche poslednej šošovky.

Každá šošovka má svoju vlastnú zaostrovaciu vzdialenosť. V tomto ohľade sú pevne upevnené v trubici. Ak sa ktorýkoľvek z nich posunie bližšie alebo ďalej, nebude možné dosiahnuť výrazné 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. Prvý sa nachádza bližšie k oku a nazýva sa oko a druhý je 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. Na to bol špeciálne vyvinutý osvetľovací systém. Môže byť vyrobený vo forme lampy, LED alebo iného svetelného zdroja. Najjednoduchšie modely prijímajú svetelné lúče z externého zdroja. Sú nasmerované k predmetu štúdia 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. Dokonca aj najmenší pohyb predmetu pri zväčšení bude obrovský, takže nebude ľahké znovu nájsť pôvodný bod, ktorý sme študovali.

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. Ide o pomerne veľký ukazovateľ, ktorý vám umožňuje študovať štruktúru buniek, povrch tkaniva, nájsť chyby v umelo vytvorených objektoch atď. Stojí za zmienku, že na dosiahnutie takého veľkého nárastu musí byť zariadenie veľmi vysoká kvalita, preto je drahá. Prevažná väčšina optických mikroskopov je vyrobená oveľa jednoduchšie a má relatívne malé zväčšenie. Náučné typy mikroskopov sú zastúpené práve optickými. Je to spôsobené ich nižšou cenou, ako aj nie príliš veľkým zväčšením.

Zvyčajne optický mikroskop má niekoľko šošoviek, ktoré sú upevnené na stojane pohyblivé. Každý z nich má svoj vlastný stupeň zväčšenia. Pri skúmaní objektu môžete šošovku presunúť do pracovnej polohy a skúmať ju pri určitom zväčšení. Ak sa chcete ešte viac priblížiť, stačí prejsť na ešte väčší objektív. Tieto zariadenia nemajú ultra presné nastavenie. Napríklad, ak potrebujete len trochu priblížiť, potom prepnutím na iný objektív môžete priblížiť desiatky krát, čo bude nadmerné a neumožní vám správne vnímať zväčšený obrázok a vyhnúť sa zbytočným detailom.

Elektrónový mikroskop

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

Elektronické zariadenia majú pre všetky svoje prednosti vysokú cenu a vyžadujú špeciálne podmienky na prevádzku. Pre získanie kvalitného jasného obrazu je potrebné, aby bol predmet štúdia vo vákuu. Je to spôsobené tým, že molekuly vzduchu rozptyľujú elektróny, čo narúša čistotu obrazu a neumožňuje jemné nastavenie. Z tohto dôvodu sa toto zariadenie používa v laboratórne podmienky. Dôležitou požiadavkou pre použitie elektrónových mikroskopov je tiež 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 špeciálnou sondou. Výsledkom je trojrozmerný obraz s presnými údajmi o vlastnostiach objektov. 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, po čom sa vytvorí topografický obraz zväčšených objektov. Sonda je vybavená citlivými senzormi, ktoré reagujú na pohyb elektrónov. Existujú aj sondy, ktoré pracujú podľa optického typu zvýšením v dôsledku inštalácie šošoviek.

Sondy sa často používajú na získanie údajov o povrchu objektov so zložitým reliéfom. Často sa spúšťajú do potrubia, dier, ako aj do malých tunelov. Jedinou podmienkou je, aby priemer sondy zodpovedal priemeru 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 je laboratórne vybavenie používa sa na štúdium objektov, ktorých rozmery sú porovnateľné s vlnovou dĺžkou röntgenového žiarenia. Účinnosť rozšírenia toto zariadenie umiestnené medzi optickými a elektronickými zariadeniami. Na skúmaný objekt sa posiela röntgenové lúče, po ktorých 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.

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

Pojem "mikroskop" má grécke korene. Skladá sa z dvoch slov, ktoré v preklade znamenajú „malý“ a „vzhľad“. Hlavnou úlohou mikroskopu je jeho využitie pri skúmaní veľmi malých predmetov. Toto zariadenie zároveň umožňuje určiť veľkosť a tvar, štruktúru a ďalšie vlastnosti tiel neviditeľných voľným okom.

