Строение микроскопа рисунок с подписями
Функциональное строение оптического микроскопа, рисунок с подписями
Прибор состоит из механической, оптической и электрической частей.
Узлы механической части:
- Штатив или рама микроскопа — основание микроскопа, обеспечивающее устойчивость микроскопа во время работы и имеет устройства крепления для всех компонентов микроскопа.
- Тубус — представляет собой оптическое устройство для крепления окуляров. Может иметь дополнительный оптический выход на цифровую камеру.
- Револьверная головка необходима для крепления и быстрой смены объективов
- Предметный столик с препаратоводителем необходим для удобного размещения исследуемых образцов и перемещения препарата для поиска области интереса
- Фокусировочный механизм позволяет, изменяя расстояние от объектива до исследуемого образца, добиваться наиболее четкого изображения. Фокусировочный механизм имеет
Узлы оптической части:
- Объективы — представляют собой сложные оптико-механические системы, состоящие из комплекса линз, соединенных между собой в определенной последовательности, предназначенные для получения изображения с соответствующим увеличением, разрешением и точностью цветопередачи.
- Окуляры — оптические системы, предназначенные для передачи изображения препарата на сетчатку глаза наблюдателя. Имеют антибликовое покрытие и позволяют работать как в очках, так и без очков.
- Осветительная система представляет собой систему линз, диафрагм и зеркал, обеспечивающую равномерное освещение объекта. Состоит из конденсора и светодиодной или галогеновой лампы.
1. Оптическая система конденсора предназначена для собирания или рассеивания света, поступающего на образец от источника света.
2. В качестве источника света может быть использовано собирающее лучи естественного света двояковогнутое зеркало при невозможности подключения рамы микроскопа к электрической сети
Оптические узлы обеспечивают основную функцию микроскопа — создание увеличенного изображения объекта исследования с высокой степенью достоверности по форме, цвету и размерам структурных элементов.
Узлы электрической части:
В современных микроскопах используются в качестве источники освещения проходящего и/или отраженного света – лампы (светодиодные, галогенные, металгаллидные, ксеноновые или ртутные), для работы которых используются различные блоки питания, преобразующие электрический ток электросети в подходящий для питания того или иного источника освещения.
Ознакомиться с ценами и купить микроскопы можно в нашем каталоге товаров.
Строение микроскопа. Схема, описание, параметры микроскопов
Микроскоп световой — это оптический инструмент, предназначенный для исследования объектов, невидимых невооруженным глазом. Световые микроскопы можно разделить на две основные группы: биологические и стереоскопические. Биологические микроскопы также часто называют лабораторными, медицинскими — это микроскопы для исследования тонких прозрачных образцов в проходящем свете. Биологические лабораторные микроскопы имеют большое увеличение, наиболее распространенное — 1000х, но некоторые модели могут иметь увеличение до 1600х.
Стереоскопические микроскопы используют для исследования непрозрачных объемных объектов (монет, минералов, кристаллов, электросхем и пр.) в отраженном свете. Стереоскопические микроскопы обладают небольшим увеличением (20х, 40х, некоторые модели – до 200х), но при этом они создают объемное (трехмерное) изображение наблюдаемого объекта. Данный эффект очень важен, например, при исследовании поверхности металла, минералов и камней, так как позволяет обнаружить углубления, трещины и прочие элементы структуры.
В данной статье мы более детально рассмотрим строение биологического лабораторного микроскопа, для чего рассмотрим отдельно оптическую, механическую и осветительную системы микроскопа.
1. Окуляр
2. Насадка
3. Штатив
4. Основание
5. Револьверная головка
6. Объективы
7. Координатный столик
8. Предметный столик
9. Конденсор с ирисовой диафрагмой
10. Осветитель
11. Переключатель (вкл./выкл.)
12. Винт макрометрической (грубой) фокусировки
13. Винт микрометрической (точной) фокусировки
Оптическая система микроскопа
Оптическая система микроскопа состоит из объективов, расположенных на револьверной головке, окуляров, также может включать в себя призменный блок. С помощью оптической системы собственно и происходит формирование изображения исследуемого образца на сетчатке глаза. Поэтому важно обращать внимание на качество оптики, используемой в оптической конструкции микроскопа. Заметим, что изображение, полученное с помощью биологического микроскопа, — перевернутое.
Увеличение микроскопа можно рассчитать по формуле:
УВЕЛИЧЕНИЕ = УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕКТИВА Х УВЕЛИЧЕНИЕ ОКУЛЯРА.
Сегодня во многих детских микроскопах используется линза Барлоу, с коэффициентом увеличения 1.6х или 2х. Ее применение позволяет дополнительно плавно повысить увеличение микроскопа свыше 1000крат. Польза от такой линзы Барлоу весьма сомнительна. Ее практическое применение приводит к существенному ухудшению качества изображения, и в редких случаях может оказаться полезным. Но производители детских микроскопов успешно используют ее в качестве маркетингового хода по продвижению своей продукции, ведь часто родители, досконально не разобравшись в технических параметрах микроскопа, выбирают его по ошибочному принципу «чем больше увеличение, тем лучше». И, конечно же, ни один профессиональный лабораторный микроскоп не будет иметь в комплекте такой линзы, заведомо ухудшающей качество изображения. Для изменения увеличения в профессиональных микроскопах используется исключительно комбинация различных окуляров и объективов.
В случае наличия линзы Барлоу формула расчета увеличения микроскопа принимает следующий вид:
УВЕЛИЧЕНИЕ = УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕКТИВА Х УВЕЛИЧЕНИЕ ОКУЛЯРА Х КОЭФФИЦИЕНТ УВЕЛИЧЕНИЯ ЛИНЗЫ БАРЛОУ.
Механическая система микроскопа
Механическая система состоит из тубуса, штатива, предметного столика, механизмов фокусировки, револьверной головки.
Механизмы фокусировки используют для фокусировки изображения. Винт грубой (макрометрической) фокусировки используют при работе с малыми увеличениями, а винт точной (микрометрической) фокусировки – при работе с большими увеличениями. Детские и школьные микроскопы, как правило, имеют только грубую фокусировку. Однако, Вы выбираете биологический микроскоп для лабораторных исследований, наличие тонкой фокусировки является обязательным. Обратите внимание, на рисунке приведен пример биологического микроскопа с раздельными точной и грубой фокусировкой, при этом в зависимости от конструктивных особенностей многие микроскопы могут иметь коаксиальные винты макро- и микрометрической регулировки фокуса. Отметим, что стереомикроскопы имеют только грубую фокусировку.
В зависимости от конструктивных особенностей микроскопа фокусировка может осуществляться перемещением предметного столика в вертикальной плоскости (вверх/вниз) либо тубуса микроскопа с его оптическим блоком также в вертикальной плоскости.
На предметном столике размещается исследуемый объект. Существует несколько видов предметных столиков: неподвижный (стационарный), подвижный, координатный и другие. Наиболее комфортным для работы является именно координатный столик, с помощью которого Вы можете перемещать исследуемый образец в горизонтальной плоскости по осям Х и У.
На револьверной головке расположены объективы. Поворачивая ее, Вы можете выбирать тот или иной объектив, и таким образом менять увеличение. Недорогие детские микроскопы могут быть оснащены несменными объективами, в то время как в профессиональных биологических микроскопах используются сменные объективы, вкручивающиеся в револьверную головку по стандартной резьбе.
