Типи мікроскопів. Рентгенівський мікроскоп буває

МІКРОСКОП- оптичний прилад для отримання збільшених зображень об'єктів або деталей їхньої структури, не видимих ​​неозброєним оком; належить до найбільш поширених приладів, що застосовуються в біології та медицині.

Історична довідка

Здатність систем із двох лінз збільшувати зображення предметів була відома майстрам, які виготовляли окуляри (див.). Про такі властивості напівкулястих і плосковипуклих лінз знали оптики-ремісники Нідерландів і Півн. Італії 16 в. Є відомості, що приблизно 1590 р. прилад типу М. був побудований Янсеном (Z. Jansen) у Нідерландах.

Спочатку з'явилися прості М., що складаються з одного об'єктиву (див. Лупа), а потім були сконструйовані складніші М., що мають, крім об'єктиву, і окуляр.

Швидке поширення та вдосконалення М. почалося після того, як Галілей (G. Galilei), удосконалюючи сконструйовану ним зорову трубу, став використовувати її як своєрідний М. (1609 -1610), змінюючи відстань між об'єктивом та окуляром.

Пізніше, в 1624 р., домігшись виготовлення більш короткофокусних лінз, Галілей значно зменшив габарити свого мікроскопа.

У 1625 р. членом Римської «Академії пильних» («Academia dei lincei») І. Фабер був запропонований термін «мікроскоп».

Перші успіхи, пов'язані із застосуванням М. в наукових біол, дослідженнях, були досягнуті Гуком (R. Hooke), який першим описав рослинну клітину(бл. 1665).

А. Левенгук за допомогою М. виявив та замалював сперматозоїди, різних найпростіших, деталі будівлі кісткової тканини (1673 - 1677).

У 1668 р. Б]. Дивіні, приєднавши до окуляра польову лінзу, створив окуляр сучасного типу; 1673 р. Гавелій ввів мікрометричний гвинт, а Гертель запропонував під столик мікроскопа помістити дзеркало. Таким чином, М. стали монтувати з тих основних деталей, які входять до складу сучасного біол. М.

На початку 18 ст. М. з'явилися торік у Росії; Тут Ейлер (Z. Euler) уперше розробив методи розрахунку оптичних вузлів мікроскопа.

У 18 та 19 ст. М. продовжували вдосконалюватись. У 1827 р. Амічі (G. В. Amici) вперше застосував у М. імерсійний об'єктив.

Наприкінці 18 – початку 19 ст. була запропонована конструкція та дано розрахунок ахроматичних об'єктивів для М., завдяки чому їх оптичні якості значно покращилися, а збільшення об'єктів, що забезпечується такими М., зросло з 500 до 1000 разів.

1850 р. англ. оптик Сорбі (Н. С. Sorby) сконструював перший мікроскоп для спостереження об'єктів у поляризованому світлі.

У 1872-1873 pp. Аббе (Е. Abbe) розробив ставку класичну теоріюутворення зображень об'єктів, що не самосвітяться в М. Праці англ. Оптика Дж. Сіркса (1893) започаткували інтерференційну мікроскопію.

У 1903 р. Р. Жигмонді і Зідентофф (H. Siedentopf) створили ультрамікроскоп, у 1911 р. Саньяком (М. Sagnac) був описаний перший двопроменевий інтерференційний М., в 1935 р. 3ернике (F. Zernicke) запропонував використовувати метод фазового контрасту для спостереження в М. прозорих об'єктів, що слабо розсіюють світло. У середині 20 в. був винайдений електронний мікроскоп, 1953 р. фінським фізіологом Вільською (A.Wilska) був винайдений аноптральний М.

Великий внесок у розробку проблем теоретичної та прикладної оптики, удосконалення оптичних систем М. та мікроскопічної технікивнесли М. В. Ломоносов, І. П. Кулібін, Л. І. Мандельштам, Д. С. Різдвяний, А. А. Лебедєв, С. І. Вавілов, В.П. Лінник, Д. Д. Максутов та ін.

Влаштування біологічного мікроскопа

Біологічний М. (рис. 1) кріпиться на масивному штативі (підставі), що найчастіше має підкову форму. Основа забезпечена кронштейном, усередині якого знаходиться коробка мікромеханізму тонкого налаштування тубуса М. Крім того, коробка мікромеханізму має напрямну для кронштейна конденсора. Зверху до коробки мікромеханізму за допомогою особливого кронштейна прикріплений столик, що обертається центрується. Дугоподібний тубусодержатель в нижній своїй частині має макровинт з двома баранчиками, що служить для грубого руху тубуса. Верхня частинатубусоутримувача забезпечена знизу головкою для кріплення револьвера з гніздами для об'єктивів, а зверху - спеціальним посадковим гніздом для кріплення змінних тубусів: бінокулярної насадки для візуальних досліджень та монокулярного прямого тубуса для фотографування.

Предметний столик М. має пристрій для переміщення препарату, що розглядається в напрямках, перпендикулярних один одному. Відлік пересування препарату у тому чи іншому напрямку може бути здійснений за шкалами з ноніусами з точністю до 0,1 мм.

Мал. 2. Принципова оптична схема біологічного мікроскопа з освітлювачем: 1 – око спостерігача; 2 – окуляр; 3 - аналізований об'єкт (препарат); 3 - утворене окуляром уявне перевернуте зображення об'єкта, промені від якого, проходячи через оптичні системи ока спостерігача, створюють на сітківці ока дійсне зображення об'єкта; 3" - перевернуте і збільшене дійсне зображення об'єкта; 4 - об'єктив; 5 - конденсор, що концентрує на об'єкті пучок світла, що відображається від дзеркала; 6 - апертурна діафрагма; 7 - дзеркало; 8 - польова діафрагма; 9 - лінза-колектор освітлювача; - джерело світла;11 - предметне скло, на якому розташовують об'єкт, що розглядається;

Принципова оптична схема біол. М. наведено малюнку 2.

Промені світла, відбиті дзеркалом, збираються конденсором. Конденсор (рис. 3) складається з декількох лінз, вмонтованих у металеву оправу, що закріплюється гвинтом у гільзі кронштейна конденсора, і є світлосильним короткофокусним об'єктивом. Світлосила (апертура) конденсора залежить від числа лінз. Залежно від методів спостереження застосовують різні види конденсорів: конденсори світлого та темного поля; конденсори, що створюють косо освітлення (під кутом до оптичної осі М.); конденсори для дослідження за методом фазового контрасту та ін. Конденсор темного поля для світла, що проходить, забезпечує освітлення препарату порожнистим конусом світла з великим кутом; конденсор для відбитого світла являє собою кільцеподібну дзеркальну або дзеркально-лінзову систему навколо об'єктива, так зв. Епіконденсор.

Між дзеркалом і конденсором розташована ірисова діафрагма (ірис-діафрагма), інакше звана апертурною, тому що ступінь її розкриття регулює апертуру конденсора, яка завжди повинна бути трохи нижче апертури застосовуваного об'єктива. Діафрагма в конденсорі може розташовуватися між його окремими лінзами.

Основним оптичним елементом М. є об'єктив. Він дає дійсне перевернуте і збільшене зображення об'єкта, що вивчається. Об'єктиви є системою взаємно центрованих лінз; ближня до об'єкта лінза називається фронтальною. Дане нею дійсне зображення об'єкта страждає поруч аберацій (див.), властивих кожній простій лінзі, які усуваються вищележачими корекційними лінзами. Більшість цих лінз дуже складно: вони виготовлені з різних сортівскла або навіть інших оптичних матеріалів (напр. флюорита). Об'єктиви за рівнем виправлення аберацій діляться кілька груп. Найбільш простими є ахроматичні об'єктиви, у них виправлена ​​хроматична аберація для двох довжин хвиль і зберігається лише невелике залишкове забарвлення зображення (ореол). Дещо менші хроматичні аберації мають напівапохроматичні, або флюоритові системи: їх хроматична аберація виправлена ​​для трьох довжин хвиль. Планахроматичні та планапохроматичні системи усувають кривизну зображення (тобто дають плоске поле зображення) та хроматичні аберації. Кожен об'єктив характеризується властивим йому власним збільшенням, фокусною відстанню, чисельною апертурою і деякими іншими константами. Власне збільшеннязалежить від передньої фокусної відстані об'єктива, за величиною якого об'єктиви діляться на сильні (з фокусною відстанню 1,5-3 мм), середньосильні (з фокусною відстанню 3,5 мм), середні (фокусна відстань 5-12 мм) у слабкі (фокусна відстань 12-25 мм) та найслабші (фокусна відстань понад 25 мм).