História stvorenia

Neexistujú presné informácie o tom, kto bol v histórii vynálezcom mikroskopu. Podľa niektorých zdrojov ho v roku 1590 navrhli otec a syn Janssena, majstra vo výrobe okuliarov. Ďalším uchádzačom o titul vynálezca mikroskopu je Galileo Galilei. V roku 1609 títo vedci predstavili zariadenie s konkávnym a konvexná šošovka na verejnej výstave v Accademia dei Lincei.

V priebehu rokov sa systém na prezeranie mikroskopických objektov vyvíjal a zlepšoval. Obrovským krokom v jeho histórii bol vynález jednoduchého achromaticky nastaviteľného dvojšošovkového zariadenia. Tento systém zaviedol Holanďan Christian Huygens koncom 17. storočia. Okuláre tohto vynálezcu sa dodnes vyrábajú. Ich jedinou nevýhodou je nedostatočná šírka zorného poľa. Navyše v porovnaní s dizajnom moderných zariadení majú okuláre Huygens nepohodlnú polohu pre oči.

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), výrobca takýchto nástrojov, sa osobitne zapísal do histórie mikroskopu. Práve on na toto zariadenie upozornil biológov. Leeuwenhoek vyrábal malé výrobky vybavené jedným, ale veľmi silná šošovka. Bolo nepohodlné používať takéto zariadenia, ale nezdvojnásobili obrazové chyby, ktoré boli prítomné v zložených mikroskopoch. Tento nedostatok sa vynálezcom podarilo napraviť až po 150 rokoch. Spolu s vývojom optiky sa zlepšila kvalita obrazu v kompozitných zariadeniach.

Zdokonaľovanie mikroskopov pokračuje dodnes. V roku 2006 teda nemeckí vedci pracujúci v Ústave biofyzikálnej chémie Mariano Bossi a Stefan Hell vyvinuli najnovší optický mikroskop. Vďaka schopnosti pozorovať objekty s rozmermi 10 nm a trojrozmerným kvalitným 3D obrazom bolo zariadenie nazvané nanoskop.

Klasifikácia mikroskopu

V súčasnosti existuje široká škála nástrojov určených na skúmanie malých predmetov. Ich zoskupenie je založené na rôznych parametroch. To môže byť účelom mikroskopu resp akceptovaným spôsobom osvetlenie, štruktúra použitá na optický dizajn atď.

Ale spravidla sú hlavné typy mikroskopov klasifikované podľa rozlíšenia mikročastíc, ktoré je možné vidieť pomocou tohto systému. Podľa tohto rozdelenia sú mikroskopy:
- optické (svetlo);
- elektronický;
- röntgen;
- skenovacie sondy.

Najpoužívanejšie mikroskopy sú svetelného typu. Ich široký výber je dostupný v predajniach s optikou. Pomocou takýchto zariadení sa riešia hlavné úlohy štúdia objektu. Všetky ostatné typy mikroskopov sú klasifikované ako špecializované. Zvyčajne sa používajú v laboratóriu.

Každý z vyššie uvedených typov zariadení má svoj vlastný poddruh, ktorý sa používa v určitej oblasti. Okrem toho je dnes možnosť zakúpiť si školský mikroskop (alebo vzdelávací), čo je systém vstupný level. Ponúkané spotrebiteľom a profesionálnym zariadeniam.

Aplikácia

Na čo slúži mikroskop? Ľudské oko, ktoré je špeciálnym optickým systémom biologického typu, má určitú úroveň rozlíšenia. Inými slovami, medzi pozorovanými objektmi je najmenšia vzdialenosť, keď sa dajú ešte rozlíšiť. Pre bežné oko je toto rozlíšenie v rozsahu 0,176 mm. Ale veľkosti väčšiny zvierat a rastlinné bunky, mikroorganizmy, kryštály, mikroštruktúra zliatin, kovov atď. sú oveľa menšie ako táto hodnota. Ako študovať a pozorovať takéto objekty? Tu ľudia prichádzajú pomáhať rôzne druhy mikroskopy. Napríklad zariadenia optického typu umožňujú rozlíšiť štruktúry, v ktorých je vzdialenosť medzi prvkami aspoň 0,20 μm.

Ako sa vyrába mikroskop?