В тубус микроскопа вставляется окуляр. В случае бинокулярной или тринокулярной насадки имеется возможность регулировки межзрачкового расстояния и коррекции диоптрий для подстройки под индивидуальные анатомические особенности наблюдателя. В случае детских микроскопов в тубус сначала может быть установлена «вредительница» линза Барлоу, а уже в нее — окуляр.
Осветительная система микроскопа
Осветительная система состоит из источника света, конденсора и диафрагмы.
Источник света может быть встроенный или внешний. Биологические микроскопы имеют нижнюю подсветку. Стереоскопические микроскопы могут быть оснащены нижней, верхней и боковой подсветкой для разных типов освещения препаратов. Детские биологические микроскопы могут иметь дополнительную верхнюю (боковую) подсветку, практическое применение которой, на самом деле, как правило, является бессмысленным.
С помощью конденсора и диафрагмы можно регулировать освещение препарата. Конденсоры бывают однолинзовые, двухлинзовые, трехлинзовые. Поднимая или опуская конденсор, Вы соответственно конденсируете или рассеиваете свет, попадающий на образец. Диафрагма может быть ирисовой с плавным изменением диаметра отверстия или ступенчатой с несколькими отверстиями различных диаметров. Так уменьшая или увеличивая диаметр отверстия, Вы соответственно ограничиваете либо увеличиваете поток света, падающий на исследуемый объект. Также отметим, что конденсор может быть оснащен фильтродержателем для установки различных светофильтров.
На этом можно закончить первое знакомство с микроскопом. Надеемся, что выше изложенный материал поможет Вам определиться с выбором микроскопа для Ваших целей.
Автор статьи: Галина Цехмистро
Купить микроскоп с доставкой по Харькову, Киеву или любой другой город Украины вы можете в нашем магазине OpticalMarket, предварительно получив профессиональную консультацию у наших специалистов.
Строение микроскопа ☑️ устройство и функции его частей, схема с подписями, описание правил и принципов работы в биологии, что является основной частью
История создания
До сих пор нет достоверных сведений о появлении первого микроскопа. В начале XVI века первым человеком, который предложил объединить 2 линзы для увеличения изучаемых объектов, был известный врач из Италии Д. Фракасторо. По другим данным, первый оптический прибор изобрели в Голландии отец и сын Янсены.
Известно это стало после заявления, сделанного в середине XVII века младшим Янсеном. Существует версия, что первую конструкцию с выпуклой и вогнутой линзами создал знаменитый Галилео Галилей в начале XVII века. Спустя 10 лет К. Дреббель собрал устройство с двумя выпуклыми линзами, в качестве которых он использовал 2 лупы.
Через несколько лет голландец К. Гюйгенс, создавший окуляр для телескопа, придумал и собрал двухлинзовую систему, которая регулировалась, не разлагая света на составные цвета. Это изобретение стало настоящим прорывом в истории создания оптической техники, а окуляры Гюйгенса применяются и по сей день.
Большую роль в разработках оптических приборов сыграл известный основоположник научной микроскопии Левенгук. Он собирал небольшие устройства с одной мощной линзой. Хотя простые конструкции были очень неудобны, но они давали возможность детальней изучать изображения объектов, чем составные приборы.
Виды микроскопов
За всю историю развития микроскопной техники было изобретено множество приборов. Все они отличались устройством и принципом действия. Основные виды микроскопов:
- оптические;
- электронные;
- сканирующие зондовые;
- рентгеновские.
Оптические и электронные
Самым простым и недорогим устройством считается оптический прибор. По своим техническим параметрам он позволяет увеличивать изображение объекта в 2 тыс. раз. Благодаря такому высокому показателю,
- структуру клеток;
- поверхность ткани;
- дефекты на искусственных объектах и т. д.
Приборы с таким увеличением выполнены более качественно, поэтому стоят довольно дорого. Большинство устройств обладают простой конструкцией и небольшим увеличением. Применяются они в основном для учебных целей при выполнении лабораторных работ по биологии. Обычно приборы имеют несколько подвижных объективов с разными показателями увеличения, которые можно менять, в зависимости от выполняемой работы.
Более современным прибором считается электронный микроскоп, который может увеличивать изображение предмета в 20 тыс. раз. От оптического устройства он отличается тем, что вместо луча света используется пучок электронов. Специальные магнитные линзы преобразовывают в изображение перемещение отрицательно заряженных частиц, а направленность пучка регулируется изменением магнитного поля.
Использование прибора в комплексе с компьютером позволяет значительно увеличить изображение и одновременно сделать снимок объекта. Недостатком таких устройств считается высокая стоимость и их эксплуатация только в лабораторных условиях, так как молекулы воздуха воздействуют на электроны, нарушая четкость изображения. Кроме того, чтобы на функционирование микроскопа не влияли внешние магнитные поля, лаборатории размещают в подземных бункерах с толстыми стенами.
Зондовые и рентгеновские
Сканирующие устройства позволяют получить нужное изображение с помощью специального зонда, который выполняет роль объектива и проводит исследование объекта. В итоге получается трехмерное изображение с точными характеристиками исследуемого предмета. Эта новая техника обладает довольно высоким разрешением, а зонд представляет собой сложный механизм, оснащенный чувствительными сенсорами, которые реагируют на перемещение электронов.
Зачастую такие конструкции используются для сканирования объектов со сложным рельефом. Сканерами исследуются внутренние пространства труб и мелких тоннелей. В результате исследования полученные первоначальные показатели обрабатываются математическим методом с помощью специальной компьютерной программы.
Для исследования предметов, размеры которых соизмеримы с длиной электромагнитных волн от 10 до 0,001 нм, применяются рентгеновские микроскопы. По своим характеристикам и эффективности работы эти приборы находятся между оптическими и электронными устройствами. Рентгеновские волны могут проникать сквозь поверхность объекта, поэтому существует возможность, кроме структуры предмета, узнать его химический состав.
Строение приборов
Все микроскопы делятся по классам сложности, и всего их существует 6. К первым относятся простые конструкции, а к последним — самые сложные. Устройство микроскопа зависит от его типа и назначения. Чтобы ознакомиться с основными частями оптического устройства, достаточно узнать строение простейшего лабораторного прибора.
Рисунок (раскраска) карандашом — строение микроскопа с подписями. Обозначения узлов схемы:
- Окуляр.
- Тубус.
- Штатив.
- Винт грубой настройки фокуса.
- Винт тонкой регулировки.
- Основание.
- Насадка.
- Объективы.
- Зажимы.
- Предметный столик.
- Конденсор с диафрагмой.
- Осветитель.
На старых моделях установлены зеркала, которые выполняют функцию отражателя света, а вместо зажимов применяется стекло. Основной частью микроскопа являются объектив и окуляр, кроме того, это главные детали оптической системы. С помощью этого узла происходит формирование изображения объекта. Чтобы изменить кратность, в профессиональных приборах подбираются различные комбинации окуляров и объективов.
Для определения увеличения микроскопа следует умножить соответствующий показатель окуляра на значение объектива. К механической части прибора относятся: тубус, штатив, столик, система фокусировки, револьверная головка. Фокусировка выполняется двумя винтами (грубой и тонкой настройки), чтобы можно было быстро отрегулировать резкость изображения предмета.
При этом на некоторых конструкциях регулировка осуществляется перемещением столика, а на других — тубуса. На профессиональных микроскопах обычно устанавливают съемные объективы, которые крепятся резьбовым соединением. Важную роль в оптическом приборе играет осветительная система, в которую входят: источник света, конденсор, диафрагма.