Чисельна апертура об'єктивів (і конденсорів) визначається добутком Sin половини кута, під яким об'єкт «бачить» центр фронтальної лінзи об'єктива (її «зіниця») і фронт лінзи конденсора, на показник заломлення середовища, укладеного між цими оптичними системами. Якщо цим середовищем є повітря, що чергується з пластинкою предметного скла, на якому лежить об'єкт, то чисельна апертура не може бути вище 0,95, т. К. Показник заломлення повітря дорівнює 1. Для того щоб підвищити чисельну апертуру, об'єктив занурюють ( іммергують) у воду, гліцерин або імерсійне масло, тобто в таке середовище, показник заломлення до-рой вище 1. Такі об'єктиви називають імерсійними. Об'єктиви М. для вивчення об'єктів у світлі, що проходить, розраховані на застосування покривного скла, об'єктиви для досліджень в падаючому світлі дозволяють розглядати об'єкт без покривного скла.

Мал. 4. Схематичне зображення окуляра Гюйгенса (I) та ходу променів у ньому, що утворюють зображення (II): 1,9 – польова лінза; 2,6 – діафрагма; 3 – оправа окуляра; 4,8 – очна лінза; 5 – головна оптична вісь; 7 - вихідна зіниця; 10 - первинне зображення; H та H" - основні площини.

Зображення, яке дає об'єктив, розглядають через оптичну систему, звану окуляром. Зображення в окулярі - збільшене уявне. Збільшення окулярів зазвичай зазначено з їхньої оправі, напр. 5х, 10х, 15х і т.п. Окуляри можна розділити на дві основні групи: нормальні, із звичайним полем зору, та ширококутні. З різних системокулярів найбільш поширеними є окуляр Гюйгенса та окуляр Рамсдена. Окуляр Гюйгенса (рис. 4), який складається з двох плоско-опуклих лінз, звернених опуклою стороною до об'єктиву, застосовується при роботі з ахроматичними та планахроматичними об'єктивами при невеликих збільшеннях. Окуляр Рамсдена (рис. 5) складається також із двох плоско-опуклих лінз, але звернених опуклими сторонами один до одного. Цей окуляр можна використовувати і як лупу (див.).

Для виправлення (компенсації) залишкових хроматичних аберацій об'єктива служать так зв. компенсаційні очки; найсильніші їх дають збільшення у 20 раз.

Компенсаційні окуляри складаються з комбінації склеєних і одиночних лінз, підібраних таким чином, що їх хроматична помилка обернена залишкового хроматизму апохроматичного об'єктива, і тому компенсують залишковий хроматизм об'єктива. Фотоокуляри та проекційні окуляри служать для проектування зображення на фотоплівку або екран. У деяких випадках у М. замість окулярів застосовують так зв. гомали - оптичні системи, що виправляють кривизну зображення апохроматичних об'єктивів та призначені для проектування зображення та фотографування. Для вимірювання розмірів мікроскопічних об'єктів, що вивчаються, застосовують окуляр-мікрометр (див.).

Освітлювачі для мікроскопа

Джерелом світла для М. можуть бути найрізноманітніші лампи: лампи розжарювання, ртутно-кварцові та інших.

При роботі з потужними джерелами світла для запобігання препаратів від перегрівання або висихання застосовують теплозахисні фільтри (цілісноскляні або заповнені рідиною напівпрозорі пластинки), що поглинають світлові промені довжин хвиль, що не використовуються, (напр., промені довгохвильової ділянки спектру) і теплові промені. При дослідженні препарату в світлі джерело світла розташовується під об'єктом, при дослідженні у відбитому світлі - над об'єктом або збоку від нього. У деяких, гол. обр. дослідних, М., напр. МБІ-6, МБІ-15 та ін, спеціальні освітлювачі входять до складу конструкції М. В інших випадках застосовують освітлювачі різних марок, що випускаються промисловістю. Деякі з них мають трансформатори, що стабілізують напругу, що подається на лампу, і реостати для регулювання розжарення лампи.

Найбільш простим за пристроєм є освітлювач ОС-14. Його застосовують при спостереженні мікрооб'єктів у світлі, що проходить у світлому полі. Освітлювач ОІ-19 має більш інтенсивне джерело світла і використовується для спостережень у світлому та темному полях, методом фазового контрасту тощо, а також для мікрофотографування у світлому полі. Освітлювач ОІ-25 призначений для спостережень у світлі, що проходить. Він встановлюється безпосередньо під конденсором замість дзеркала. Цей освітлювач часто використовують під час роботи з портативними моделями М. Освітлювач ОІ-9М застосовують гол. обр. при роботі в світлі з поляризаційними М.; Освітлювач ОІ-24 використовують при роботі з біологічними та поляризаційними М. Він призначений для фотографування мікрооб'єктів і має набір світлофільтрів. Люмінесцентний освітлювач СІ-18 застосовують для роботи з біол., люмінесцентними та іншими М. Джерелом світла в ньому служить ртутно-кварцова лампа, що дозволяє працювати зі світлом УФ-частини спектру, як проходить, так і відбитим.

Оптична схема та принцип дії мікроскопа

Побудову зображення в М. можна пояснити з погляду геометричної оптики. Промені світла від джерела світла через дзеркало та конденсор потрапляють на об'єкт. Об'єктив створює дійсне зображення об'єкта. Це зображення розглядається через окуляр. Загальне збільшення М. (Г) визначається як добуток лінійного збільшення об'єктива (β) на кутове збільшення окуляра (Г ок): Г = β * Г ок; β = Δ/f" про, де Δ - відстань між заднім фокусом об'єктива і переднім фокусом окуляра, a f" про - фокусна відстань об'єктива. Збільшення окуляра Г ок = 250/f" ок, де 250 - відстань від ока до зображення мм, f" ок - фокусна відстань окуляра. Збільшення об'єктивів зазвичай становить від 6,3 до 100, а окулярів – від 7 до 15. Загальне збільшення М. знаходиться в межах 44-1500; його можна підрахувати шляхом множення величин, що характеризують збільшення окуляра та об'єктива. Технічно можливо створити М., об'єктиви і окуляри яких брало дадуть загальне збільшення, що значно перевищує 1500. Однак зазвичай це недоцільно. Істотний внесок у побудову зображення в М. вносять явища дифракції та інтерференції світла. Кожна мала точкаосвітленого об'єкта, згідно з теорією Гюйгенса, сама стає центром нової світлової хвилі, що розповсюджується по всіх напрямках. Всі хвилі, що виникають, при цьому інтерферують, утворюючи дифракційні спектри, при цьому виникають темні і світлі ділянки (мінімуми і максимуми). По теорії Аббе зображення в М. виходить подібним до об'єкта лише в тому випадку, якщо в об'єктив потраплять усі досить інтенсивні максимуми. Чим менше максимумів бере участь у побудові зображення об'єкта, тим менше зображення схоже з об'єктом.

Типи мікроскопів

Крім біологічного М. розрізняють стереоскопічний, контактний, темнопольний, фазово-контрастний, інтерференційний, ультрафіолетовий, інфрачервоний, поляризаційний, люмінесцентний, рентгенівський, скануючий, телевізійний, голографічний, мікроскопи порівняння та інші типи М. контрастний та люмінесцентний, можуть бути при необхідності створені на базі звичайного біол. М. за допомогою відповідних приставок.

Стереоскопічний мікроскопявляє собою, по суті, два М., об'єднаних єдиною конструкцією таким чином, що ліве і праве очі бачать об'єкт під різними кутами. Це дає стереоскопічний ефект, який полегшує дослідження багатьох об'ємних об'єктів. Цей М. широко застосовується в різних сферахмедико-біологічних досліджень. Особливо необхідний він під час проведення мікроманіпуляцій у ході спостереження (біол, дослідження, мікрохірургічних операцій тощо). Зручність орієнтування в полі зору М. створюється включенням до його оптичної схеми призм, які грають роль обертових систем: зображення в таких стереоскопічних М. пряме, а не перевернуте.