Zariadenie, s ktorým ľudské oko zvažovanie mikroskopických objektov sa stáva dostupným, má dva hlavné prvky. Sú to šošovka a okulár. Tieto časti mikroskopu sú upevnené v pohyblivej trubici umiestnenej na kovovej základni. Má tiež tabuľku objektov.

Moderné typy mikroskopov sú zvyčajne vybavené osvetľovacím systémom. Ide najmä o kondenzátor s irisovou clonou. Povinnou sadou zväčšovacích zariadení sú mikro a makro skrutky, ktoré slúžia na nastavenie ostrosti. Konštrukcia mikroskopov tiež počíta s prítomnosťou systému, ktorý riadi polohu kondenzátora.

Špecializované, zložitejšie mikroskopy často používajú iné doplnkové systémy a zariadenia.

Objektívy

Popis mikroskopu by som začal príbehom o jednej z jeho hlavných častí, teda o šošovke. Ide o komplexný optický systém, ktorý zväčšuje veľkosť predmetného objektu v rovine obrazu. Dizajn šošoviek zahŕňa celý systém nielen jednotlivých šošoviek, ale aj šošoviek lepených po dvoch alebo troch kusoch.

Zložitosť takéhoto opticko-mechanického dizajnu závisí od rozsahu úloh, ktoré musí vyriešiť jedno alebo druhé zariadenie. Napríklad v najkomplexnejšom mikroskope je k dispozícii až štrnásť šošoviek.

Objektív sa skladá z prednej časti a systémov, ktoré na ňu nadväzujú. Čo je základom budovania imidžu správnu kvalitu, ako aj určenie prevádzkového stavu? Ide o prednú šošovku alebo ich systém. Na poskytnutie požadovaného zväčšenia sú potrebné ďalšie časti šošovky, ohnisková vzdialenosť a kvalitu obrazu. Implementácia takýchto funkcií je však možná len v kombinácii s prednou šošovkou. Za zmienku stojí, že dizajn ďalšej časti ovplyvňuje dĺžku tubusu a výšku šošovky prístroja.

Okuláre

Tieto časti mikroskopu sú optickým systémom určeným na vytvorenie potrebného mikroskopického obrazu na povrchu sietnice očí pozorovateľa. Okuláre obsahujú dve skupiny šošoviek. Najbližšie k oku výskumníka sa nazýva oko a najvzdialenejšie pole (šošovka s jeho pomocou vytvára obraz skúmaného objektu).

Systém osvetlenia

Mikroskop má zložitú konštrukciu membrán, zrkadiel a šošoviek. S jeho pomocou je zabezpečené rovnomerné osvetlenie skúmaného objektu. V úplne prvých mikroskopoch túto funkciu realizované Ako sa optické prístroje zdokonaľovali, začali používať najskôr ploché a potom konkávne zrkadlá.

Pomocou takýchto jednoduchých detailov smerovali lúče zo slnka alebo lámp na predmet štúdia. V moderných mikroskopoch dokonalejšie. Skladá sa z kondenzátora a kolektora.

Predmetová tabuľka

Mikroskopické prípravky vyžadujúce štúdium sú umiestnené na rovnom povrchu. Toto je tabuľka predmetov. Rôzne typy mikroskopov môžu mať tento povrch riešený tak, že sa objekt skúmania zmení na pozorovateľa horizontálne, vertikálne alebo pod určitým uhlom.

Princíp fungovania

V prvom optickom zariadení systém šošoviek poskytoval inverzný obraz mikroobjektov. To umožnilo vidieť štruktúru hmoty a najmenšie detaily, ktoré mali byť študované. Princíp činnosti svetelného mikroskopu je dnes podobný práci, ktorú vykonáva refraktorový ďalekohľad. V tomto zariadení sa svetlo pri prechode cez sklenenú časť láme.

Ako sa moderne svetelné mikroskopy? Po vstupe lúča svetelných lúčov do zariadenia sa tieto premenia na paralelný prúd. Až potom dochádza k lomu svetla v okulári, vďaka ktorému sa zväčšuje obraz mikroskopických predmetov. Ďalej tieto informácie prichádzajú vo forme potrebnej pre pozorovateľa v jeho

Poddruhy svetelných mikroskopov

Moderná klasifikácia:

1. Podľa triedy zložitosti pre výskumný, pracovný a školský mikroskop.
2. Podľa oblasti použitia pre chirurgické, biologické a technické.
3. Podľa druhov mikroskopie pre odrazené a prechádzajúce svetlo, fázový kontakt, luminiscenčné a polarizačné zariadenia.
4. V smere svetelného toku na obrátený a priamy.