Конденсор устроен из линз или зеркал, предназначен для сбора лучей света и направление их на изучаемый объект. Он может состоять из одной, двух или трех линз. Пользователь, поднимая или опуская устройство, конденсирует или рассеивает свет, падающий на предмет. Яркость плавно регулируется с помощью диафрагмы, которая обычно бывает ирисовой. Источник света может быть как встроенным, так и внешним, а сложные конструкции обладают еще несколькими подсветками.
Особенности работы с устройством
Для эффективного изучения объектов следует соблюдать ряд правил при работе с микроскопом. Придерживаясь их, пользователь более эффективно проведет исследование предмета:
- Перед началом работы следует подготовить себе место за столом, поставив удобный стул.
- Все действия необходимо выполнять только сидя.
- Прибор надо протереть от пыли и пятен мягкой салфеткой.
- Заняв место за столом, установить микроскоп немного левее себя.
- Работа начинается с небольшого увеличения.
- Затем устанавливается уровень освещения. Для этого следует включить источник света и, глядя в окуляр одним глазом, установить нужную яркость. Если микроскоп с зеркалом, его направляют вогнутой стороной на окно, чтобы отражение света попадало на предметный столик.
- Когда прибор будет настроен, на столик крепится зажимами исследуемый объект. Далее, винтом грубой регулировки тубус устанавливается так, чтобы расстояние между линзой и предметом было 4—5 мм.
- Проверив местоположение объекта, винтом тонкой регулировки устанавливается окончательная резкость.
- Для детального изучения предмета, повернув револьверную головку, следует установить объектив, увеличивающий в 40 раз. Затем опять микрометренным винтом настроить правильный фокус. Причем регулировка осуществляется таким образом, чтобы риска на винте постоянно находилась между двумя черточками на коробке механизма. Если это правило нарушить, винт просто перестанет работать.
Закончив работу с большим увеличением, следует опять вернуться на малое значение, поднять объектив, убрать объект со стола, протереть все детали прибора, поставить его в шкаф и накрыть полиэтиленовой пленкой.
Устройство увеличительных приборов
Строение светового микроскопа
Чтобы ознакомиться со строением клетки и рассмотреть её составные части, нужно использовать увеличительное оборудование, одним из которых является световой микроскоп.
Первые микроскопы были похожи на увеличительные стёкла, и в них использовалось только одно стекло или линза из полированного горного хрусталя.
Одним из первых создателей (1610 г.) микроскопа считают физика и математика Галилео Галилея.
Большие технические возможности и лучшее качество изображения можно получить при помощи микроскопа с двумя линзами. Создание такого прибора связано с именем английского физика Роберта Гука (1665 г.). Этот микроскоп увеличивал в 30 раз.
Для своего времени превосходного мастерства в изготовлении микроскопов достиг нидерландский купец Антони ван Левенгук ( 1632 – 1723 ). Он умел производить линзы, увеличивающие в 200 – 270 раз. Линзы закреплялись на специальном штативе, так как, чтобы достичь такого увеличения, важно, чтобы исследуемый объект находился точно напротив линзы и на определённом расстоянии от неё. За свою жизнь Левенгук изготовил более 200 микроскопов.
Строение современного светового микроскопа
Корпус микроскопа образуют основание и штатив.
К штативу прикреплён предметный столик и присоединён тубус.
В верхней части тубуса расположен окуляр, через который рассматривают изучаемый объект, в нижней части тубуса микроскопа расположены объективы.
Рассматриваемый объект прикрепляется к предметному столику при помощи зажимов.
Важной составной частью микроскопа является источник света.
Освещённость регулируется при помощи диафрагмы.
Для перемещения предметного столика предусмотрены макровинт и микровинт.
МикроскопКак узнать увеличение микроскопа?
Для увеличения изображения в микроскопе используются 2 линзы (увеличительных стекла). Одна из них находится в объективе, а другая — в окуляре.
Увеличение микроскопа равно произведению увеличения линзы окуляра на увеличение линзы объектива: Увеличение = окуляр х объектив.
Например, у микроскопа линза увеличивает в 10 раз и окуляр увеличивает в 10 раз. Каково увеличение микроскопа?
Увеличение = окуляр х объектив = 10 х 10 = 100 раз.
В школе обычно используются микроскопы с увеличением до 400 раз.
Работа с микроскопом
Чтобы успешно работать с микроскопом, необходимо соблюдать порядок работы.
- Включить свет.
- На предметный столик поместить препарат так, чтобы луч света просвечивал его, и прикрепить зажимами.
- Смотря в микроскоп, макровинт поворачивать в сторону от себя, чтобы предметный столик отдалялся от объектива, пока не появится чёткое изображение предмета (Если вращать винт в противоположном направлении, то можно повредить препарат или объектив).
- Рассматривая на малом увеличении (увеличение объектива 4х ), найти место, где образец является наиболее тонким, т. е. где клетки расположены в один слой.
- Поставить большее увеличение объектива ( 10x ) и рассмотреть препарат. Чёткость изображения настраивается микровинтом.
- Поставить большее увеличение объектива ( 40x ), рассмотреть препарат и зарисовать его.
- После просмотра убрать препарат. Микроскоп поставить малым объективом вниз, выключить свет.
Рисуя препарат, надо соблюдать требования к биологическому рисунку.
Клетка листа лилииУвеличение микроскопа 400 раз (400х)
- Цитоплазма
- Хлоропласты
- Ядро
- Вакуоль
- Клеточная стенка.
- У рисунка есть название.
- Указано используемое увеличение.
- На рисунке показана форма клетки, форма составных частей, размеры соответствуют видимым в микроскоп.
- На рисунке есть обозначения.
- Длина клетки на рисунке равна хотя бы 3 см.
Рассмотри рисунок светового микроскопа.
1. Какой буквой обозначен штатив?
Штатив иногда выполняет роль ручки при перемещении микроскопа.
Ответ: C.
Какой буквой обозначен тубус?
Ответ: D.
Какая составная часть микроскопа обозначена буквой I?
Источник света — лампа
Основание
Это предметный столик
Источником света обычно является лампа. В старых микроскопах вместо неё может быть зеркало, при помощи которого можно фокусировать дневной свет из окна или свет другого источника.
Ответ: источник света — лампа.
Какая составная часть микроскопа обозначена буквой E?
Окуляр
Зажимы
Основание
Ответ: зажимы.
Даны увеличения окуляра и объектива микроскопа. Напиши в окошке общее увеличение микроскопа.
Чтобы получить общее увеличение микроскопа, надо перемножить увеличения окуляра и объектива.
Расположи этапы исследования препарата в правильной последовательности (в окошки вписывай заглавные буквы латинского алфавита).
A Отрегулируй резкость микровинтом.
B Смотри в окуляр и поворачивай макровинт так, чтобы предметный столик отдалился от объектива.
C Помести препарат на предметный столик микроскопа.
D Замени объектив с небольшим увеличением на больший, повернув его в сторону.
C -> B -> D -> A
Кто усовершенствовал световой микроскоп?
Чарльз Дарвин
Антони ван Левенгук
Микеланжело
Одним из тех, кто усовершенствовал световой микроскоп, был Антони ван Левенгук, который изготовил более 200 микроскопов.
Устройство светового микроскопа. Материал для подготовки к уроку.
Денисенко Т.Е.
Устройство светового микроскопа.
Световой микроскоп наиболее часто используют в биологической, медицинской, ветеринарной и лабораторной практике.
