Rodzaje mikroskopów, podstawowe cechy i cel

W tym artykule przyjrzymy się szeroko rozwiniętej metodzie badań różnych mikroelementów naszego świata - mikroskopii. Tutaj przyjrzymy się opisowi mikroskopu, jego celowi, urządzeniu, regułom pracy i faktom historycznym.

Wprowadzenie do instrumentów mikroskopowych

Mikroskop to mechanizm, którego celem jest uzyskanie powiększonego obrazu obiektu, a także pomiar szczegółów strukturalnych, których nie można zaobserwować gołym okiem.

Wynalezienie i stworzenie różnych typów mikroskopów umożliwiło stworzenie mikroskopii - technologicznej metody praktycznego działania tych urządzeń.

Informacje historyczne

Kto stworzył pierwszy mikroskop w historii ludzkości, aby określić dość problematyczne. Po raz pierwszy taki mechanizm wymyślono na przełomie XVI i XVII wieku. Zacharius Jansen, holenderski naukowiec, jest uważany za prawdopodobnego wynalazcę.

Jeszcze jako dziecko, Jansen, używając cala rurki, zainstalował wypukłą soczewkę wzdłuż jej dwóch krawędzi. To, co zobaczył, zmusiło wynalazcę do stworzenia czegoś nowego i ulepszenia go. Być może doprowadziło to do wynalezienia pierwszego na świecie mikroskopu, który miał miejsce około 1590 roku.

Jednak już w 1538 r. Włoski J. Frakastoro, pracujący jako lekarz, zaproponował połączenie dwóch soczewek w celu stworzenia jeszcze większych powiększeń obrazów. W związku z tym jego praca może być początkiem pojawienia się pierwszego mikroskopu. Chociaż termin został wprowadzony znacznie później.

Innym pionierem jest Galileo Galilei. Słysząc o wyglądzie takiego urządzenia powiększającego około 1609 r. I rozumiejąc ogólną koncepcję jego mechanizmu, już w 1612 r. Włoski fizyk stworzył własną masową produkcję mikroskopów. Nazwę tego urządzenia nadał przyjaciel akademicki Galileo, Giovanni Faber w 1613 roku.

Już w latach sześćdziesiątych XVII wieku uzyskano dane na temat wykorzystania mikroskopu w badaniach naukowych. Pierwszy wykonał Robert Hooke, który obserwował urządzenie różnych roślin. To on w pracy "mikrograf" wykonał szkice obrazu widzianego przez mikroskop. Odkrył, że organizmy roślinne są zbudowane z komórek.

Uchwały

Jednym z parametrów mikroskopu jest jego rozdzielczość. Różne rodzaje mikroskopów mają odpowiednio inny wskaźnik tej charakterystyki. Więc co to jest?

Rozdzielczość to zdolność urządzenia do wyświetlania klarownego obrazu o wysokiej jakości, obrazu dwóch sąsiednich fragmentów badanego obiektu. Wskaźnik stopnia pogłębienia w mikroświecie i ogólna możliwość jego badań opiera się właśnie na tej zdolności. Ta cecha decyduje długość fali promieniowanie, które jest używane w mikroskopie. Głównym ograniczeniem jest niemożność uzyskania obrazu obiektu, którego wymiary są mniejsze niż rozmiar długości promieniowania.

W związku z tym, co zostało napisane powyżej, staje się oczywiste, że dzięki rozdzielczości możemy uzyskać klarowny obraz szczegółów badanego obiektu.

Podstawowe parametry

Innymi ważnymi parametrami w strukturze mikroskopu są jego powiększenie, dysze, wielkość sceny, możliwość oświetlenia, powłoki optyczne itp.

Weź pod uwagę główny wskaźnik wymieniony w tym punkcie - wzrost.

Powiększenie to ogólna zdolność mikroskopu do pokazywania obiektów badanych w większych rozmiarach niż w rzeczywistości. Obliczenia tego parametru można dokonać, mnożąc obiektywne powiększenie przez okular. Ta możliwość w mikroskopach optycznych sięga 2000 razy, a elektron ma setki razy więcej światła niż światła.