Elektrónové mikroskopy

Postupom času bol prístroj určený na skúmanie mikroskopických predmetov čoraz dokonalejší. Objavili sa také typy mikroskopov, v ktorých sa používal úplne iný princíp činnosti, nezávislý od lomu svetla. Používa sa najnovšie typy zariadenia zahŕňajúce elektróny. Takéto systémy umožňujú vidieť jednotlivé časti hmoty tak malé, že svetelné lúče okolo nich jednoducho prúdia.

Na čo slúži mikroskop? elektronický typ? Používa sa na štúdium štruktúry buniek na molekulárnej a subcelulárnej úrovni. Podobné zariadenia sa tiež používajú na štúdium vírusov.

Zariadenie elektrónových mikroskopov

Čo je základom práce najnovšie spotrebiče na pozorovanie mikroskopických predmetov? Ako sa líši elektrónový mikroskop od svetelného mikroskopu? Sú medzi nimi nejaké podobnosti?

Princíp činnosti elektrónového mikroskopu je založený na vlastnostiach, ktoré elektrické a magnetické polia. Ich rotačná symetria je schopná mať zaostrovací efekt na elektrónové lúče. Na základe toho môžeme odpovedať na otázku: "Ako sa líši elektrónový mikroskop od svetelného mikroskopu?" Na rozdiel od optického zariadenia v ňom nie sú žiadne šošovky. Ich úlohu zohrávajú vhodne vypočítané magnetické a elektrické polia. Sú tvorené závitmi cievok, ktorými prechádza prúd. V tomto prípade takéto polia pôsobia podobne.Keď sa prúd zvyšuje alebo znižuje, ohnisková vzdialenosť zariadenia sa mení.

Pokiaľ ide o schému zapojenia, pre elektrónový mikroskop je podobná schéme svetelného zariadenia. Jediný rozdiel je v tom, že optické prvky sú nahradené podobnými elektrickými.

Zväčšenie objektu v elektrónových mikroskopoch nastáva v dôsledku procesu lomu lúča svetla prechádzajúceho cez skúmaný objekt. Pod rôznymi uhlami vstupujú lúče do roviny šošovky objektívu, kde dochádza k prvému zväčšeniu vzorky. Potom elektróny prejdú k medzišošovke. V ňom dochádza k plynulej zmene nárastu veľkosti objektu. Konečný obraz študovaného materiálu dáva projekčná šošovka. Z nej obraz padá na fluorescenčnú obrazovku.

Typy elektrónových mikroskopov

Medzi moderné druhy patria:

1. TEM alebo transmisný elektrónový mikroskop. V tejto zostave vzniká obraz veľmi tenkého objektu s hrúbkou do 0,1 µm interakciou elektrónového lúča so skúmanou látkou a jeho následným zväčšením magnetickými šošovkami umiestnenými v objektíve.
2. SEM alebo rastrovací elektrónový mikroskop. Takéto zariadenie umožňuje získať obraz povrchu objektu s vysokým rozlíšením rádovo niekoľkých nanometrov. Použitím dodatočné metódy takýto mikroskop poskytuje informácie, ktoré pomáhajú určiť chemické zloženie povrchové vrstvy.
3. Tunelový skenovací elektrónový mikroskop alebo STM. Pomocou tohto prístroja sa meria reliéf vodivých povrchov s vysokým priestorovým rozlíšením. V procese práce s STM sa k skúmanému objektu privádza ostrá kovová ihla. Zároveň je zachovaná vzdialenosť len niekoľkých angstromov. Ďalej sa na ihlu aplikuje malý potenciál, vďaka čomu vzniká tunelový prúd. V tomto prípade pozorovateľ dostane trojrozmerný obraz skúmaného objektu.

Mikroskopy Leeuwenhoek

V roku 2002 sa objavila Amerika nová spoločnosť zaoberajúca sa výrobou optických prístrojov. Jej sortiment zahŕňa mikroskopy, teleskopy a ďalekohľady. Všetky tieto zariadenia sa vyznačujú vysokou kvalitou obrazu.