Некоторые характеристики микроскопа: светосила, разрешающая способность,
поле зрения, зависят от диаметра диафрагм и оправ линзовых систем, ограничивающих световые потоки, попадающие в оптику микроскопа. Микроскоп представляет оптическую систему, состоящую из 2-х ступеней увеличения: 1 — основная, обеспечивается объективом; 2 — окуляром. Объектив образует действительное, увеличенное и перевернутое изображение рассматриваемого объекта. Полученное промежуточное изображение рассматривают через окуляр, который подобно лупе, дополнительно его увеличивает. Окончательное увеличенное изображение, наблюдаемое через окуляр, является мнимым и прямым, расположенным на расстоянии наилучшего видения от глаза наблюдателя (250мм). В результате в микроскопе видно изображение, перевернутое относительно препарата. Что бы узнать общее увеличение микроскопа необходимо посмотреть во сколько раз увеличивает используемый объектив и окуляр. Произведение этих значений и составляет общее увеличение микроскопа.
Ход лучей в световом микроскопе.
В микроскопе различают механическую и оптическую части. Механическая часть представлена штативом (состоящим из основания и тубусодержателя) и укрепленным на нем тубусом с револьвером для крепления и смены объективов. К механической части относятся также: предметный столик для препарата, приспособления для крепления конденсора и светофильтров, встроенные в штатив механизмы для грубого (макромеханизм, макровинт) и тонкого (микромеханизм, микровинт) перемещения предметного столика или тубусодержателя.
Оптическая часть представлена объективами, окулярами и осветительной системой, которая в свою очередь состоит из расположенных под предметным столиком конденсора Аббе и встроенного осветителя с низковольтной лампой накаливания и трансформатором. Объективы ввинчиваются в револьвер, а соответствующий окуляр, через который наблюдают изображение, устанавливают с противоположной стороны тубуса.
Устройство микроскопа.
Механическая часть
Оптическая часть
2. Монокулярная насадка
1. Окуляр
3.Револьвер
4. Объектив
5.Предметный столик
9. Основание
6,7. Конденсор
10.Штатив
8.Осветитель с линзой
11, 12, 13. – держатель препарата
14. Макровинт
15. Микровинт
16, 17. Препаратоводитель
18. Выключатель
19. Регулировка интенсивности освещения
Методы световой микроскопии — biocommerce.ru
Световая, или оптическая, микроскопия — это один из основных методов исследования частиц, неразличимых человеческим глазом. Данный метод имеет широкое распространение в медицине, фармакологии, биологии, металлографии, криминалистике и других сферах.
Увеличение изображения в световом микроскопе обеспечивается системой собирательных линз, расположенных в окуляре и объективе.
Световой микроскоп — оптический прибор, позволяющий рассмотреть мелкие детали.Метод световой микроскопии
Предельная разрешающая способность человеческого глаза составляет около 0,1 мм. Это понятие отражает минимальное расстояние, на котором 2 соседние точки определяются как отдельные объекты. Микрочастицы, клеточные структуры и дефекты поверхности имеют размер менее 100 мкм, поэтому для их исследования требуется специальное оборудование.
Историческая справка
Первые оптические микроскопы были изобретены в XVI-XVII вв. Первым, кто заметил увеличительный эффект комбинации из нескольких линз, был венецианский врач Джироламо Фракасторо. В 1609 г. Галилео Галилей представил собственный вариант прибора с 2 стеклами: выпуклым и вогнутым. Первое устройство называлось оккиолино (occhiolino).
Через 10 лет после этого голландский ученый Корнелиус Дреббель усовершенствовал конструкцию, использовав для объектива 2 выпуклые линзы.
Практическое применение микроскопа началось с конца XVII в., когда Антони Ван Левенгук использовал собственное оптическое устройство для исследования биологических структур. Его микроскоп содержал всего одно мощное стекло, что уменьшало количество дефектов картинки.
Приборы Левенгука позволяли увеличить изображение в 275 раз и рассмотреть строение бактерий, дрожжей, эритроцитов, одноклеточных микроорганизмов и насекомых.
Популяризации микроскопии способствовала и книга английского исследователя Роберта Гука, которая вышла в 1664 г. В ней ученый ввел термин «клетка» и опубликовал гравюры некоторых микрообъектов.
Методы микроскопии выбираются в зависимости от характера и свойств изучаемых объектов.В течение следующих столетий конструкция оптического микроскопа непрерывно совершенствовалась. Несмотря на то, что в первой половине XX в. были изобретены электронные приборы, которые позволяли рассмотреть нанообъекты, световой метод не теряет своей популярности. В 2006 г. группа немецких ученых разработала оптическое устройство под названием наноскоп, которое обладает разрешающей способностью 10 нм.
Подробно о принципе действия
Принцип работы оптического микроскопа основывается на прохождении прямого или отраженного луча света через систему линз.
Объектив прибора содержит до 14 стекол. При прохождении светового пучка через эту часть устройства изображение увеличивается до 100 раз, а при прохождении окуляра — в 20-24 раза. Выпуклые и вогнутые стекла позволяют сфокусировать картинку на сетчатке или приспособлениях для документирования информации.
Видимое излучение, которое создает осветительная система прибора, ограничивают несколькими диафрагмами. Это повышает четкость изображения.
Увеличивающие линзы имеют 2 дефекта. Сферическая аберрация мешает фокусировать сразу все поле исследования, а хроническая приводит к появлению яркой каймы по контуру изображения. Чтобы компенсировать дефекты, окуляр и объектив оснащаются корригирующими стеклами.
Где применяется
Методы световой микроскопии применяют в следующих областях науки и промышленности:
- медицине и лабораторной диагностике;
- биологии;
- металлографии, неразрушающих методах контроля на производстве;
- микроэлектронике;
- минералогии, кристаллографии;
- археологии, геологии;
- криминалистике;
- пищевой промышленности;
- ювелирном деле и др.
В целом об устройстве светового микроскопа
Оптический микроскоп состоит из следующих элементов:
- штатива;
- тубуса;
- окуляра;
- объектива;
- призмы;
- источника света;
- конденсора;
- апертурной и полевой диафрагм;
- фокусировочного механизма;
- светофильтра;
- зеркала;
- предметного столика.
Некоторые модели прибора оборудованы дополнительными объективами, системами записи и передачи информации.
Виды световых микроскопов с описанием
Особенности конструкции зависят от предназначения микроскопа. Для увеличения четкости изображения используют методы флуоресценции, люминесценции, инверсии и др.
Биологическое оборудование
Биологические приборы позволяют исследовать прозрачные или полупрозрачные объекты. Принцип их работы основан на изучении светлого поля в потоке проходящего света. Такие микроскопы применяют в лабораторной диагностике, ботанике, цитологии, микроэлектронике, археологии и пищевой промышленности.
Биологическое оборудование позволяет исследовать прозрачные объекты.Для повышения разрешающей способности используют иммерсионные оптические системы. В этом случае между образцом и первым стеклом вводится жидкость с высоким коэффициентом преломления (минеральное масло, раствор глицерина, дистиллированная вода и др.).
Криминалистическое оборудование
Главная особенность криминалистического микроскопа — это возможность сравнения 2 объектов. Такое исследование помогает найти сходство между компонентами взрывных устройств, гильзами, пулями, волосами, волокнами и другими уликами.
Приборы для криминалистики оснащают фото- и видеокамерами, а также программным обеспечением.
Это позволяет снизить вероятность ошибок, построить модели объектов и сравнить с данными из электронных источников.
Флуоресцентные микроскопы
Флуоресцентные, или люминесцентные, микроскопы позволяют исследовать объекты, которые испускают световой поток после облучения ультрафиолетом. Они оборудованы коротковолновым источником освещения, светофильтрами и интерференционной пластинкой.