Główną cechą mikroskopu jest właśnie jego rozdzielczość, a także jego powiększenie. Dlatego przy wyborze takiego urządzenia wskaźniki te muszą zwrócić szczególną uwagę.

Elementy składowe

Mikroskop, jak każdy inny mechanizm, składa się z pewnych szczegółów, spośród których wyróżniono:

• tabela tematów;
• gałka zmiany biegów;
• okular;
• rura;
• uchwyt na rurkę;
• śruba mikrometryczna;
• przykręcić szorstkie prowadzenie;
• lustro;
• stać;
• obiektyw;
• stojak;
• przywiązanie obuoczne;
• głowica optyczna;
• skraplacz;
• filtr światła;
• przesłona tęczówkowa.

Zapoznajmy się z głównymi cechami struktur formujących mikroskopu.

Soczewka - służy do określenia użytecznego powiększenia. Powstał z określonej liczby soczewek. Rosnące szanse wskazują liczby na jego powierzchni.

Okular jest mikroskopem składającym się z dwóch lub trzech soczewek, których powiększenie jest oznaczone na nim liczbami. Ogólny wskaźnik zdolności powiększania urządzenia jest określany przez pomnożenie indeksu powiększenia soczewki przez powiększenie okularu.

Urządzenia oświetleniowe obejmują lustro lub oświetlacz elektryczny, skraplacz i membranę, filtr światła i stół.

Układ mechaniczny jest utworzony przez stojak, skrzynkę z mechanizmem mikrometrycznym i śrubą, uchwytem do rur, grubą śrubą, skraplaczem, śrubą do przesuwania skraplacza, rewolwerem i stopniem.

Mikroskopia optyczna

Wśród istniejących typów mikroskopów znajduje się kilka głównych grup, charakteryzujących się pewnymi cechami urządzenia i przeznaczenia.

Ludzkie oko jest rodzajem naturalnego układu optycznego o określonych parametrach, na przykład rozdzielczości. Rozdzielczość z kolei charakteryzuje się najmniejszym wskaźnikiem różnicy odległości między złożonymi komponentami obiektu, który jest monitorowany. Najważniejszą kwestią jest tutaj obecność wizualnej różnicy między obserwowanymi fragmentami. Ze względu na fakt, że ludzkie oko nie jest w stanie zaobserwować naturalnych mikroorganizmów, powstały takie urządzenia powiększające.

Mikroskopy optyczne umożliwiły pracę z promieniowaniem leżącym w zakresie od 400 do 700 nm i bliskiej ultrafioletowej. Trwało to do połowy XX wieku. Takie urządzenia nie pozwoliły uzyskać rozdzielczości mniejszej niż połowa okresu fali promieniowania typu odniesienia. W rezultacie mikroskop umożliwił obserwację struktur, których odległość wynosiła około 0,20 μm, co oznacza, że ​​maksymalne powiększenie mogło osiągnąć 2000 razy.

Mikroskopy typu binocular

Mikroskop lornetkowy to urządzenie, za pomocą którego można uzyskać powiększony obraz objętościowy. Inną nazwą takich urządzeń są mikroskopy stereoskopowe. Pozwalają one na wyraźne odróżnienie szczegółów badanych obiektów objętościowych.

W mikroskopie binokularowym przedmiot jest badany przez dwie soczewki, niezależnie od siebie. Obecnie używa się 2 okularów i 1 obiektu naraz. Znakomita praca w obecności przepuszczonego i odbitego światła.

Mikroskopia elektronowa

Wygląd mikroskopu elektronowego umożliwił wykorzystanie elektronów o właściwościach obu cząstek i fal w mikroskopie.

Elektron ma długą długość fali, która zależy od jego potencjału energetycznego: E = Ve, gdzie V jest wartością różnicy potencjałów, e to ładunek elektronów. Długość fali elektronu przy przechodzeniu różnicy potencjałów równej 200000 V będzie wynosić około 0,1 nm. Elektron łatwo się skupia za pomocą soczewek elektromagnetycznych, co jest spowodowane jego ładowaniem. Po elektronicznej wersji obrazu zostaje przeniesiony do widocznego.