Hlavné sídlo a vývojové oddelenie spoločnosti sa nachádza v USA, v meste Fremond (Kalifornia). Ale čo sa týka výrobná kapacita potom sú v Číne. Vďaka tomu všetkému spoločnosť dodáva na trh pokrokové a kvalitné produkty za dostupnú cenu.

Potrebujete mikroskop? Levenhuk navrhne požadovanú možnosť. Sortiment optických zariadení spoločnosti zahŕňa digitálne a biologické prístroje na zväčšovanie skúmaného objektu. Okrem toho sú kupujúcemu ponúkané a dizajnérske modely, vykonávané v rôznych farbách.

Mikroskop Levenhuk má rozsiahle funkčnosť. Napríklad školiace zariadenie základnej úrovne môže byť pripojené k počítaču a je tiež schopné zachytiť video z prebiehajúceho výskumu. Levenhuk D2L je vybavený touto funkciou.

Spoločnosť ponúka biologické mikroskopy rôzne úrovne. Toto a ešte viac jednoduché modely, a novinky, ktoré budú vyhovovať profesionálom.

Ľudské oko je konštruované tak, že nevidí predmet, ktorého rozmery nepresahujú 0,1 mm. V prírode existujú predmety, ktorých rozmery sú oveľa menšie. Sú to mikroorganizmy, bunky živých tkanív, prvky štruktúry 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. odporučil ľuďom so slabým zrakom, aby si na predmety nasadili vypuklé okuliare, aby ich lepšie preskúmali. Zároveň sa v Taliansku objavili okuliare pozostávajúce z dvoch spojených šošoviek.

V XVI 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 najmenšie položky voľným ľudským okom 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.

Galileov žiak E. Torricelli prevzal umenie brúsenia šošoviek od svojho učiteľa. Okrem výroby pozorovacích ďalekohľadov Torricelli navrhol jednoduché mikroskopy, pozostávajúce z jednej malej 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 bolo zrkadlo plochého alebo vypuklého tvaru, ktoré sa odrážalo slnečné lúče na objekt a osvetlil ho zdola. Na zlepšenie obrazu sa lupa pohybovala vzhľadom na stolík pomocou skrutky.

V roku 1665 Angličan R. Hooke pomocou mikroskopu, ktorý používal malé sklenené guľôčky, objavil bunkovej štruktúryživočíšne a rastlinné tkanivá.

Hookov súčasník, Holanďan A. van Leeuwenhoek, vyrobil mikroskopy pozostávajúce z malých bikonvexných šošoviek. Poskytli 150- až 300-násobné zväčšenie. S pomocou svojich mikroskopov študoval Leeuwenhoek štruktúru živých organizmov. Objavil najmä pohyb krvi v cievach a červených krvinkách, spermiách, opísal stavbu svalov, kožné šupiny a mnohé ďalšie.

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

Mnohé objavy v oblasti mikroskopickej anatómie urobil holandský biológ J. Swammerdam. Najpodrobnejšie študoval anatómiu hmyzu. V 30-tych rokoch. 18. storočie vytvoril bohato ilustrované dielo s názvom Biblia prírody.

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

Najbežnejšia schéma mikroskopu je nasledovná: skúmaný objekt je umiestnený na stole objektu. Nad ním je zariadenie, v ktorom sú namontované šošovky objektívu a tubus - tubus s okulárom. Pozorovaný objekt je osvetlený lampou resp slnečné svetlo, naklonené zrkadlo a šošovka. Otvory inštalované medzi svetelným zdrojom a objektom obmedzujú svetelný tok a znižujú podiel rozptýleného svetla v ňom. Medzi clonami sa nachádza zrkadlo, ktoré mení smer svetelného toku o 90°. Kondenzátor sústreďuje lúč svetla na objekt. Šošovka zbiera lúče rozptýlené objektom a vytvára zväčšený obraz objektu pozorovaný pomocou okuláru. Okulár funguje ako lupa a poskytuje extra zväčšenie. Limity zväčšenia mikroskopu sú od 44 do 1500 krát.