Флуоресцентный микроскоп — оптический прибор, показывающий в увеличенном виде клетки.Флуоресцентные микроскопы активно применяют в лабораторной диагностике, в частности, при изучении клеток крови и антигенов. Для анализа предметов, которые не излучают свет, используют люминесцентные красители и порошки.
Поляризационные микроскопы
Поляризационный прибор является наиболее сложным из всех представленных видов микроскопов. Его используют для исследования анизотропных материалов, полимеров, некоторых клеток и микробиологических объектов.
Источник света со специальными фильтрами формирует поляризованный поток, который облучает образец.
Оптическая система интерпретирует двойное лучепреломление среды и позволяет изучить ее структуру.
Инвертированные с перевернутым положением объектива
В инвертированном микроскопе объектив располагается не над образцом, а под предметным столиком. Такие приборы применяют в биологии, медицине, промышленности, металлографии, криминалистике и других сферах.
Инвертированный микроскоп имеет особенную конструкцию.Перевернутое положение оптической системы позволяет изучать более крупные образцы и работать со специальной посудой.
Микроскопы для металлографии
Металлографические микроскопы предназначены для исследования поверхности непрозрачных объектов. Изображение получают путем преломления отраженного светового луча.
Предметом изучения являются микродефекты поверхности и зерна сплавов. Помимо металлургии и промышленности, такие устройства применяют в геологии и археологии. Для обеспечения четкости используют специальные системы линз и зеркал.
Стереомикроскопы (дают объемное изображение)
Стереомикроскопы оснащены 2 объективами, что позволяет получать объемное изображение исследуемого образца. По сравнению с устройствами плоского поля они дают более резкую, четкую и контрастную картинку.
Стереомикроскопы позволяют получать объемное изображение.Такие приборы используют в точном машиностроении, ювелирном деле и других областях промышленности.
Моновидеомикроскопы с возможностью получения видео
Видеомикроскопы предназначены для динамического наблюдения за образцом и фиксации изображения. Для повышения эффективности работы их оснащают специальными линзами, светофильтрами и адаптерами.
Разновидности методов световой микроскопии
Выбор метода оптической микроскопии определяется особенностями объектов и целью исследования.
Светлое поле в потоке проходящего света
Данный метод основан на принципе прохождения потока света через образец. Предмет частично поглощает и рассеивает попадающие на него лучи, что позволяет сформировать изображение.
Светлое поле в потоке — метод, который построен на принципе прохождения света.Светлопольную микроскопию применяют для изучения окрашенных тканей животных и растений, тонких шлифов и др. Для прохождения светового пучка препарат должен быть прозрачным.
Косое освещение
Данный метод является разновидностью микроскопии светлого поля. Чтобы выявить рельеф и сделать изображение более контрастным, поток направляют под большим углом к образцу.
Светлое поле в отраженном свете
Светопольная микроскопия в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов (сплавов, покрытий, руд и др.). Свет падает на образец сверху, а основная оптическая система исполняет роль объектива и конденсора.
Светлое поле в отраженном свете позволяет исследовать поверхности непрозрачных предметов.Изображение формируется за счет того, что элементы поверхности по-разному отражают и рассеивают попадающие лучи. Травление дает возможность изучить не только дефекты, но и микроструктуру и фазовый состав образца.
Темное поле
Метод темного поля предназначен для изучения прозрачных образцов, которые не абсорбируют свет. Специальный конденсор направляет лучи так, что они формируют полый конус, в центре которого находится объектив. Таким образом, большая часть лучей не попадает в оптическую систему.
Изображение представляет собой темное поле с небольшими светлыми включениями, которые формируются за счет рассеяния света частицами препарата.
Ультрамикроскопия
Метод ультрамикроскопии является разновидностью темнопольного. Для исследования образцов используют сильные источники света, а лучи направляют перпендикулярно предметному столу. Эффект рассеяния волн позволяет обнаружить частицы менее 10 нм.
Ультрамикроскопия — метод наблюдения и анализа коллоидных частиц.Фазовое контрастирование
Метод фазового контраста позволяет изучать прозрачные и неокрашенные образцы. При малом различии в коэффициенте преломления изображение нельзя получить ни на светлопольном, ни на темнопольном микроскопе, поскольку разница в поглощении и рассеянии света будет минимальной.
Однако при прохождении через образец волна приобретает фазовый рельеф, который фиксируется специальным объективом. В изображении он отображается как различие в яркости элементов.
Аноптральный контраст
Данная методика является подвидом фазовой микроскопии. На иммерсионную линзу наносят кольцо из сажи, которое пропускает 10% лучей и совпадает с контуром кольцевой диафрагмы конденсора. При отсутствии образца амплитуда световых волн уменьшается на 90%.
Проходя через среды разной плотности, лучи дифрагируют, в результате чего их амплитуда остается неизменной.
За счет этого поле исследования получается темным, а частицы образца — светлыми.
Поляризационный метод
Анализ анизотропных материалов проводят в свете, пропущенном через специальную фильтрующую пластинку. При прохождении через образец плоскость поляризации лучей меняется.
По разнице между начальными и конечными характеристиками волн определяют количество оптических осей, их ориентацию и др.
Интерференционная микроскопия
Интерференционный метод основан на параллельном прохождении 2 лучей через предметный столик и мимо него. В окуляре микроскопа когерентные волны соединяются и интерферируют между собой.
При прохождении через образец первый луч запаздывает по фазе, что влияет на результирующую амплитуду и яркость изображения.
Люминесценция или флуоресценция
Принцип люминесцентной микроскопии основан на том, что некоторые образцы испускают видимый свет после облучения ультрафиолетом. Перед исследованием препараты обрабатывают флуоресцирующими антисыворотками, порошками или маркерами.
Волны ультрафиолетового спектра применяют для повышения разрешающей способности микроскопа. Для изучения препаратов, которые не испускают видимый свет после воздействия УФ-лучей, используют фотокамеры и кварцевые линзы.
Презентация на тему: «Световая Микроскопия»
Световая микроскопия
Световая микроскопия обеспечивает увеличение до 2-3 тысяч раз, цветное и подвижное изображение живого объекта, возможность микрокиносъемки и длительного наблюдения одного и того же объекта, оценку его динамики и химизма.
Основными характеристиками любого микроскопа являются разрешающая способность и контраст. Разрешающая способность — это минимальное расстояние, на котором находятся две точки, демонстрируемые микроскопом раздельно. Разрешение человеческого глаза в режиме наилучшего видения равно 0.2 мм.
Контраст изображения — это различие яркостей изображения и фона. Если это различие составляет менее 3 — 4 %, то его невозможно уловить ни глазом, ни фотопластинкой; тогда изображение останется невидимым, даже если микроскоп разрешает его детали. На контраст влияют как свойства объекта, которые изменяют световой поток по сравнению с фоном, так и способности оптики уловить возникающие различия в свойствах луча.
Возможности светового микроскопа ограничены волновой природой света. Физические свойства света — цвет (длина волны), яркость (амплитуда волны), фаза, плотность и направление распространения волны изменяются в зависимости от свойств объекта. Эти различия и используются в современных микроскопах для создания контраста.
Увеличение микроскопа определяется как произведение увеличения объектива на увеличение окуляра. У типичных исследовательских микроскопов увеличение окуляра равно 10, а увеличение объективов – 10, 45 и 100. Соответственно, увеличение такого микроскопа составляет от 100 до 1000. Некоторые из микроскопов имеют увеличение до 2000. Еще более высокое увеличение не имеет смысла, так как при этом разрешающая способность не улучшается. Напротив, качество изображения ухудшается.