Стереоскопічні М. мають, як правило, невелике збільшення, не більше ніж у 120 разів. М., що випускаються, можна розділити на дві групи: М. з двома об'єктивами (БМ-56 та ін) і М. з одним об'єктивом (МБС-1, МБ С-2, МБС-3 та ін). Бінокулярний М. БМ-56 є найбільш простим зі стереоскопічних М. і складається з двох самостійних оптичних систем, кожна з яких дає окреме зображення.

Стереоскопічний М. МБС-1 працює у проходить і відбитому світлі (рис. 6). Стереоскопічний М. МБ С-2 має універсальний штатив, який дозволяє працювати з об'єктами великих розмірів. Стереоскопічний М. МБС-3 відрізняється від попередніх оптичною конструкцією, в якій значною мірою зменшена сферохроматична аберація, виправлена ​​кривизна зображення.

Існують також спеціальний бінокулярний налобний М., призначений для мікрохірургічних операцій (Мікрохірургія, Мікрургія), і операційний мікроскоп (див.).

Мікроскопи порівнянняскладаються з двох конструктивно об'єднаних звичайних М. з єдиною окулярною системою. У такому М. у двох половинах поля зору видно зображення відразу двох об'єктів, що дає можливість порівнювати їх за кольором, структурою, розподілом елементів і т. д. М. такого типу застосовують при порівняльному вивченнібудь-яких об'єктів у нормі та патології, прижиттєвому стані та після фіксації чи забарвлення різними методами. М. порівняння використовуються і в судовій медицині.

Контактний мікроскоп, що використовується для прижиттєвого вивчення різних біол, структур, відрізняється від інших М. наявністю особливих контактних об'єктивів, які являють собою видозмінені імерсійні об'єктиви. До них спочатку приклеювали тонку пластинку скла і створювали безпосередній контакт з поверхнею об'єкта. У 1963 р. А. П. Грамматін запропонував та розрахував об'єктиви, призначені спеціально для контактної мікроскопії. Фокусування в контактному М. здійснюється спеціальною оптичною системою, тому що об'єктив нерухомо притиснутий до об'єкта. У флюоресцентному контактному М. ділянка об'єкта, що вивчається, висвітлюється короткохвильовими променями через контактний об'єктив за допомогою опак-ілюмінатора з інтерференційним світлодільником.

Темнопольний мікроскоп, що використовується в роботі за методом темного поля (див. Темнопольна мікроскопія), дозволяє спостерігати зображення прозорих об'єктів, що не поглинають світло, не видимих ​​при освітленні за методом світлого поля. Такими об'єктами часто є біол. об'єкти. У темнопольному М. світло від освітлювача та дзеркала прямує на препарат спеціальним конденсором, так зв. конденсор темного поля. Після виходу з конденсора основна частина променів світла, що не змінила свого напрямку при проходженні через прозорий препарат, Утворює пучок у вигляді порожнього конуса, який не потрапляє в об'єктив, що знаходиться всередині цього конуса. Зображення в темнопольному М. створюється лише невеликою частиною променів, розсіяних мікрочастинками препарату всередину цього порожнистого конуса і через об'єктив. Темно-польові М. застосовують при мікроргічних операціях на окремих клітинах, при вивченні механізму репараційного процесу, реєстрації різного стану клітинних елементіві т. п. Методом темнопольної мікроскопії можна також досліджувати об'єкти, розміри яких брало набагато менше роздільної здатності світлового М. (див. Ультрамікроскоп).

Фазово-контрастний мікроскопта його різновид - аноптральний М. служать отримання зображень прозорих і безбарвних об'єктів, не видимих ​​під час спостереження методом світлого поля. Зазвичай ці об'єкти неможливо знайти пофарбовані, т. до. забарвлення згубно діє з їхньої структуру, локалізацію хімічних. сполук у клітинних органелах тощо (див. Фазово-контрастна мікроскопія). Цей метод широко застосовується у мікробіології. У клініко-діагностичних лабораторіях він використовується для дослідження сечі, нефіксованих тканин (наприклад, при діагностиці злоякісних пухлин), деяких фіксованих гистол. препаратів (див. Гістологічні методи дослідження).

Мал. 7. Оптична схема фазово-контрастного мікроскопа з освітлювачем: 1 – освітлювач; 2 – апертурна діафрагма; 3 – конденсор; 4 - об'єкт, що вивчається; 4" - зображення об'єкта, що вивчається; 5 - об'єктив; 6 - фазова пластинка, на поверхні якої є кільцевий виступ або кільцева канавка, так зване фазове кільце (суцільними стрілками показаний хід звичайних променів, пунктирними - діафрагмованих).

У фазово-контрастному М. (рис. 7) у передньому фокусі конденсора встановлюють апертурну діафрагму, отвір якої має форму кільця. Зображення, побудоване нею, утворюється поблизу заднього фокусу об'єктива, і там встановлюють фазову пластинку. Вона може бути встановлена ​​і не у фокусі об'єктива (часто фазове кільце наносять прямо на поверхню однієї з лінз об'єктива), але промені світла від освітлювача, проходячи через об'єкт, повинні повністю проходити через фазове кільце, яке значно їх послаблює і змінює їх фазу на чверть довжини хвилі. Промені, навіть трохи відхилені (розсіяні) у препараті, не потрапляють у фазове кільце і не зазнають зсуву фази. З урахуванням фазового зсуву променів світла у матеріалі препарату різниця фаз між відхиленими та невідхиленими променями посилюється; в результаті інтерференції світла у площині зображення промені посилюють або послаблюють один одного, даючи контрастне зображення структури препарату.

Промисловість випускає різні фазово-контрастні пристрої до М. Фазово-контрастний пристрій КФ-4 складається з конденсора та набору об'єктивів. Його можна застосовувати з біол., поляризаційними, люмінесцентними та іншими М. Фазово-контрастний пристрій КФ-5 відрізняється від КФ-4 тим, що фазові пластинки на його об'єктивах нанесені у вигляді двох кілець, контрастність зображення також дещо вище. Фазово-контрастний пристрій МФА-2 відрізняється від КФ-4 розміром фазових кілець та способом їх нанесення.

АноптральнийМ. є різновидом фазово-контрастного М. і дозволяє досліджувати малоконтрастні живі об'єкти (найпростіші, бактерії, віруси), але дає більш контрастне зображення, ніж звичайний фазово-контрастний мікроскоп. Небажаним при застосуванні аноптрального М. можна вважати появу в деяких випадках ореолів навколо зображення об'єктів. Промисловістю випускається комплект для аноптральної мікроскопії КАФ-2 та ін.

Інтерференційний мікроскоппризначений для вирішення тих же завдань, що і фазовоконтрастний М., проте між ними є і суттєві відмінності. В інтерференційному М. можна спостерігати ділянки об'єктів не тільки з великими, але і з малими градієнтами показника заломлення або товщини, тобто можна вивчати деталі прозорих об'єктів незалежно від їх форми та розмірів, а не лише їх контури, як у фазово-контрастному. М.

Принцип, що лежить в основі конструкції інтерференційного М., полягає в тому, що кожен промінь, що входить до М., роздвоюється: один з отриманих променів прямує крізь частину об'єкта, що спостерігається, а інший - повз неї по тій же або додаткової оптичної гілки М. ( рис. В окулярній частині такого М. обидва промені знову з'єднуються та інтерферують між собою.

Інтерференційний М. придатний для вивчення живих і нефіксованих тканин, він дозволяє за допомогою різних пристроїв проводити вимірювання, на підставі яких можна обчислити, напр., масу сухої речовини рослинної: або тваринної клітини, концентрацію, розміри об'єкта, вміст білків в живих і фіксованих об'єктах тощо (рис. 9).

Промисловість випускає велика кількістьрізних інтерференційних М., призначених для біол., мед., металографічних та інших досліджень. Прикладом може служити інтерференційний біол, мікроскоп МБІН-4, призначений для дослідження зразків в світлі інтерференційним методом. Він дозволяє також вимірювати різниці ходу-променів, що виникають при їх проходженні через різні ділянкиоб'єкт.

Метод інтерференційного розмаїття часто поєднують з іншими методами мікроскопії, напр. із спостереженням об'єктів у поляризованому світлі, в УФ-світлі тощо, що дозволяє, напр., визначити вміст нуклеїнових к-т у загальній сухій масі об'єкта.

Ультрафіолетовий та інфрачервоний мікроскопипризначені для дослідження об'єктів в ультрафіолетових (УФ) та інфрачервоних (ІЧ) променях. Ці М. забезпечені фотокамерами, флюоресцентними екранами або електронно-оптичними перетворювачами для фіксації зображення. Роздільна здатність УФ-мікроскопів значно вища, ніж роздільна здатність звичайних М., тому що їх граничне дозвіл, що залежить від довжини хвилі, нижче. Довжина хвилі світла, що використовується в УФ-мікроскопії, 400-250 нм, тоді як довжина хвилі видимого світла 700-400 нм. Однак головна перевага УФ-мікроскопів полягає в тому, що частинки багатьох речовин, прозорі у видимому світлі, сильно поглинають УФ-випромінювання певних довжин хвиль і, отже, легко помітні в УФ-зображеннях. Характерними спектрами поглинання в УФ-області спектру має ряд речовин, що містяться в рослинних та тваринних клітинах. Такими речовинами є білки, пуринові основи, піримідинові основи, ароматичні амінокислоти, деякі ліпіди, вітаміни, тироксин та інші біологічно активні сполуки.

Дослідницький УФ-мікроскоп МУФ-6 (рис. 10) призначений для біол, досліджень у проходить і відбитому світлі. Він дозволяє проводити фотографування об'єктів, а також фотографічну реєстрацію оптичної щільності та спектрів поглинання ділянок зразка при освітленні їх монохроматичним світлом.

Мікрофотометрична ультрафіолетова установка МУФ-5 призначена для дослідження біол, об'єктів у світлі, що проходить. На ній можна виконувати автоматичний запис спектрів поглинання, за допомогою скануючого предметного столика записувати зміни оптичної щільності вздовж обраного напрямку в потрібному спектральному інтервалі, фотографувати флюоресценцію об'єктів.

Спостереження об'єктів за допомогою інфрачервоного мікроскопа також вимагає перетворення невидимого для ока зображення на видиме шляхом його фотографування або за допомогою електронно-оптичного перетворювача. напр. МІК-1 (рис. 11) дозволяє вивчити внутрішню структуру непрозорих для видимого світла об'єктів (напр., зоол., палеонтол., антропол, препаратів тощо). Інфрачервоний мікроскоп МІК-4, що випускається промисловістю, дозволяє розглядати об'єкти при світлі з довжиною хвиль від 750 до 1200 нм, в т. ч. і в поляризованому світлі.

Поляризаційний мікроскопдозволяє спостерігати досліджувані об'єкти в поляризованому світлі і служить для вивчення препаратів, оптичні властивості яких неоднорідні, тобто так зв. анізотропних об'єктів (див. Анізотропія). Такими об'єктами є міо-і нейрофібрили, колагенові волокна і т. п. Світло, що випромінюється освітлювачем у системі такого М., пропускають через поляризатор; поляризація (див.), повідомлена при цьому світла, змінюється при подальшому його проходженні через препарат (або відбиття від нього). Це дає можливість виділити різні елементи в препараті та їхню орієнтацію у просторі, що особливо важливо при вивченні медико-біол. об'єктів. У поляризаційному М. дослідження можна проводити як у проходить, так і у відбитому світлі. Вузли поляризаційних М. призначені для точних кількісних вимірювань: окуляри мають перехрестя, мікрометричні шкали тощо; предметний столик, що обертається, має кутомірний лімб.

Промисловість випускає поляризаційні М. різного призначення. Прикладом такого М. є універсальний поляризаційний мікроскоп МІН-8 (рис. 12), який має необхідне оснащення і додаткове приладдя для інших поляризаційних досліджень, крім мікроскопічних. Кращими зарубіжними приладами такого типу є універсальні мікроскопи "Ортолюкс-Поль" фірми "Лейтц" (ФРН) та "Поль" фірми "Оптон".

Люмінесцентний мікроскоп.Влаштування люмінесцентних М. засноване на нек-рих фіз.-хім. закони люмінесценції (див. Люмінесцентна мікроскопія). Висока чутливістьлюмінесцентних М. використовується в мікробіол., імунол., Цитол, і біофізичних дослідженнях.

Люминесцентний мікроскоп МЛ-3, що випускається промисловістю, призначений для спостереження та фотографування об'єктів у світлі їх видимої флюоресценції у відбитому світлі. Люмінесцентний мікроскоп МЛ-2 відрізняється від МЛ-3 можливістю спостереження об'єктів у світлі, що проходить. Люмінесцентні пристрої, що використовуються частіше разом із звичайними М., містять освітлювач з ртутною лампою, набір світлофільтрів і так зв. опак-ілюмінатор для висвітлення препаратів зверху. У поєднанні із звичайними люмінесцентними М. використовують фотометричну налагодження ФМЕЛ-1, яка служить для кількісного вимірювання інтенсивності видимої флюоресценції. Мікрофлюориметр МЛІ-1 застосовують для дослідження ультрафіолетової та видимої флюоресценції у відбитому світлі. Прилад дозволяє проводити кількісні виміри флюоресценції, фотографування, вимір спектрів флюоресценції, збудження флюоресценції.

Рентгенівський мікроскоп призначений для дослідження об'єкта у рентгенівських променях. Фокусування променів у рентгенівських М. має свої особливості: для цього в них використовуються вигнуті дзеркальні площини. У рентгенівському М. є мікрофокусне джерело рентгенівського випромінювання і детектори зображення: фотоплівки або електтронно-оптичні перетворювачі. Рентгенівські М. цього типу мають ряд недоліків, пов'язаних зі структурними недосконалостями монокристалів і складнощами точної обробки дзеркал, через що вони не набули широкого застосування.

Принцип проекційних, або «тіньових», рентгенівських М. заснований на методі проекції у пучку променів, що розходиться, від точкового надмікрофокусного джерела рентгенівських променів. Такі М. мають камери для мікрооб'єкта і реєструючого пристрою. Лінійна роздільна здатність М. цього типу до 0,1 мкм.

Рентгенівські М. застосовують при дослідженні об'єктів, різні ділянки яких брало вибірково поглинають рентгенівське проміння, а також об'єктів, непрозорих для інших променів. Деякі моделі рентгенівських М. оснащені перетворювачами рентгенівського випромінювання у видиме і телевізійними пристроями.

Скануючий мікроскопдозволяє здійснювати послідовний огляд об'єкта в кожній точці або зображення фотоелектричним перетворювачем з вимірюванням інтенсивності світла, що пройшло через об'єкт або відбитого від нього. Сканування об'єкта зводиться до послідовного вимірювання коефіцієнта пропускання або відображення променів світла від об'єкта в кожній його точці та перетворення його на електричний сигнал. Вид характеристик мікроструктур, одержуваних у результаті обробки відеосигналів, визначається алгоритмами (див.), що вводяться у відповідні обчислювальні пристрої; т. о., скануючий М. є поєднанням власне М. та інформаційної скануючої системи. Він є складовоюконструкції аналізаторів та лічильників частинок, телевізійних М., скануючих та інтегруючих мікрофотометрів і т. д. Сканують М. використовують у мікробіології, цитології, генетиці, гістології, фізіології та інших галузях біології та медицини.

Є перспективним використання скануючих М. або конструкцій, до складу яких брало вони входять, в діагностичних цілях, для вивчення будови і структури тканин, у т. ч. і крові, виявлення в них вікових і патол, змін, виявлення атипових клітин у зрізах тканин тощо. та клітин у культурах тощо.

Промисловість випускає пристрої, що сканують, виконані у вигляді насадок до світлового мікроскопа.

Системи сканування можуть бути телевізійними та механічними. Телевізійні застосовують в основному для аналізу геометричних та статистичних характеристикта класифікації мікрооб'єктів. Механічні більш універсальні та точні. Вони дозволяють працювати в заданому спектральному інтервалі в УФ-області спектру і часто використовуються для фотометричних вимірювань.

Телевізійний мікроскопконструктивно поєднує у собі М. з телевізійною технікою. Телевізійні М. працюють за схемою мікропроекції: зображення об'єкта перетворюється на послідовні електричні сигнали, які потім відтворюють це зображення в збільшеному масштабі на екрані кінескопа. Залежно від способу освітлення досліджуваного об'єкта телевізійні М. поділяють на два типи: М. з передаючою трубкою і М. з плямою, що біжить.

Телевізійний М. з передаючою трубкою є просту комбінаціюоптичного М. та телевізійного каналу. Зображення, яке дає М., проектується на екран кінескопа. При цьому зображення сигналів можна спостерігати і на великому екрані навіть за малого освітлення самого об'єкта.

У телевізійному М. з біжить плямою використовують оптичне сканування об'єкта променем світла, що рухається.

Телевізійні пристрої часто використовують у поєднанні з фазовоконтрастними М. Цим досягається найбільша контрастність зображення. Висока яскравість зображень у телевізійних М. дозволяє використовувати їх для проведення фото-і кінозйомок як нерухомих, так і об'єктів, що рухаються. Телевізійні М. можна використовувати і як дистанційний прилад, тобто сам телевізійний приймач може бути встановлений на значній відстані від М., що особливо важливо при дослідженні об'єктів, близькість до яких небезпечна для спостерігача (напр., радіоактивних). У телевізійному мікроскопі можливе вивчення об'єктів в УФ та ІЧ-променях; його використовують також як телевізійний мікроспектрофотометр. При використанні додаткових електронних систем можливе отримання кольорового зображення. На основі телевізійних М. створено автоматичні лічильники мікрочастинок (див. Автоаналізатори). Зображення в цьому випадку спеціальними рахунковими пристроями перетворюється на серію електричних сигналів, що дозволяє просто і з великою швидкістюпроводити підрахунок числа різних частинок у препараті (еритроцитів та лейкоцитів у крові, колоній бактерій, частинок аерозолів у повітрі, кристалів та зерен у мінералах тощо), а також цілий комплекс інших вимірювань.

Промисловість випускає телевізійні М. різних типів. Ультрафіолетовий телевізійний М. амер. фірми «Ньютронікс Рісерч» є телевізійним мікроспектрофотометром. Він дає триколірне зображення об'єкта, що відповідає трьом вибраним довжинам хвиль в УФ-частині спектру. Такий М. дозволяє проводити абсорбційні виміри.

Кількісний телевізійний М. КТМ англ. фірми «Металз Рісерч» дає можливість вимірювати окремо елементи зображення з різною освітленістю в межах шести ступенів інтенсивності, визначати відсоток площі, яку займає деяка складова частина структури, визначати середнє число частинок для розрахунку їх середнього розміру, оцінювати розподіл частинок по групах крупності.

Голографічний мікроскопслужить побудови зображень об'єктів голографічним методом, т. е. методом отримання об'ємного зображення об'єкта, заснованим на інтерференції хвиль (див. Голографія). Голограма дозволяє отримати зображення, яке є результатом реєстрації не тільки амплітуд (як у фотографії), але і фаз світлових хвиль, розсіяних об'єктом. У голографічному М. джерелом хвиль служить лазерний промінь (див. Лазер). При використанні імпульсних лазерних джерел можливе отримання голограм об'єктів, що рухаються. Конструктивне поєднання голографічних пристроїв із звичайним М. дозволяє розташовувати об'єкт вертикально, що необхідно при дослідженні, наприклад, клітинних суспензій. Голограма виходить із зображення, створеного об'єктивом. Відновлена ​​голограма відтворює зображення, яке спостерігають через окуляр М. Застосування голографічного методу є перспективним для вивчення прозорих (фазових) об'єктів; його можна також використовувати для отримання зображень мікрооб'єктів, що містять повільно рухомі області в статичному оточенні (циркуляція крові, поглинання бульбашок повітря в капілярах тощо). Голографічний М. знайшов застосування у кріоскопії вивчення різних клітинв нормі та при заморожуванні (напр., спостереження за процесами внутрішньоклітинної кристалізації). У голографічному М. можливе отримання дозволу прибл. 1 мкм, а також чорно-білих та кольорових голограм.

Голографічні пристрої знаходять все більш широке застосування як автоматичні аналізатори мікрочастинок. Розпізнавання мікрочастинок з використанням цього методу пришвидшується у десятки тисяч разів. Пошук об'єкта ведуть одночасно по всій голограмі. Для управління роботою та обробки результатів голографічні установки з'єднують з ЕОМ.

Бібліографія:Барський І. Я., Поляков Н. І. та Якубенас Ст А. Контактна мікроскопія, М., 1976, бібліогр.; Бернштейн А. С., Джохад-з e Ш. Р. та Перова Н. І. Фотоелектричні вимірювальні мікроскопи, М., 1976, бібліогр.; Воронін В. В. Основи теорії мікроскопа, Тбілісі, 1965; Майстер Л. Е. Прилади та інструменти історичного значення, Мікроскопи, М., 1974; Машинний аналіз мікроскопічних об'єктів, за ред. Р. М.Франка, М., 1968; Панов Ст А. і А н д-р e e Л. Н. Оптика мікроскопів, Л., 1976, бібліогр.: Скануюча техніка в дослідженні клітинних популяцій, клітин, органоїдів і макромолекул, під ред. Г. М. Франка, Пущино-на-Оці, 1973; Скворцов Р. Е. та ін. Мікроскопи, Л., 1969, бібліогр.; Федін Л. А. Мікроскопи, приналежності до них і лупи, М., 1961, бібліогр.; Чорнуха. М. та ін Деякі питання застосування голографії у медико-біологічних дослідженнях, Мед. техн., №1, с. 30, 1976, бібліогр.

Ю. В. Агібалов, Н. Г. Будковська, А. Б. Ципін.

Проміжна ланка між приладами початкового рівня та професійним обладнанням. Вони візуальна насадка може бути представлена ​​як монокуляром, і бінокуляром, деякі вироби додатково комплектуються засобами для візуалізації, що значно розширює їх можливості. Під'єднавши до окуляра цифрову камеру, можна фотографувати та знімати на відео дослідження, а також спостерігати об'єкти на екрані комп'ютера.

Револьверна головка розрахована на три об'єктиви: 4Х, 10Х і 40Х, що разом із збільшенням окулярів у 10Х або 20Х, дає від 40 до 800 крат загального збільшення. Іноді навчальні мікроскопи комплектуються одним іммерсійним 100-кратним об'єктивом. Іммерсійні об'єктиви відрізняється від звичайних тим, що між його передньою лінзою та досліджуваним предметом знаходиться рідина, наприклад, кедрове масло. Завдяки цьому збільшується межа роздільної здатності мікроскопа, покращується контраст та яскравість зображення.

У шкільних мікроскопах присутній як мінімум один вид налаштування різкості зображення - грубе фокусування, іноді воно доповнюється мікрогвинтом точного фокусування.

Зазвичай навчальні мікроскопи оснащуються нижнім світлом, але існують моделі і з двома видами підсвічування – нижньою та верхньою. При нижньому світлі проводяться дослідження в світлі, які дозволяють вивчати плівкові препарати у вигляді мазків і зрізів тканин. Верхнє підсвічування призначене для роботи з непрозорими зразками, наприклад, шматочками тканини та паперу, монетками. Більшість навчальних мікроскопів підключаються до мережі 220 В, але є й автономні моделі з живленням від батарейок.

Біологічні мікроскопи

Сфера застосування біологічних мікроскопів – лабораторні дослідження в рамках медичних установ чи науково-дослідних інститутів.

Біологічні мікроскопи можуть бути монокулярними, бінокулярними та навіть тринокулярними. Монокулярні пристрої не призначені для тривалих робіт та застосовуються під час виконання рутинних лабораторних досліджень або для навчання на медичних та фармацевтичних факультетах. Для тривалих спостережень використовують бінокулярну насадку. Тринокуляр – це бінокулярна насадка, яка має додатковий оптичний порт для фото- та відеоапаратури.

Як і належить мікроскопам дослідницького рівня, біологічні пристрої оснащуються ширококутними окулярами з великим полем зору. Так, якщо на корпусі написано WF10X/18, це означає, що окуляр збільшує в 10 разів, а видима область препарату обмежена 18 мм. Мікроскоп можна доукомплектувати іншими ширококутними окулярами, наприклад WF15X/13, WF15X/15, WF20X/11. Маркування, що містить букву «К», говорить про те, що це компенсаційний окуляр, який використовується для мікрозйомки цифровими апаратами. Існують також мікрометричні окуляри з вимірювальною шкалою для визначення довжини та площі об'єкта, що вивчається.

Біологічні мікроскопи найчастіше комплектуються об'єктивами із кратністю 4Х, 10Х, 40Х, 60Х, 100Х. Для роботи з потужними об'єктивами (понад 40 разів) потрібне застосування масляної, водної або гліцеринової імерсії.

Інструментальні мікроскопи

Інструментальні мікроскопи - це стереоскопічні пристрої, які дають пряме та об'ємне зображення та характеризуються збільшеною робочою відстанню (зазором між фронтальною частиною об'єктива та предметним столиком), малою загальною кратністю, високою глибиною різкості, чіткістю зображення та великим полем зору. Такий мікроскоп зручний для роботи із непрозорими об'єктами: монетами, ювелірними виробами, деревиною, мінералами, електронними платами.

У базову комплектацію інструментального стереомікроскопа входять окуляри з 10-кратним збільшенням, але їх можна замінити на інші, наприклад, на 5Х, 15Х, 20Х. Збільшення дискретного мікроскопа (з фіксованою фокусною відстанню) рідко перевищує 100Х, а панкратичного (зі зумом) - коливається в діапазоні від 3,75Х до 200-250Х.

У стереоскопічних мікроскопах, крім нижнього та верхнього світла, використовується бічний, для чого прилад комплектується додатковими світлодіодними джерелами світла.

Довідкова стаття на основі експертній думціавтора.

Мікроскоп, як відомо, застосовується з однією метою – отримання збільшення дрібних предметів. Збільшене зображення предмета в мікроскопі виходить за допомогою оптичної системи, яка включає об'єктив і окуляр. Мікрокоп дозволяє визначати розміри, форму та будову найдрібніших частинок. Тому сфера його використання досить широка. Чи то біологія ботаніка, чи то медицина та науково-дослідні проекти. Сьогодні розрізняють кілька типів мікроскопів. В основі їх головних відмінностей – механізми збільшення. Слід зазначити, що купити мікроскопи не так просто. на російському ринкутаку можливість надають поодинокі виробники.

Оптичний мікроскоп є найпершим і найстарішим із усіх. Його також іноді називають світловим. В основі його роботи світло та система лінз, що збільшує зображення маленьких об'єктів.

Бінокулярні мікроскопи дають 2 зображення об'єкта. Вони мають спеціальну бінокулярну насадку, що дає можливість спостерігати за об'єктом двома очима. Саме цей тип найчастіше можна зустріти у професійних закладах. Бінокулярний мікроскоп може похвалитися контрастністю зображення та механізмом точного налаштування.

Стереомікроскопи дозволяються працювати в проходить і у відбитому світлі. Головна їх відмінність - інвертоване зображення, оскільки оптична не «перевертає» зображення.

Металографічний мікроскоп дозволяє працювати зі структурою поверхонь непрозорих тіл.

Поляризаційний мікроскоп опромінює об'єкт поляризованими променями, які виходять із звичайного світла та спеціального приладу. Такі мікроскопи використовує дослідження широкого кола властивостей і явищ, не доступних звичайному оптичному мікроскопу. В основі принципу дії люмінесцентного мікроскопа – флюоресцентне випромінювання. Мікроскопи використовуються для дослідження прозорих та непрозорих об'єктів. Один із пріоритетних напрямів у роботі - фармацевтика, ветеринарія, рослинництво тощо.

Вимірювальний мікроскоп вимірює кутові та лінійні розміри об'єктів. Від решти мікроскопів його відрізняють універсальні конструктивні особливості.

Електронний мікроскоп має максимальне збільшення. Його роздільна здатність перевищує дозвіл світлового мікроскопау 1000 -10000 разів. Це дозволяють зробити спеціальні магнітні лінзи.

Існує також скануючий зондовий мікроскоп. Принцип роботи ґрунтується на скануванні поверхні зондом.

Рентгенівські мікроскопи використовують електромагнітне випромінювання. Рентгенівські мікроскопи можуть бути проекційними та відбивними.

Нарешті диференціальний інтерференційно-контрастний мікроскоп, який працює на основі інтерференції. Цей вид мікроскопів дозволяє створювати об'ємне рельєфне зображення.

У цій статті ми ознайомимося широко розвиненою методикою дослідження різноманітних мікроелементів нашого світу – мікроскопією. Тут ми розглянемо опис мікроскопа, його призначення, будову, правила роботи та історичні факти.

Ознайомлення із приладами мікроскопії

Мікроскоп - це механізм, призначення якого полягає в отриманні збільшеного зображення якогось об'єкта, а також у вимірі структурних деталей, яких неможливо спостерігати неозброєним оком.

Винахід та створення різноманітних видівМікроскопи дозволили створити мікроскопію - технологічний метод практичної експлуатації цих приладів.

Історичні відомості

Ким було створено перший мікроскоп історія людства, визначити досить проблематично. Вперше такий механізм був винайдений на рубежі шістнадцятого та сімнадцятого століть. Найімовірнішим винахідником вважають Захарія Янсена, голландського вченого.

Будучи ще дитиною, Янсен використовуючи дюймову трубочку, встановив на двох краях по одній опуклій лінзі. Побачене змусило винахідника створити щось нове та покращити його. Можливо, це зумовило винахід першого у світі мікроскопа, що сталося приблизно 1590 року.

Однак ще 1538 р. італієць Дж. Фракасторо, працюючи лікарем, висунув припущення про комбінування двох лінз з метою створення ще більшого збільшення зображень. Отже, його робота могла стати початком появи першого мікроскопа. Хоча термін було введено набагато пізніше.

Іншим першовідкривачем вважається Галілео Галілей. Почувши приблизно 1609 р. про появу такого збільшувального пристрою і розібравшись у спільній ідеї його механізму, вже 1612 р. італійський фізик створив власне масове виготовлення мікроскопів. Назву цьому приладу дав академічний друг Галілея, Джованні Фабер у 1613 році.

Вже у шістдесятих роках XVII століття було отримано дані про застосування мікроскопа у науковій дослідницької діяльності. Перший це зробив Роберт Гук, який займався спостереженням за улаштуванням різноманітних рослин. Саме він у роботі «мікрографія» зробив замальовки побаченого у мікроскоп зображення. Він встановив, що рослинні організми будуються із клітин.

Роздільні здібності

Одним із параметрів мікроскопа є його роздільна здатність. Різні видимікроскопи мають, відповідно, різний показник цієї характеристики. То що це таке?

Роздільна здатність - це можливості приладу показувати чітке та якісне зображення, картинку двох розташованих поруч, фрагментів об'єкта, що досліджується. Показник ступеня заглиблення в мікросвіт та загальна можливість його дослідження базуються саме на цій здатності. Цю характеристикувизначає довжину хвилі випромінювання, яку використовують у мікроскопі. Головним обмеженням є неможливість отримання картинки об'єкта, розміри якого менші за розмір довжини випромінювання.

Зважаючи на написане вище стає очевидно, що завдяки роздільній здатності ми можемо отримувати чітке зображення деталей об'єкта, що вивчається.

Основні параметри

До інших важливих параметрів у будові мікроскопа відносяться його збільшення, насадки, розмір предметного столика, можливості підсвічування, оптичне покриття тощо.

Розглянемо головний із перерахованих у цьому пункті показників – збільшення.

Збільшення – це загальна здатністьмікроскопа показувати об'єкти, що вивчаються в великих розмірахчим вони є насправді. Обчислення цього параметра можна зробити шляхом множення об'єктивного збільшення окулярного. Дана можливість в оптичних мікроскопах сягає 2000 крат, а електронний має збільшення в сотні разів більше, ніж світловий.

Основна характеристика мікроскопа - це саме його роздільна здатність, а також збільшення. Тому при виборі такого пристрою на ці показники необхідно звернути особливу увагу.

Складові елементи

Мікроскоп, як і будь-який інший механізм, складається з певних деталей, серед яких виділяють:

• предметний столик;
• рукоятку перемикання;
• окуляр;
• тубус;
• тримач для тубуса;
• мікрометренний гвинт;
• гвинт грубого наведення;
• дзеркальце;
• підставку;
• об'єктив;
• стійку;
• бінокулярну насадку;
• оптичну голівку;
• конденсор;
• світлофільтр;
• Ірисова діафрагма.

Ознайомимося з основними характеристиками структур мікроскопа, що утворюють.

Об'єктив є засобом визначення корисного збільшення. Утворюється із певної кількості лінз. Збільшувальні можливості вказуються цифрами з його поверхні.

Окуляр - елемент мікроскопа, що складається з двох-трьох лінз, збільшення якого позначається на ньому цифрам. Загальний показник збільшувальних здібностей приладу визначається шляхом перемноження показника збільшення об'єктиву збільшення окуляра.

Освітлювальні пристрої включають дзеркальце або електроосвітлювач, конденсор і діафрагмою, світлофільтр і столик.

Механічна система утворюється підставкою, коробочкою з мікрометрним механізмом та гвинтом, тубусоутримувачем, гвинтом грубого наведення, конденсором, гвинтом переміщення конденсора, револьвером та предметним столиком.

Оптична мікроскопія

Серед існуючих видівмікроскопів виділяють кілька основних груп, що характеризуються певними особливостями пристрою та призначення.

Око людини - це свого роду природне оптична системаз певними параметрами, наприклад, роздільною здатністю. Дозвіл, у свою чергу, характеризується найменшим показником різниці у відстані між складовими компонентами об'єкта, за яким спостерігають. Найважливішим пунктом тут є наявність візуальної відмінності між фрагментами, що спостерігаються. Зважаючи на те, людське оконе в змозі спостерігати природним шляхом за мікроорганізмами, якраз і було створено подібні збільшувальні прилади.

Оптичні мікроскопи дозволяли працювати з випромінюванням, що лежить у діапазоні від 400 до 700 нм та з ближнім ультрафіолетом. Це тривало до середини ХХ століття. Подібні прилади не дозволяли отримувати роздільну здатність меншу, ніж півперіод хвилі випромінювання опорного типу. Внаслідок цього мікроскоп дозволяв спостерігати за структурами, відстань між якими було близько 0.20 мкм, з чого випливає, що максимальне збільшення могло досягати 2000 разів.

Мікроскопи бінокулярного типу

Бінокулярний мікроскоп - це пристрій, з якого можна отримати об'ємне збільшене зображення. Інша назва таких приладів – стереомікроскопи. Вони дозволяють людині чітко розрізняти деталі об'ємних об'єктів, що досліджуються.

У бінокулярному мікроскопі розгляд об'єкта відбувається через дві лінзи, незалежні між собою. В даний час використовуються відразу 2 окуляри та 1 об'єктів. Відмінно працюють в умовах наявності світла, що проходить і відбитого.

Електронна мікроскопія

Поява електронного мікроскопа дозволило використовувати електрони, що мають властивості і частинок, і хвиль у мікроскопії.

Електрон має довгу хвилю, яка залежить від його енергетичного потенціалу: E = Ve, де V - величина різниці потенціалів, e - електронний заряд. Довжина хвилі електрона при прольоті різниці в потенціалах рівної 200000 складе близько 0,1 нм. Електрон легко фокусується за допомогою електромагнітних лінз, що зумовлюється його зарядом. Після цього електронну версію зображення переводять у видиму.

Серед таких збільшувальних пристроїв набрав широкої популярності цифровий мікроскоп. Він дозволяє підключати адаптери до апарата з метою перенесення зображення на комп'ютер та його збереження. При роботі з подібними пристроями камера реєструє зображення, що спостерігається, далі переносить його на ПК за допомогою USB-кабелю.

Цифровий мікроскоп може класифікуватися відповідно до його режиму роботи, збільшувальної кратності, кількості підсвічування та роздільної здатності камери. Їх головними перевагами вважаються наявність можливості переносити зображення на ПК і зберігати його, можливість пересилання отриманої інформації на великі відстані, редагування, детальний аналізі збереження результатів дослідження, і навіть вміння проектувати картинку з допомогою проекторів.

Електронні мікроскопи мають роздільну здатність переважає світлові в 1000-10000 разів.

Скануючи зонди

Інший вид мікроскопа – це скануючий зонд. Порівняно нова гілка у розвитку таких приладів.

Скорочено їх називають – ЗСМ. Зображення відтворюється завдяки реєстрації взаємодії зонда та поверхні, яку він досліджує. У світі такі механізми дозволяють спостерігати за взаємодією зонда з атомами. Роздільна здатність ЗСМ порівнянна з мікроскопами електронного типу, а в деяких параметрах навіть краще.

Рентгенівська мікроскопія

Рентгенівський мікроскоп був створений для спостереження за надзвичайно малими об'єктами, величина яких можна порівняти з рентгенівськими хвилями. Базується на експлуатації випромінювання електромагнітного характеру, у якому довжина хвилі вбирається у один нанометр.

Роздільна здатність таких мікроскопів зайняла проміжне місце між оптичними та електронними. Теоретична Р.С. такого пристрою може досягати 2-20 нм, що набагато більше можливостей оптичних мікроскопів.

Загальні відомості для роботи з мікроскопом

Експлуатуючи цей прилад, необхідно знати правила роботи з мікроскопом:

1. Роботу потрібно виконувати сидячи.
2. Слід оглянути прилад та протерти від пилу м'якими серветками дзеркальце, об'єктив та окуляр.
3. Працюючи з мікроскопом небажано його пересувати, поставити ліворуч від.
4. Здійснити відкриття діафрагми, привести конденсор до верхнього положення.
5. Роботу варто розпочинати з малого збільшення.
6. Об'єктив довести до одного сантиметра від скла з об'єктом, що спостерігається.
7. Поступово розподілити освітлення поля зору, використовуючи окуляр, у який потрібно дивитися оком, і увігнуте дзеркало.
8. Перемістити мікропрепарат на стіл мікроскопа. Спостерігаючи збоку, опустити об'єктив рівня 4-5 мм над досліджуваним об'єктом, використовуючи при цьому макровинт.
9. Дивлячись оком в окуляр, робити обертальні рухи грубого гвинта, для підведення об'єктиву до положення, в якому буде чітко видно зображення.
10. Переміщаючи скло з препаратом, знайдіть місце, де об'єкт, що досліджується, буде розташовуватися по центру вашого поля зору в мікроскопі.
11. У разі відсутності зображення, повторіть з шостого до дев'ятого пункту.
12. Використовуючи мікрометрний гвинт, досягайте необхідної чіткості зображення. Зверне увагу, чи не виходить точка між ризиками на мікрометренному механізмі, за межі рисок. Якщо виходить, то поверніть її до стандартного положення.
13. Укладаємо правила роботи з мікроскопом, збиранням робочого місця. Необхідно повернути збільшення з великого на мале, підняти об'єктив, зняти препарат і протерти мікроскоп, далі накрити поліетиленом і повернути в шафку.

Дані правила більшою мірою відносяться до оптичних мікроскопів. Будова мікроскопа, наприклад, електронного або рентгенівського, відрізняється від світлового, тому основні правила роботи можуть також відрізнятися. Особливості роботи з пристроями можна знайти в інструкції до них.

Нещодавно в Росії з'явилася модна тенденція - мати вдома мікроскоп. Про це свідчить різкий стрибоквгору графіка обсягів продажу. Можна придбати універсальний мікроскоп та самостійно вивчати мікросвіт у домашніх умовах. Але основне застосування мікроскопа залишилося тим самим - використання в лабораторіях, інститутах, освітніх установахта сервісних центрах для наукових чи промислових досліджень.

Що таке мікроскоп?

Мікроскоп – це оптико-механічний прилад для виявлення, спостереження та дослідження найдрібніших предметів, які неможливо побачити неозброєним оком. Мікроскопи дозволяють визначати форму, розміри, будову та структуру досліджуваних об'єктів.

Прийнято вважати, що винахідником мікроскопа є Антоні Ван Левенгук (Голландія), який сконструював у XVII столітті свій прилад з однією лінзою, за допомогою якого він почав вивчати рослинні та тваринні тканини. Левенгук займався виготовленням маленьких лінз, які, попри свої пмікроскопічні розміри, збільшували зображення у 200-300 разів.

Які мікроскопи бувають?

Мікроскопи бувають кілька видів, найпоширеніші - це оптичні мікроскопи, що використовують світлові промені (звичайне світло або підсвічування за допомогою ламп) і за допомогою комбінації лінз можна збільшувати зображення. Як правило, мікроскоп є об'єктивом і окуляром. Також існують електронні мікроскопи, операційні мікроскопи та ультрамікроскопи.

Мережа магазинів ПРОФІ має у своєму асортименті великий модельний ряд мікроскопів: електронний мікроскоп, цифровий мікроскоп, оптичний мікроскоп. У нас ви завжди можете вибрати та купити мікроскоп для тієї чи іншої сфери використання – для медичних, біологічних, геологічних та промислових лабораторій. У наших магазинах можна купити мікроскопи для кабінетів хімії та біології, завдяки яким вчителі зможуть більш доступно пояснювати навчальний матеріал. Майстри-ремонтники можуть придбати спеціальні електронні та цифрові мікроскопи, необхідні для ремонту мобільних телефонів та іншого складного обладнання.
Як вибирати мікроскоп

Для того щоб вибрати та купити мікроскоп, слід визначити мету його подальшого використання з урахуванням такого важливого показникаяк ступінь збільшення. Цей параметр визначається досить просто: якщо збільшення окуляра дорівнює 10, а збільшення об'єктива 30, то коефіцієнт збільшення мікроскопа дорівнює 300. Шкільні та дитячі мікроскопи, призначені для навчального та аматорського спостереження, мають коефіцієнт збільшення від 40 до 400. Інший важливою характеристикою мікроскопа є його роздільна здатність: що більше цей показник, то більше вписувалося дрібних деталей вдається розглянути.

Електронний мікроскоп, на відміну оптичних моделей, оснащений магнітними або електростатичними лінзами. Електронний мікроскоп може забезпечувати збільшення у 2 млн. разів, тоді як оптичні мікроскопи розраховані на максимальне збільшення у 2 тис. разів. Електронний мікроскоп дозволяє бачити найдрібніші деталі, недоступні для звичайного оптичного мікроскопа, і ця його властивість абсолютно незамінна для серйозних біологічних досліджень будови речовини, аналізу частинок і фармацевтичного контролю якості.

Останнім досягненням сучасної мікроскопії став цифровий мікроскоп, який широко використовується для проведення різних фотометричних вимірювань. Це єдиний цифровий модуль, який використовується для вимірювання оптичних параметрів об'єкта, що досягається завдяки комбінації камери, мікроскопа та комп'ютера із спеціальним програмним забезпеченням. Системи введення зображення під'єднуються до мікроскопа за допомогою адаптерів, які не лише закріплюють камери, а й передають зображення без спотворень. Якщо передбачається купити мікроскоп цього класу, слід звернути увагу на рівень оптики, що використовується, і роздільну здатність фото-або відеокамери. Цифровий мікроскоп має низку незаперечних переваг, оскільки він дозволяє здійснювати спостереження візуально і на екрані монітора, використовувати можливості комп'ютерного аналізу та редагувати зображення зі збереженням проміжних результатів.

МІКРОСКОП, оптичний прилад з однією або декількома лінзами для отримання збільшених зображень об'єктів, які не видно неозброєним оком. Мікроскопи бувають прості та складні. Простий мікроскоп – це одна система лінз. Простим мікроскопом можна вважати звичайну лупу - плоскопуклу лінзу. Складний мікроскоп (який часто називають просто мікроскопом) є комбінацією двох простих. Складний мікроскоп дає більше збільшення, ніж простий, і має більшу роздільну здатність. Роздільна здатність - це можливість розрізнення деталей зразка. Збільшене зображення, на якому невиразні подробиці, дає мало корисної інформації.

Складний мікроскоп має двоступінчасту схему. Одна система лінз, яка називається об'єктивом, підводиться близько до зразка; вона створює збільшене та дозволене зображення об'єкта. Зображення далі збільшується іншою системою лінз, званої окуляром і що міститься ближче до ока спостерігача. Ці дві системи лінз розташовані протилежних кінцях тубуса.

Збільшення. Збільшення мікроскопа дорівнює добутку збільшення об'єктиву збільшення окуляра. Для типового дослідницького мікроскопа збільшення окуляра дорівнює 10, а збільшення об'єктивів - 10, 45 і 100. Отже, збільшення такого мікроскопа становить від 100 до 1000. Збільшення деяких мікроскопів досягає 2000. Підвищувати збільшення ще більше не має сенсу, оскільки роздільна здатність при цьому не покращується; навпаки, якість зображення погіршується.

Портативні мікроскопи

Мікроскоп - досить складний оптичний прилад, який використовує багато здобутків оптичної науки та оптичних технологій. Навіть простий мікроскоп повинен «бачити» те, що наказує дифракційна теорія мікроскопа, тому навіть дитячий мікроскоп – це прецизійна оптика, оптимальна освітлювальна система, проекційна та візуальна системи.

Вже сьогодні можна купити зручний та простий у використанні переносний відеомікроскоп, основною характеристикою якого є невеликий розмір, простота та легкість експлуатації. Портативний цифровий мікроскоп точно передає форми, кордон та кольори мікросвіту. Він є найпростішим, укладеним у компактний пластмасовий (алюмінієвий) корпус оптичний мікроскоп із вбудованою ССD-матрицею (камерою). Алюмінієвий корпус добре захищає від зовнішніх впливів. За допомогою USB мікроскопа можна робити високоякісні фотографії, відео та уповільнену зйомку мікрооб'єктів.

Портативний мікроскоп має як ручне фокусування, так і автофокусування в межах видимості. Передача даних на комп'ютер та живлення мікроскопа здійснюються за допомогою кабелю USB.

Портативні мікроскопи ідеальні для огляду та ремонту друкованих плат, паяння мікроелементів. Цифрові USB мікроскопи добре підходять для промислових перевірок, наукової освіти, друкованої галузі, судових розслідувань, ювелірної справи, текстильної сфери, різноманітних хобі. За допомогою цього інструмента легко перевірити справжність будь-якого документа або банкноти, прочитати мікрошрифт, який часто використовується для їх захисту. Ви легко відрізняєте документ, надрукований на струменевому принтері високої якості від виготовленого за допомогою промислової поліграфії. Очевидними стануть відмінності справжнього друку та підписи від намальованого або надрукованого на комп'ютері.

Дуже вдале поєднання корисності та розважальності. Кращий подарунок для Вашої дитини, що тягнеться до знань. За допомогою USB-мікроскопа можна розглянути зразки, підготовлені з будь-чого, що можна зібрати навколо будинку, у дворі, на столі або в холодильнику. Ці мікроскопи дозволяють легко збільшувати різні об'єкти, щоб задовольнити цікавість та дізнатися про навколишній світ. Робота з мікроскопом обіцяє чимало цікавих відкриттів і дорослим, і дітям.

Універсальний відеомікроскоп CT-2395 простий в експлуатації, має невелику вагу та регульовані лінзи. Лінзи CCD камери мікроскопа кріпляться на спеціальну гнучку трубку, її положення можна змінювати, завдяки чому об'єкт можна оглядати під будь-яким кутом. Даний відеомікроскоп має кольорову CCD камеру, внутрішній баланс білого та автоматичне регулюванняпосилення, всі ці фактори забезпечують чіткість зображення та яскравість кольорів. Ви можете налаштовувати яскравість світлодіодів усередині лінз, завдяки чому з відеомікроскопом можна працювати за будь-якого освітлення. Восьми дюймовий кольоровий дисплей підключений до лінз CCD камери через основу відеомікроскопа.

Відеомікроскоп CT-2398 має функцію стоп-кадра. Даний відеомікроскоп простий в експлуатації, при підключенні до ПК через USB2.0 порт може перенести зображення на екран. Також цей мікроскоп має спеціальне програмне забезпечення. Відеомікроскоп CT-2398 має функцію автоматичної передачі зображення на екран, для цього досить просто натиснути кнопку на ручці. Зображення можна регулювати, воно досить чітке.

Переносний відеомікроскоп CT-2399 з автоматичним фокусуванням простий в експлуатації, при підключенні до ПК через USB2.0 порт можливе перенесення зображення на екран. Також мікроскоп має спеціальне програмне забезпечення, яке дозволяє користувачеві вибирати експлуатацію мікроскопа з драйверами або без них. При підключенні до ПК можна робити знімки або DV запису зображення на екрані. Після таких знімків або записів можна обробляти та зберігати на ПК або передавати. Відеомікроскоп CT-2399 має автофокусування в межах видимості, завдяки чому робити знімки простіше, ніж при ручному фокусуванні.