V roku 1827 použil J. Amici v mikroskope imerzný objektív. V ňom je priestor medzi objektom a šošovkou vyplnený imerznou kvapalinou. Ako taká tekutina sa používajú rôzne oleje (cédrové alebo minerálne), voda resp vodný roztok glycerín 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, ktorý vstupuje do mikroskopu, sa rozdvojuje. Jeden z prijatých lúčov smeruje k pozorovanej častici, druhý - okolo nej. V očnej časti sa oba lúče rekombinujú a dochádza medzi nimi k interferencii. Interferenčná mikroskopia umožňuje študovať živé tkanivá a bunky.

V XX storočí. Objavili sa rôzne typy mikroskopov s rôznym účelom a dizajnom, ktoré umožnili študovať objekty v širokom rozsahu spektra.

Takže v inverzných mikroskopoch je objektív umiestnený pod pozorovaným objektom a kondenzor je na vrchu. Smer lúčov sa mení pomocou sústavy zrkadiel a do oka pozorovateľa dopadajú, ako inak – zdola nahor. Tieto mikroskopy sú určené na štúdium objemných predmetov, ktoré je ťažké umiestniť na pódium bežných mikroskopov. S ich pomocou sa študujú tkanivové kultúry, chemické reakcie a určujú sa teploty topenia materiálov. Takéto mikroskopy sa najčastejšie používajú v metalografii na pozorovanie povrchov kovov, zliatin a minerálov. Inverzné mikroskopy môžu byť vybavené špeciálnymi zariadeniami na mikrofotografiu a mikrokinofilmovanie.

Na luminiscenčných mikroskopoch sú inštalované vymeniteľné svetelné filtre, ktoré umožňujú vybrať v žiarení iluminátora 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 schémy sú podobné ako u bežných mikroskopov. Šošovky týchto mikroskopov sú vyrobené z materiálov, ktoré sú priehľadné pre ultrafialové (kremeň, fluorit) a infračervené (kremík, germánium) lúče. Sú vybavené kamerami, ktoré snímajú neviditeľný obraz a elektrónovo-optickými prevodníkmi, 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. Našli uplatnenie v mikrochirurgii a montáži miniatúrnych prístrojov.

Porovnávacie mikroskopy sú dva bežné kombinované mikroskopy s jedným očným systémom. V takýchto mikroskopoch je možné pozorovať dva objekty naraz a porovnávať ich vizuálne charakteristiky.

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 pre pozorovanie na blízko, ako sú rádioaktívne látky.

Najlepšie optické mikroskopy umožňujú zväčšiť pozorované objekty asi 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 objekt, ktorý je možné vidieť cez optický mikroskop, 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. a vlny. Technické predpoklady na vytvorenie takéhoto mikroskopu sa objavili vďaka výskumu nemeckého fyzika X. Busha. Študoval zaostrovacie vlastnosti osovo symetrických polí a v roku 1928 vyvinul magnetickú elektrónovú šošovku.

V roku 1928 sa M. Knoll a M. Ruska pustili do vytvorenia prvého magnetického transmisného mikroskopu. O tri roky neskôr zachytili obraz objektu tvarovaného elektrónovými lúčmi. V roku 1938 M. von Ardenne v Nemecku a v roku 1942 V.K. Zworykin v USA zostrojili prvé rastrovacie elektrónové mikroskopy fungujúce na princípe skenovania. V nich sa tenký elektrónový lúč (sonda) postupne pohyboval nad objektom z bodu do bodu.

V elektrónovom mikroskope sa na rozdiel od optického používajú namiesto svetelných lúčov elektróny a namiesto sklenených šošoviek elektromagnetické cievky alebo elektronické šošovky. Elektrónové delo je zdrojom elektrónov na osvetlenie objektu. V ňom je zdrojom elektrónov kovová katóda. Potom sa elektróny zhromažďujú do lúča pomocou zaostrovacej elektródy a pôsobením 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 veľmi stabilné - za 1-3 minúty sa zmení najviac o 1-2 milióntiny 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.

Skvelá definícia

Neúplná definícia ↓

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.

mesto Mogoytuy

rok 2013

Výkon

predložené

študent 2. ročníka MOU 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 do experimentálneho výskumu a je experimentálno - teoretickým výskumom.

Smer:

Fyzika, aplikovaný výskum (technika).

Stručný popis výskumnej práce

názov "Čo je mikroskop?"