Числовая апертура используется для выражения разрешающей способности оптической системы или светосилы объектива. Светосила объектива -интенсивность света, приходящаяся на единицу площади изображения, приблизительно равна квадрату NA. Величина NA составляет примерно 0,95 для хорошего объектива. Микроскоп обычно рассчитывают таким образом, чтобы его полное увеличение составляло около 1000 NA. Если между объективом и образцом ввести жидкость (масло или, что бывает реже, дистиллированную воду), то получится «иммерсионный» объектив с величиной NA, достигающей 1,4, и с соответствующим улучшением разрешения.
Методы световой микроскопии
Методы световой микроскопии (освещения и наблюдения). Методы микроскопии выбираются (и обеспечиваются конструктивно) в зависимости от характера и свойств изучаемых объектов, так как последние, как отмечалось выше, влияют на контрастность изображения.
Световой микроскоп, названный так потому, что он использует видимый свет для обнаружение мелких объектов, вероятно, наиболее известное и широко используемое исследование инструмент в биологии. Тем не менее, многие студенты и учителя не знают о полной ряд функций, доступных в световых микроскопах. Поскольку стоимость инструмента увеличивается с его качеством и универсальностью, лучшие инструменты, к сожалению, недоступны для большинства академических программ.Однако даже самые недорогие «студенческие» микроскопы могут обеспечивают захватывающий вид на природу и могут позволить студентам выполнять несколько достаточно изощренных экспериментов. Новичок склонен думать, что проблема просмотра мелких объектов заключается в получении достаточного увеличения. На самом деле, когда дело доходит до поиска в живых существах самые большие проблемы, по порядку,
Самыми маленькими объектами, которые считаются живыми, являются бактерии.Наблюдать за мельчайшими бактериями и определять форму клеток можно на всего лишь 100-кратное увеличение. Они не видны в светлопольных микроскопах, хотя. На этих страницах будут описаны типы оптики, которые используются для получения контраст, предложения по поиску образцов и сосредоточению на них, и советы по использованию измерительных приборов со световым микроскопом. Виды световых микроскоповСветлопольный микроскоп лучше всего известен студентам и, скорее всего, быть найденным в классе.Лучше оборудованные классы и лаборатории могут иметь темнопольная и / или фазово-контрастная оптика. Дифференциальный интерференционный контраст, Контраст и вариации модуляции Номарского, Хоффмана дают значительные глубина разрешения и трехмерный эффект. Флуоресценция и конфокальные микроскопы — специализированные инструменты, используемые для исследований, клиническое и промышленное применение. Кроме составного микроскопа, более простой прибор для малого увеличения также можно найти применение в лаборатории.Стереомикроскоп или рассечение микроскоп обычно имеет бинокулярный окуляр, большое рабочее расстояние, и диапазон увеличения обычно от 5x до 35 или 40x. Некоторые инструменты поставьте линзы для большего увеличения, но улучшения нет в разрешении. Такое «ложное увеличение» редко стоит расход. Светлопольная микроскопияВ обычном светлопольном микроскопе свет от лампы накаливания источник направлен на линзу под столиком, называемую конденсатором, через образец, через линзу объектива и в глаз через вторая увеличительная линза, окуляр или окуляр.Мы видим объекты в световой путь, потому что естественная пигментация или пятна по-разному поглощают свет, или потому, что они достаточно толстые, чтобы поглощать значительное количество света несмотря на то, что он бесцветный. Paramecium должен появиться справедливо хорошо в светлопольном микроскопе, хотя разглядеть будет непросто реснички или большинство органелл. Живые бактерии вообще не появятся, если зритель случайно попадает в фокальную плоскость и искажает изображение, используя максимальная контрастность. Микроскоп хорошего качества имеет встроенный осветитель, регулируемый конденсор. с регулировкой апертурной диафрагмы (контрастности), механическим столиком и биноклем окулярный тубус. Конденсор используется для фокусировки света на образце через отверстие в сцене. Пройдя через образец, свет отображается для глаза с видимым полем, которое намного больше, чем область освещена. Увеличение изображения — это просто цель увеличение линзы (обычно нанесенное на корпусе линзы), умноженное на окуляр увеличение. Студенты обычно знают об использовании грубой и точной фокусировки. ручки, используемые для повышения резкости изображения образца. Они часто не знают о настройках конденсатора, которые могут повлиять на разрешение и контраст. Некоторые конденсаторы фиксируются, другие настраиваются, так что качество света можно регулировать. Обычно лучшая позиция ибо фокусируемый конденсатор максимально приближен к сцене. Яркий Полевой конденсатор обычно содержит апертурную диафрагму, устройство, которое контролирует диаметр светового луча, проходящего через конденсатор, так что, когда диафрагма остановлена (почти закрыта), свет проходит прямо через центр линзы конденсора и контрастирует в приоритете.Когда диафрагма широко открыта, изображение становится ярче и контрастнее. низкий. Недостаток использования только апертурной диафрагмы для Контрастность заключается в том, что чем выше оптимальная точка, тем больше контраста вы производите тем больше искажаешь изображение. С небольшой, неокрашенной, непигментированной образец, вы обычно выходите за рамки оптимального контраста, когда начинаете видеть изображение. Использование светлопольного микроскопаСначала подумайте, что вы хотите делать с микроскопом.Что такое какое максимальное увеличение вам понадобится? Вы смотрите на запятнанный образец? Какой контраст / разрешение вам нужно? Далее приступаем к настройке вверх для просмотра. Установите образец на предметный столикПокровное стекло должно быть вверху, если оно есть. Объектив с большим увеличением линзы не могут фокусироваться через толстое предметное стекло; их нужно принести близко к образцу, поэтому покровные стекла такие тонкие. Уровень могут быть оснащены простыми зажимами (менее дорогие микроскопы) или какой-то тип держателя слайдов.Слайд может потребовать ручного позиционирования, или может быть механический столик (предпочтительно), который позволяет точное позиционирование не касаясь слайда. Оптимизировать освещениеИсточник света должен иметь широкий динамический диапазон, чтобы обеспечивать высокую интенсивность освещение при большом увеличении и меньшей интенсивности, чтобы пользователь может удобно просматривать при малом увеличении. Лучшие микроскопы имеют встроенный осветитель, а в лучших микроскопах есть контроль над светом интенсивность и форма светового луча.Если вашему микроскопу требуется внешний источник света, убедитесь, что свет направлен к середине конденсатора. Отрегулируйте освещение так, чтобы поле было ярким без болят глаза. Регулировка конденсатораДля настройки и юстировки микроскопа сначала прочтите руководство. Если руководства нет, попробуйте использовать эти рекомендации. Если конденсатор фокусируется, расположите его линзой как можно ближе к отверстию в этап, как вы можете это получить.Если у конденсатора есть выбираемые опции, установите это светлое поле. Начните с закрытой апертурной диафрагмы (высокий контраст). Вы должны увидеть свет, который проникает сквозь образец изменяйте яркость при перемещении рычага апертурной диафрагмы. Подумайте, что вы ищетеНамного труднее найти что-то, когда у вас нет ожиданий, как к его появлению. Насколько оно большое? Он будет двигаться? Пигментированный или морилка, и если да, то какого она цвета? Где вы ожидаете найти это на слайде? Например, у студентов обычно много проблем. обнаружение окрашенных бактерий невооруженным глазом и при малом увеличении материал выглядит как грязь.Важно знать, что по мере высыхания мазков они обычно оставляют кольца так, чтобы край мазка был наиболее плотным концентрация клеток. Сфокусируйте, найдите и отцентрируйте образецНачните с объектива с наименьшим увеличением, чтобы сосредоточиться на образец и / или часть образца, которую вы хотите исследовать. Это скорее легко найти и сфокусировать внимание на срезах тканей, особенно если они фиксированные и окрашенные, как и в большинстве подготовленных слайдов.Однако это может быть очень трудно найти живые мелкие образцы, такие как бактерии или непигментированные протисты. Суспензия дрожжевых клеток — хороший образец для практики для поиска сложных предметов.