Wśród takich urządzeń powiększających popularnością cieszy się mikroskop cyfrowy. Umożliwia podłączenie adapterów do urządzenia w celu przesłania obrazu do komputera i zapisania go. Podczas pracy z takimi urządzeniami kamera rejestruje obserwowany obraz, a następnie przesyła go do komputera za pomocą kabla USB.

Mikroskop cyfrowy można sklasyfikować zgodnie z jego trybem działania, powiększeniem, liczbą świateł i rozdzielczością kamery. Ich główną zaletą jest możliwość przeniesienia obrazu na komputer i zapisania go, możliwość wysyłania otrzymanych informacji na duże odległości, edycja, szczegółowa analiza i przechowywanie wyników badań, a także możliwość wyświetlania obrazu za pomocą projektorów.

Mikroskopy elektronowe mają rozdzielczość, która przekracza światło 1000-10000 razy.

Skanowanie sond

Innym rodzajem mikroskopu jest sonda skanująca. Względnie nowa gałąź w rozwoju takich urządzeń.

Skrócone nazywane są - ZSM. Obraz jest odtwarzany poprzez rejestrację interakcji sondy i badanej powierzchni. We współczesnym świecie takie mechanizmy umożliwiają obserwację interakcji sondy z atomami. Rozdzielczość ZSM jest porównywalna z mikroskopami elektronowymi, a jeszcze lepiej w niektórych parametrach.

Mikroskopia rentgenowska

Mikroskop rentgenowski został stworzony do obserwacji bardzo małych obiektów, których wielkość jest porównywalna do fal rentgenowskich. Na podstawie działania promieniowania o charakterze elektromagnetycznym, w którym długość fali nie przekracza jednego nanometra.

Rozdzielczość takich mikroskopów zajmowała pośrednie miejsce między optycznymi i elektronicznymi. Teoretyczny ps takie urządzenie może osiągnąć 2-20 nm, czyli znacznie więcej niż możliwości mikroskopów optycznych.

Ogólne informacje dotyczące pracy z mikroskopem

Obsługa tego urządzenia wymaga znajomości zasad pracy z mikroskopem:

1. Praca musi być wykonywana podczas siedzenia.
2. Należy sprawdzić urządzenie i wytrzeć kurz z lustra za pomocą miękkiej szmatki, soczewki i okularu.
3. Podczas pracy z mikroskopem niepożądane jest przesuwanie go, umieszczanie go na lewo od siebie.
4. Otwórz membranę, ustaw skraplacz w górnej pozycji.
5. Prace powinny rozpocząć się od niewielkiego zwiększenia.
6. Soczewka podnosi do jednego centymetra ze szkła z obserwowanym przedmiotem.
7. Równomiernie rozprowadzić oświetlenie pola widzenia za pomocą okularu, który należy patrzeć za pomocą oka, oraz wklęsłe lustro.
8. Przenieś mikroskop na stolik mikroskopowy. Obserwując z boku, opuść obiektyw do poziomu 4-5 mm nad obiektem badanym za pomocą śruby makro.
9. Patrząc okiem do okularu, aby wytworzyć ruchy obrotowe śruby zgrubnej, ustawić soczewkę w pozycji, w której obraz będzie wyraźnie widoczny.
10. Przesuwając szkło razem z narkotykiem, znajdź miejsce, w którym badany przedmiot będzie znajdował się w centrum twojego pola widzenia w mikroskopie.
11. Jeśli nie ma obrazu, powtórz od szóstego do dziewiątego akapitu.
12. Używając mikro-śruby, uzyskaj wymaganą klarowność obrazu. Zwróci uwagę na to, czy punkt między ryzykiem na mechanizmie mikrometrycznym wykracza poza granice ryzyka. Jeśli tak, przywróć go do standardowej pozycji.
13. Kończymy zasady pracy z mikroskopem, czyszczenie miejsca pracy. Należy przywrócić powiększenie od dużego do małego, podnieść soczewkę, usunąć preparat i wytrzeć mikroskop, następnie przykryć polietylenem i powrócić do szafki.

Zasady te są bardziej odpowiednie dla mikroskopów optycznych. Struktura mikroskopu, na przykład elektronicznego lub rentgenowskiego, różni się od światła, dlatego podstawowe zasady pracy mogą się różnić. Funkcje pracy z takimi urządzeniami można znaleźć w instrukcjach dla nich.