Vyrobil Tudupov Ayur

Pod vedenímBaranova Irina Vladimirovna

Výskumná práca sa venuje štúdiu:vytvorenie mikroskopu s kvapkou vody

Kde sa vzal váš záujem o túto problematiku?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 sme použilinasledujúce metódy:

Experimenty:

1. Experiment č. 1 "Vytvorenie mikroskopu."
2. Práca s knihami.

Závery:

1. Doma si môžete vyrobiť jednoduchý mikroskop z improvizovaných prostriedkov.
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 dotazník

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 toalete, po hrách a pred jedlom počujem to isté: „Nezabudni si umyť ruky!“. A tak som si pomyslel: „Načo ich tak často umývať? Sú naozaj čisté?" Spýtal som sa mamy: "Prečo si potrebuješ umývať ruky?". Mama odpovedala: "Na rukách, ako aj na všetkých okolitých predmetoch, je veľa mikróbov, ktoré, ak sa dostanú do úst s jedlom, môžu spôsobiť ochorenie." Pozrel som sa pozorne 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 mikroskopu.
2. Zistite, z čoho pozostávajú mikroskopy a aké môžu byť.
3. Skúste si postaviť vlastný mikroskop a otestovať ho.

Moja hypotéza : mikroskop si môžete vytvoriť vlastnými rukami doma z kvapky vody a improvizovaných prostriedkov.

Hlavná časť

História vzniku mikroskopu.

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

Je zábavné pozerať sa na niečo cez mikroskop. Nie horšie počítačové hry a možno ešte lepšie. Kto však vynašiel tento zázrak – mikroskop?

Pred tristopäťdesiatimi rokmi žil majster okuliarov v holandskom meste Middelburg. Trpezlivo leštil okuliare, vyrábal okuliare a predával ich každému, kto to potreboval. Mal dve deti – dvoch chlapcov. Veľmi radi liezli do otcovej dielne a hrali sa s jeho nástrojmi a okuliarmi, hoci im to bolo zakázané. A potom jedného dňa, keď otec niekam odišiel, chlapi sa ako obvykle vybrali k jeho pracovnému stolu – je niečo nové, s čím sa môžeš zabaviť? Na stole ležali poháre pripravené na okuliare a v rohu ležala krátka medená trubica: z nej mal majster vystrihnúť krúžky - rám na okuliare. Chlapi vtlačili okuliare na konce trubice. 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 objektív 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. Záhada „blšieho skla“ bola odhalená až po 315 rokoch v štáte Novosibirsk liečebný ústav na Katedre všeobecnej biológie a základov genetiky. Tajomstvo muselo byť veľmi jednoduché, pretože Leeuwenhoek zvládol za krátky čas vyrobiť veľa kópií svojich jednošošovkových mikroskopov. Možno nikdy neleštil 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 bola, tým väčšie zvýšenie bolo možné dosiahnuť ...

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. V Rusku sa tak objavilo nádherné zariadenie.

Mikroskop možno nazvať nástrojom, ktorý odhaľuje tajomstvá. mikroskopy v rôzne roky vyzerali 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 XVIII storočia. sa rozšíril takzvaný „ručný“ alebo „vreckový“ mikroskop, ktorý navrhol anglický optik J. Wilson. Takto vyzerali:

Z čoho sa skladá mikroskop?

Všetky mikroskopy sa skladajú z nasledujúcich častí:

Nechýba ani podsvietenie a klipy.

Tiež som sa dozvedel, čo môžu byť mikroskopy. AT modernom svete všetkymikroskopymožno 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 odfotiť alebo natočiť video.
3. Laboratórne mikroskopy. Hlavnou úlohou laboratórneho mikroskopu je vykonávať špecifický výskum v rôznych oblastiach veda, priemysel, medicína.

Zostrojenie vlastného mikroskopu

Keď sme hľadali informácie o histórii mikroskopov, na jednej zo stránok sme zistili, 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 sa dá 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 pribudlo. Čím menšia kvapka, tým väčšie zväčšenie. V prvom mikroskope, ktorý vynašiel Leeuwenhoek, sa všetko robilo len tak, len kvapôčka bola sklenená.

Našli sme knihu s názvom „Moje prvé vedecké pokusy“ a mierne sme si skomplikovali model mikroskopu. 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. O niečo nižšie postupne podpíšem všetky svoje práce. Samozrejme, potreboval som trochu pomôcť od mamy a sestry.