Регулировка разделения окуляров, фокусировкаС одиночным окуляром ничего общего с окуляром, кроме держать его в чистоте. С бинокулярным микроскопом (предпочтительно) вам необходимо отрегулируйте расстояние между окулярами, как в бинокль. Бинокулярное зрение намного более чувствительно к свету и деталям, чем монокулярное. зрение, поэтому, если у вас есть бинокулярный микроскоп, воспользуйтесь им. Один или оба окуляра могут быть телескопическими, т. Е. вы можете сфокусировать это. Поскольку у очень немногих людей глаза идеально совпадает, большинству из нас необходимо сфокусировать один окуляр, чтобы соответствовать другому изображению. Посмотрите соответствующим глазом в фиксированный окуляр и сфокусируйтесь ручку фокусировки микроскопа. Затем посмотрите в регулируемый окуляр (с другой глаз, конечно) и настройте окуляр, а не микроскоп. Выбрать объектив для просмотраОбъектив с наименьшим увеличением обычно равен 3.5 или 4x, и используется в основном для первоначально находя экземпляры. Мы иногда называем это сканирующим объективом для по этой причине. Наиболее часто используемый объектив — это объектив 10x, что дает окончательное 100-кратное увеличение с 10-кратным окуляром. За очень маленькие протисты и детали на подготовленных слайдах, таких как клеточные органеллы или митотические фигуры, вам потребуется большее увеличение. Типичный высокий линзы увеличения: 40x и 97x или 100x. Последние два увеличения используются исключительно с маслом для улучшения разрешения. Увеличение ступенчато вверх. Каждый раз, когда вы переходите к высшей силе объектив, перефокусируйте и отцентрируйте образец. Более высокое увеличение линзы должны быть физически ближе к самому образцу, который создает риск заклинивания объектива в образце. Будьте очень осторожны при фокусировке. Кстати, качественные комплекты линз парфокальные, то есть при переключении увеличений образец остается в фокусе или близко к сосредоточенному. Больше не всегда лучше. Все образцы имеют три измерения и если образец не очень тонкий, вы не сможете сфокусироваться с объектив с большим увеличением. Чем больше увеличение, тем сложнее это «преследование» движущегося образца. Регулировка освещенности для выбранной линзы объективаВидимое поле окуляра постоянно, независимо от увеличения. используемый. Отсюда следует, что при увеличении увеличения освещенная область образец, который вы видите, меньше.Поскольку вы смотрите на меньшую площадь, меньше света попадает в глаз, и изображение темнеет. С объективом с низким энергопотреблением возможно, вам придется уменьшить интенсивность освещения. С большой мощностью вам нужен весь свет, который вы можете получить, особенно с менее дорогими микроскопами. Когда использовать светлопольную микроскопиюСветлопольная микроскопия лучше всего подходит для просмотра окрашенных или естественных пигментированные образцы, такие как окрашенные подготовленные слайды срезов тканей или живые фотосинтезирующие организмы.Для живых экземпляров бесполезен бактерий и хуже для нефотосинтезирующих простейших или многоклеточных животных, или неокрашенные клеточные суспензии или срезы тканей. Вот не совсем полный список образцов, которые можно наблюдать с помощью светлопольной микроскопии, и соответствующее увеличение (подчеркнуты предпочтительные конечные увеличения).
Уход за микроскопом
|
Детали светового микроскопа — как работают световые микроскопы
Световой микроскоп, будь то простой студенческий микроскоп или сложный исследовательский микроскоп, имеет следующие основные системы:
- Контроль образца — удерживайте и манипулируйте образцом Столик — где образец лежит зажимов — используется для удержания образца на столике (поскольку вы смотрите на увеличенное изображение, даже малейшие движения образца может перемещать части изображения за пределы вашего поля зрения.) микроманипулятор — устройство, позволяющее перемещать образец контролируемыми небольшими приращениями по осям x и y (полезно для сканирования слайда)
- Illumination — пролить свет на образец (самая простая система освещения — зеркало который отражает свет помещения через образец.) лампа — излучает свет (Обычно лампы представляют собой лампы накаливания с вольфрамовой нитью. Для специальных применений могут использоваться ртутные или ксеноновые лампы для получения ультрафиолетового света.В некоторых микроскопах даже используются лазеры для сканирования образца.) реостат — изменяет ток, подаваемый на лампу, для управления интенсивностью производимого света конденсатор — система линз, которая выравнивает и фокусирует свет от лампы на образце диафрагмы или отверстий-точечных отверстий — размещаются на пути света для изменения количества света, попадающего в конденсор (для увеличения контраста изображения) Схема типичного студенческого светового микроскопа, показывающая детали и путь света
- Линзы — формируют изображение Линза объектива — собирает свет от образца Окуляр — передает и увеличивает изображение от линзы объектива к вашему глазу револьвер — вращающееся крепление, на котором крепится множество линз объектива трубка — удерживает окуляр на нужном расстоянии от линзы объектива и блокирует рассеянный свет
- Focus — установите линзу объектива на правильном расстоянии от образца грубый — ручка фокусировки — используется для перемещения объекта в фокальную плоскость линзы объектива Ручка точной фокусировки — используется для точной настройки фокусировки изображения
- Поддержка и выравнивание рычаг — изогнутая часть, которая удерживает все оптических частей на фиксированном расстоянии и совмещает их основание — выдерживает вес всех частей микроскопа Трубка соединена с кронштейном микроскопа с помощью реечной передачи.Эта система позволяет сфокусировать изображение при смене линз или наблюдателей и отодвигать линзы от предметного столика при смене образцов.
Некоторые из упомянутых выше деталей не показаны на схеме и различаются в зависимости от микроскопа. Микроскопы бывают двух основных конфигураций: вертикальные и перевернутые. Микроскоп, показанный на схеме, представляет собой вертикальный микроскоп , который имеет систему освещения под предметным столиком и систему линз над предметным столиком. Инвертированный микроскоп имеет систему освещения над предметным столиком и систему линз под предметным столиком.Инвертированные микроскопы лучше подходят для просмотра толстых образцов, таких как чашки с культивированными клетками, потому что линзы могут приближаться к дну чашки, где клетки растут.
Объявление
Световые микроскопы могут обнаруживать структуры живых клеток и тканей, а также неживых образцов, таких как горные породы и полупроводники. Микроскопы могут быть простыми или сложными по конструкции, а некоторые могут выполнять более одного типа микроскопии, каждый из которых дает немного разную информацию.Световой микроскоп значительно расширил наши биомедицинские знания и продолжает оставаться мощным инструментом для ученых.
Статьи по теме HowStuffWorks
Другие замечательные ссылки
Общая информация
Учебные пособия и виртуальные микроскопы
Организации, образовательная информация, отраслевые ресурсы
.Vergrößerung im Mikroskop | Световой микроскоп
Принцип увеличения в микроскопе
Есть два разных метода увеличения объекта с помощью овальной линзы. Объекты можно размещать как внутри, так и за пределами фокусного расстояния. В световом микроскопе обычно комбинируются оба метода.
Увеличение в пределах фокусного расстояния
Я объяснил этот метод уже на целевой странице. При размещении объекта в пределах фокусного расстояния линза работает как увеличительное стекло.Благодаря преломлению света объект выглядит больше, чем он есть на самом деле.
Преломление света: линза преломляет световые лучи. Это заставляет объект казаться больше, как он есть. Объектив создает так называемое «виртуальное изображение».Объектив создает виртуальное изображение. Виртуальное изображение — это изображение, которое вы не можете спроецировать на поверхность, как фотоаппарат в кинотеатре.
Увеличение вне фокусного расстояния
При размещении объекта за пределами фокусного расстояния созвездие становится более сложным.Для лучшего понимания я использовал на картинке разные цвета.
Выпуклая линза с преломлением света: линза создает преобразованное в реальном масштабе изображение путем преломления света.Лучи ЗЕЛЕНЫЙ проходят параллельно оптической оси. Эти параллельные лучи каким-то образом преломляются, поэтому все они встречаются в фокусе после выхода из линзы. Центральные лучи (СИНИЙ) входят в линзу под углом, который остается неизменным после выхода. Фокальные лучи (ОРАНЖЕВЫЕ) проходят через фокус и выходят из линзы в виде параллельных лучей.Все эти лучи встречаются в одной точке. Это та точка, где можно создать четкое изображение, которое больше исходного объекта. Кроме того, это наоборот. Это так называемое обратное реальное изображение. Это называется реальным изображением, потому что это изображение можно проецировать на поверхность. Когда вы помещаете белый лист в фокусное расстояние с правой стороны линзы, вы можете видеть объект на листе. Так работает проектор в кино.
Комбинация обоих методов
В световом микроскопе обычно используются оба метода увеличения, как показано на рисунке ниже.Я снова удалил некоторые цвета, чтобы избежать раздражения.
Увеличение в микроскопе: увеличенное реальное изображение снова увеличивается до виртуального изображения. Две линзы усиливают эффект.На первом этапе объект помещается за пределы фокусного расстояния линзы. Это создает увеличенное реверсивное изображение. Это реальное изображение находится в пределах фокусного расстояния второй линзы, поэтому оно снова увеличивается как виртуальное изображение. Итак, что действительно делает микроскоп: увеличивать уже увеличенное изображение.В результате увеличивается эффект увеличения линз. Вот почему микроскопы могут достигать гораздо большего коэффициента увеличения, чем простые линзы.
Как рассчитать коэффициент увеличения микроскопа
Окуляр: 10x
Объектив: 3,5x / 10x / 40x
Эти цифры показывают коэффициент для каждой линзы отдельно. Общий коэффициент увеличения объединенных линз можно рассчитать , умножив их друг на друга .В нашем случае микроскоп может увеличиваться в раз: 35/100/400 .
Иногда на тубусе объектива есть дополнительный коэффициент, например 1,25x. Эту цифру тоже нужно умножить. Итого получим: 43,75 / 125/500
Пределы оптического увеличения
Оптическое увеличение достигает своих барьеров в 1000-1200 раз. Длина волны света является ограничивающим критерием. Причина в том, что в этом диапазоне луч света просто больше, чем наблюдаемый объект.С этого момента микроскоп не может создавать полезные изображения.
Пределы увеличения в микроскопе: когда объект меньше, чем протяженность светового луча, микроскоп больше не может генерировать изображения.Изображение показывает световые лучи в виде красных точек (цвет не имеет особого значения), что пробежать через объект. Точки достаточно малы, чтобы нарисовать разумный контур. На картинке посередине показан тот же объект, но он меньше по сравнению со световыми лучами. В этом случае балки слишком велики, чтобы нарисовать контур.Таким объектом является, например, вирус. В большинстве случаев вирус слишком мал для оптического микроскопа. Их визуализация требует других методов. Их можно увидеть в электронный микроскоп.
На рисунке справа видно, что лучи света не похожи на трубопроводы, как показано на первых двух рисунках. Это частицы энергии, которые бегают волнами. Эти волны имеют определенный радиус, и они являются причиной того, что нельзя бесконечно увеличивать с помощью светового микроскопа.
.Световой микроскоппротив электронного микроскопа
Обновлено 16 июля 2015 г.
Микроскопы бывают разных размеров, каждый со своей спецификацией. Самые распространенные категории — это световой микроскоп и электронный микроскоп. Каждый из этих микроскопов имеет отличительные особенности и подходит для разных целей — от увеличения простых объектов, таких как живые клетки, до сложных объектов, таких как детали ядра клетки.
Определения
Световой микроскопСветовой микроскоп (также оптический микроскоп ) — это оптический прибор, который используется для увеличения объектов, чтобы рассмотреть их детали.Он использует свет для освещения видимых объектов.
Электронный микроскопЭлектронный микроскоп — это оптический прибор, который использует пучок электронов, чтобы увеличивать объекты для детального просмотра.
Сравнительная таблица
Световой микроскоп | Электронный микроскоп |
Простой в использовании | Пользователям требуются технические навыки |
Может просматривать как живые, так и мертвые образцы | Просматривать только мертвые образцы |
Плохой вид поверхности | Хороший вид поверхности и внутренние детали |
Использует световые лучи для освещения образцов | Использует пучок электронов для просмотра образцов |
Стеклянные линзы | Линзы сделаны из электромагнитов |
Низкая разрешающая способность, обычно ниже 0.30 мкм. | Высокая разрешающая способность до 0,0001 мкм. |
Малое увеличение до 1500x | Высокое увеличение до 1000000x |
Изображения просматриваются глазами через окуляр | Изображения просматриваются на фотопластинке или флуоресцентном экране из сульфата цинка |
Не используется в вакууме | Работает в условиях высокого вакуума |
Дешево покупать и имеет низкие затраты на обслуживание | Очень дорого покупать и обслуживать |
Световой микроскоп против электронного микроскопа
В чем разница между световой микроскоп и электронный микроскоп? Эти два типа микроскопов отличаются друг от друга рядом различий, таких как источник света, который они используют, уровень увеличения, стоимость, разрешающая способность и другие факторы.
- Электронный микроскоп стоит очень дорого и требует особых условий окружающей среды. Это делает его обслуживание дорогим. Кроме того, для его использования требуются высокие технические навыки, и поэтому он ограничен специализированным использованием, таким как исследования. С другой стороны, световой микроскоп дешево покупать и обслуживать. Для использования не требуется специальных навыков. В результате он подходит для большинства основных функций и очень распространен в школах и других учебных заведениях.
- В то время как световой микроскоп использует свет для освещения образцов и стеклянные линзы для увеличения изображений, электронный микроскоп использует пучок электронов для освещения образцов и магнитные линзы для увеличения изображений.
- Разрешающая способность (уровень детализации изображения) — основное различие между этими двумя микроскопами. Световой микроскоп имеет разрешение до 0,3 мкм, т.е. 3 мкм. Это ограничивает его, поскольку два близких объекта нельзя рассматривать как отдельные. В электронном микроскопе разрешение составляет около 0,0001 мкм, то есть 0,01 нанометра. Это разрешение можно использовать в ситуациях, требующих более подробной информации, например при изучении ядер клеток.
- Световой микроскоп можно использовать для просмотра мертвых и живых образцов.Это делает его важным при изучении живых. Напротив, электронный микроскоп нельзя использовать для просмотра живых образцов, поскольку он использует электроны, разрушающие жизнь.
Видео
Вот полезное видео, в котором рассказывается, как работают разные микроскопы, их различия и разные изображения, получаемые каждым из них: