Дизайнът на микроскопа зависи пряко от предназначението му. Както вероятно вече се досещате, микроскопите са различни и оптичният микроскоп ще се различава значително от електронния или рентгеновия микроскоп. Тази статия ще разгледа подробно структурата оптичен светлинен микроскоп, който е на този моменте най-популярният избор на аматьори и професионалисти, с който можете да решите много изследователски проблеми.

Оптичните микроскопи също имат своя собствена класификация и могат да се различават по своята структура. Има обаче основен набор от части, които са включени в устройството на всеки оптичен микроскоп. Нека разгледаме всяка от тези подробности.

В микроскопа могат да се разграничат оптични и механични части. Оптиката на микроскопа включва обективи, окуляри и осветителна система. Триножник, тубус, предметна маса, закрепвания на кондензатора и светлинните филтри, механизми за регулиране на предметната маса и държача на тубуса представляват механичната част на микроскопа.

Да започнем с може би оптична част .

• Окуляр. Тази част от оптичната система, която е пряко свързана с очите на наблюдателя. В най-простия случай лещата се състои от една леща. Понякога, за по-голямо удобство или, както се казва, "ергономичност", обективът може да бъде оборудван, например, с "окуляр", изработен от гума или мека пластмаса. Стереоскопичните (бинокулярни) микроскопи имат два окуляра.
• Лещи. Може би най-важната част от микроскопа, осигуряваща основното увеличение. Основният параметър е апертурата, какво е тя е описано подробно в раздела "Основни параметри на микроскопите". Лещите се делят на "сухи" и "потапящи", ахроматични и апохроматични и дори на евтини прости микроскописа доста сложна система от лещи. Някои микроскопи имат унифицирани елементи за монтиране на лещи, което ви позволява да завършите устройството в съответствие със задачите и бюджета на потребителя.
• Осветител. Много често се използва обикновено огледало, което позволява насочването на дневна светлина върху тестовата проба. В момента често се използват специални халогенни лампи, които имат спектър, близък до естествения Бяла светлинаи не причинява големи изкривявания на цвета.
• Диафрагма. По принцип микроскопите използват така наречените "ирисови" диафрагми, наречени така, защото съдържат венчелистчета, подобни на тези на цвете на ирис. Чрез изместване или разширяване на венчелистчетата можете плавно да регулирате силата на светлинния поток, който влиза в пробата, която не се изследва.
• Колекционер. С помощта на колектор, разположен близо до източника на светлина, се създава светлинен поток, който запълва отвора на кондензатора.
• Кондензатор. Този елемент, който е събирателна леща, образува светлинен конус, насочен към обекта. Интензитетът на осветяване се контролира от блендата. Повечето микроскопи използват стандартен кондензатор на Abbe с две лещи.

Не струва нищоче в оптичния микроскоп може да се използва един от двата основни метода на осветяване: осветяване на пропусната светлина и осветяване на отразена светлина. В първия случай светлинният поток преминава през обекта, в резултат на което се образува изображение. Във втория - светлината се отразява от повърхността на обекта.

Микроскопът е оптичен инструмент за изследване на невидими с просто око обекти. В микроскоп (фиг. 1) се разграничават механични и оптични части. Механичната част на уреда се състои от крак с прикрепен към него тубусен държач, на който се закрепват тубуса, окулярите и обективите (обективите се сменят с въртящо се устройство), предметна маса и осветителен апарат с огледало. Тубусът е подвижно закрепен към тубусния държач, повдига се и се спуска с помощта на два винта: микрометричен винт се използва за предварителна настройка на фокуса; микрометров винт - за фино фокусиране. Предметната маса е оборудвана с устройство, което ви позволява да преместите лекарството вътре различни посокив хоризонталната равнина. Осветителната апаратура се състои от кондензатор и диафрагма, които се намират между огледалото и масата.

Ориз. 1. Биологичен микроскоп:
1 - окуляри;
2 - бинокулярна приставка;
3 - глава за закрепване на револвер със седалка за смяна на тръби;
4 - винт за закрепване на бинокъл;
5 - револвер на плъзгач;
6 - леща;
7 - предметна маса;
8 и 9 - агнето на надлъжното (8) и напречното (9) движение на подготвителния водач;
10 - апланатичен кондензатор за директно и наклонено осветление;
11 - центриращи винтове за маса;
12 - огледало;
13 - агнешки микромеханизъм;
14 - скоба на кондензатора;
15 - глава на винт, фиксираща горната част на сцената;
16 - кутия с микромеханизъм;
17 - крак;
18 - груб винт;
19 - държач на тръбата.

Диафрагмата регулира интензитета на светлината, влизаща в кондензатора. Кондензаторът може да се движи във вертикална посока, променяйки интензитета на светлинния поток, влизащ в лещата. Обективите са системи от взаимно центрирани лещи, които дават обратно увеличено изображение на обект. Увеличението на лещите е указано на рамката (X10, X20, X40, X90). Лещите се предлагат в два вида: сухи и потопяеми (потопяеми). Имерсионната леща първо се спуска в имерсионното масло с помощта на макровинт под контрола на окото и след това чрез манипулиране на микровинта се постига ясен образ на обекта. Окулярът е оптична система, който увеличава изображението, заснето в обектива. Увеличенията на окуляра са посочени на рамката (X5 и т.н.). Общото увеличение на микроскопа е равно на увеличението на обектива и увеличението на окуляра.

Ориз. 2. Микроскоп МБИ-1 с осветител ОИ-19.

С микроскопа можете да работите на дневна и изкуствена светлина, като за източник на светлина се използва специален осветителен апарат (фиг. 2). При работа с кондензатор се използва плоско огледало, независимо от източника на светлина. Работят с вдлъбнато огледало без кондензатор. При дневна светлина кондензаторът се повдига до нивото на предметната сцена, при изкуствена светлина се спуска, докато източникът на светлина се появи в равнината на препарата. Вижте също Микроскопска техника, Микроскопия.

публикувано на

ВЪВЕДЕНИЕ

С помощта на цифров микроскоп се осъществява потапяне в мистериозен и завладяващ свят, където можете да научите много нови и интересни неща. Децата, благодарение на микроскопа, разбират по-добре, че всичко живо е толкова крехко и затова трябва да бъдете много внимателни с всичко, което ви заобикаля. Дигиталният микроскоп е мост между реалния обикновен свят и микрокосмоса, който е загадъчен, необичаен и следователно изненадващ. И всичко невероятно силно привлича вниманието, засяга ума на детето, развива креативност, любов към темата, интерес към света около него.

Децата се справят с всяка задача с помощта на микроскоп с удоволствие и любопитство. Оказва се, че за тях е много интересно да видят в уголемен вид и клетки, и човешка коса, и листни вени, и спори на папрат, и мухъл гъбички mukor.

Глава 1

Лупата е най-простото увеличително устройство. Основната му част е лупа, изпъкнала от двете страни и поставена в рамка. С помощта на лупа виждаме изображение на предмет, увеличено 2-25 пъти. Лупата се хваща за дръжката и се доближава до обекта на такова разстояние, при което изображението на предмета става най-ясно.

Микроскопът е инструмент, който увеличава изображението на обект стотици или дори хиляди пъти. Първите микроскопи започват да се правят през 17 век. Най-напредналите по това време са микроскопите, проектирани от холандеца Антони ван Льовенхук. Неговите микроскопи даваха увеличение до 270 пъти. Съвременните светлинни микроскопи увеличават изображението до 3600 пъти. През ХХ век. Изобретен е електронният микроскоп, който увеличава изображението десетки и стотици хиляди пъти.

Основната част от светлинния микроскоп, с който работите в училище, са лупите, поставени в тръбата или тръбата (на латински „tube“ означава „тръба“). В горния край на тръбата има окуляр, състоящ се от рамка и две лупи. Името "окуляр" идва от латинската дума "oculus", което означава "око". При изследване на предмет с микроскоп окото се приближава до окуляра.

В долния край на тръбата е поставена леща, състояща се от рамка и няколко лупи. Наименованието „обективен“ идва от латинската дума „objectum“, което означава „предмет“.

Тръбата е прикрепена към статив. Към статива е прикрепена и предметна маса, в центъра на която има отвор, а под него има огледало.

С помощта на микроскоп можете да изследвате клетките на всички органи на растението.

Подгответе препарата, поставете го върху предметната маса и фиксирайте предметното стъкло там с две скоби.

С помощта на винта плавно спуснете тръбата, така че долният ръб на лещата да е на разстояние 1-2 mm от препарата.

Гледайки през окуляра, бавно повдигнете тръбата, докато се появи ясно изображение на обекта.

Поставете микроскопа обратно в кутията му след употреба.

Микроскопът включва три основни функционални части:

осветителна част

Проектиран да създава светлинен поток, който ви позволява да осветявате обекта по такъв начин, че следващите части на микроскопа да изпълняват функциите си с най-голяма точност. Осветителната част на микроскопа с пропусната светлина е разположена зад обекта под обектива при директните микроскопи и пред обекта над обектива при обърнатите. Осветителната част включва източник на светлина (лампа и електрическо захранване) и оптико-механична система (колектор, кондензатор, регулируеми поле и апертура / ирисови диафрагми).

част за възпроизвеждане

Проектиран да възпроизвежда обект в равнината на изображението с качеството на изображението и увеличението, необходими за изследване (т.е. да изгради такова изображение, което възпроизвежда обекта възможно най-точно и във всички детайли с резолюция, увеличение, контраст и възпроизвеждане на цветовете, съответстващи на оптиката на микроскопа). Възпроизвеждащата част осигурява първата степен на увеличение и е разположена след обекта към равнината на изображението на микроскопа.

Възпроизвеждащата част включва леща и междинна оптична система.

Съвременните микроскопи от последно поколение се основават на оптични системи от лещи, коригирани за безкрайност. Това допълнително изисква използването на т. нар. тръбни системи, които „събират“ успоредни лъчи светлина, излизащи от обектива в равнината на изображението на микроскопа.

визуализираща част

Предназначен за получаване на реално изображение на обект върху ретината, филм или плоча, на екрана на телевизор или компютърен монитор с допълнително увеличение (вторият етап на увеличение).

Изобразяващата част се намира между образната равнина на обектива и очите на наблюдателя (камера, фотоапарат). Частта за изображения включва монокулярна, бинокулярна или тринокулярна визуална приставка със система за наблюдение (окуляри, които работят като лупа).

В допълнение, тази част включва системи за допълнително увеличение (системи за търговец на едро / промяна на увеличението); прожекционни дюзи, включително дискусионни дюзи за двама или повече наблюдатели; устройства за рисуване; системи за анализ на изображения и документиране с подходящи адаптерни (съвпадащи) елементи.

Модерен микроскопсе състои от следните конструктивни и технологични части:

оптичен;

механични;

електрически.

Механичната част на микроскопа

Основната структурна и механична единица на микроскопа е статив. Стативът включва следните основни блокове: базаи държач за тръба.

Базае блок, върху който е монтиран целият микроскоп. В обикновените микроскопи осветителните огледала или горните осветители са монтирани на основата. При по-сложните модели осветителната система е вградена в основата без или със захранване.

Разновидности на бази за микроскопи

основа с огледало за осветление;

така нареченото "критично" или опростено осветление;

Осветление на Keller.

модул за смяна на обектива със следните версии - въртящо се устройство, резбово устройство за завинтване на обектива, "шейна" за безрезбов монтаж на обективи чрез специални водачи;

фокусиращ механизъм за груба и фина настройка на микроскопа за острота - механизъм за фокусиране на движение на лещи или маси;

точка на закрепване за сменяеми предметни маси;

точка на закрепване за фокусиране и центриране на движение на кондензатора;

точка на закрепване за сменяеми дюзи (визуални, фотографски, телевизионни, различни предавателни устройства).

Микроскопите могат да използват стелажи за монтиране на възли (например фокусиращият механизъм в стерео микроскопите или стойката на осветителя в някои модели обърнати микроскопи).

Чисто механичната част на микроскопа е обектна маса, предназначени за закрепване или фиксиране в определено положение на обекта на наблюдение. Масите са неподвижни, координатни и въртящи се (центрирани и нецентрирани).

Микроскопска оптика (оптична част)

Оптичните компоненти и аксесоари осигуряват основната функция на микроскопа - създаване на увеличено изображение на обекта с достатъчна степен на надеждност по отношение на форма, съотношение на размерите на съставните елементи и цвят. Освен това оптиката трябва да осигурява качество на изображението, което отговаря на целите на изследването и изискванията на методите за анализ.

Основните оптични елементи на микроскопа са оптичните елементи, които образуват осветителната (включително кондензатор), наблюдателна (окуляри) и възпроизвеждаща (включително лещи) системи на микроскопа.

микроскопски обективи

Те са оптични системи, предназначени за изграждане на микроскопичен образ в равнината на изображението с подходящо увеличение, разделителна способност на елементите, точност на формата и цвета на обекта на изследване. Те имат сложна оптико-механична конструкция, която включва няколко единични лещи и компоненти, слепени от 2 или 3 лещи. Броят на лещите се определя от обхвата на задачите, решавани от обектива. Колкото по-високо е качеството на изображението, дадено от обектива, толкова по-сложен е неговият оптичен дизайн. Общият брой на лещите в един комбиниран обектив може да бъде до 14 (например, това може да бъде планов апохроматен обектив с увеличение 100x и цифрова апертура 1,40).

Лещата се състои от предна и последваща част. Предната леща (или система от лещи) е обърната към препарата и е основната при изграждането на изображение с подходящо качество, определя работното разстояние и числовата апертура на обектива. Следващата част в комбинация с предната осигурява необходимото увеличение, фокусно разстояние и качество на изображението, а също така определя височината на обектива и дължината на тубуса на микроскопа.

Класификация на лещите

Класификацията на лещите е много по-сложна от класификацията на микроскопите. Лещите се разделят според принципа на изчислено качество на изображението, параметрични и конструктивно-технологични характеристики, както и методи за изследване и контраст.

Според принципа на изчисленото качество на изображениетолещите могат да бъдат:

ахроматичен;

апохроматичен;

лещи с плоско поле (план).

Ахроматични цели.

Ахроматичните лещи са предназначени за използване в спектралния диапазон 486-656 nm. Коригирането на всяка аберация (ахроматизация) се извършва за две дължини на вълната. Тези лещи елиминират сферична аберация, позиционна хроматична аберация, кома, астигматизъм и частично сферохроматична аберация. Изображението на обекта има леко синкаво-червеникав оттенък.

Апохроматични цели.

Апохроматичните обективи имат разширена спектрална област и ахроматизацията се извършва за три дължини на вълната. В този случай, в допълнение към хроматизма на позицията, сферичната аберация, комата и астигматизма, вторичният спектър и сферохроматичната аберация също се коригират доста добре, благодарение на въвеждането в схемата на лещи, изработени от кристали и специални стъкла. В сравнение с ахроматите, тези лещи обикновено имат по-големи цифрови апертури, произвеждат по-резки изображения и прецизно възпроизвеждат цвета на обекта.

Полуапохроматиили микрофлуари.

Модерни обективи със средно качество на изображението.

планови лещи. При плановите лещи кривината на изображението по полето е коригирана, което осигурява рязко изображение на обекта в цялото поле на наблюдение. Плановите лещи обикновено се използват за фотография, като използването на планови апохромати е най-ефективно.

Нуждата от този тип лещи нараства, но те са доста скъпи поради оптичния дизайн, който реализира плоско поле на изображението и използваните оптични носители. Следователно рутинните и работните микроскопи са оборудвани с така наречените икономически обективи. Те включват лещи с подобрено качество на изображението в цялата област: акростигмати (LEICA), CP-ахромати и акроплани (CARL ZEISS), стигмахромати (LOMO).

По параметрични характеристикилещите се разделят, както следва:

лещи с ограничена дължина на тръбата (например 160 mm) и лещи, коригирани за дължината на тръбата "безкрайност" (например с допълнителна система от тръби с фокусно разстояние 160 mm);

малки лещи (до 10x); средни (до 50x) и големи (повече от 50x) увеличения, както и лещи със свръхвисоко увеличение (над 100x);

обективи с малки (до 0,25), средни (до 0,65) и големи (повече от 0,65) цифрови апертури, както и обективи с увеличени (в сравнение с конвенционалните) числови апертури (например обективи с апохроматична корекция, както и специални обективи за флуоресцентни микроскопи);

обективи с увеличени (в сравнение с конвенционалните) работни дистанции, както и с големи и свръхдълги работни дистанции (обективи за работа в инвертирани микроскопи). Работното разстояние е свободното разстояние между обекта (равнината на покривното стъкло) и долния ръб на рамката (лещата, ако е изпъкнала) на компонента на предната леща;

лещи, осигуряващи наблюдение в нормално линейно поле (до 18 mm); широкополови обективи (до 22,5 mm); ултраширокоъгълни лещи (повече от 22,5 mm);

стъклата са стандартни (45 мм, 33 мм) и нестандартни по височина. Височина - разстоянието от референтната равнина на лещата (равнината на контакт на завинтената леща с въртящото се устройство) до равнината на обекта с фокусиран микроскоп, е постоянна величина и осигурява парфокалността на набор от лещи с различни увеличения, сходни по височина, монтирани във въртящото се устройство. С други думи, ако се получи рязко изображение на обект с помощта на леща с едно увеличение, тогава при преминаване към последващи увеличения изображението на обекта остава рязко в рамките на дълбочината на рязкост на лещата.

По конструктивни и технологични характеристикиима следното разделение:

обективи с и без пружинна рамка (започвайки с числова апертура 0,50);

лещи с ирисова диафрагма вътре за промяна на цифровата апертура (например в лещи с увеличена цифрова апертура, в лещи за предавана светлина за прилагане на метода на тъмното поле, в лещи с поляризирана отразена светлина);

лещи с коригираща (контролна) рамка, която осигурява движението на оптичните елементи вътре в лещата (например за коригиране на качеството на изображението на лещата при работа с различна дебелина на покривното стъкло или с различни потапящи течности; както и за промяна на увеличението по време на плавна - панкратична - промяна на увеличението) и без нея.

Да предостави методи за изследване и контрастиранеЛещите могат да бъдат разделени, както следва:

обективи работещи със и без покривно стъкло;

Лещи за предавана и отразена светлина (безрефлексни); луминесцентни лещи (с минимална присъща луминесценция); поляризационни лещи (без напрежение на стъклото в оптичните елементи, т.е. без въвеждане на собствена деполяризация); фазови лещи (с фазов елемент - полупрозрачен пръстен вътре в лещата); лещи DIC (DIC), работещи по метода на диференциалния интерферентен контраст (поляризиращи с призмен елемент); епи-обективи (обективите с отразена светлина, предназначени да осигурят методи на ярко и тъмно поле, имат специално проектирани осветителни епи-огледала в своя дизайн);

имерсионни и непотопяеми лещи.

Имерсия (от латински immersio - потапяне) е течност, която запълва пространството между обекта на наблюдение и специална имерсионна леща (кондензатор и предметно стъкло). Основно се използват три вида течности за потапяне: потапяне в масло (MI/Oil), потапяне във вода (VI/W) и потапяне в глицерол (GI/Glyc), като последното се използва главно в ултравиолетовата микроскопия. Потапянето се използва в случаите, когато е необходимо да се увеличи разделителната способност на микроскоп или приложението му се налага от технологичния процес на микроскопиране. В този случай се получава: 1. повишена видимост поради увеличаване на разликата между коефициента на пречупване на средата и обекта;

2. увеличаване на дълбочината на наблюдавания слой, което зависи от индекса на пречупване на средата.

В допълнение, течността за потапяне може да намали количеството разсеяна светлина, като елиминира отблясъците от обекта. Това елиминира неизбежната загуба на светлина, когато тя навлезе в обектива.

имерсионни лещи.Качеството на изображението, параметрите и оптичният дизайн на имерсионните обективи се изчисляват и избират, като се вземе предвид дебелината на имерсионния слой, който се счита за допълнителна леща с подходящ индекс на пречупване. Течността за потапяне, поставена между обекта и компонента на предната леща, увеличава ъгъла, под който обектът се гледа (ъгъл на блендата). Числовата апертура на обектива без потапяне (сух) не надвишава 1,0 (разделителната способност е около 0,3 µm за основната дължина на вълната); потапяне - достига 1,40, в зависимост от коефициента на пречупване на потапяне и технологичните възможности за производство на предната леща (разделителната способност на такава леща е около 0,12 микрона).

Имерсионните лещи с голямо увеличение имат късо фокусно разстояние - 1,5-2,5 mm със свободно работно разстояние 0,1-0,3 mm (разстоянието от равнината на препарата до рамката на предната леща на обектива).

Окуляри

Оптични системи, предназначени за изграждане на микроскопичен образ върху ретината на окото на наблюдателя. Най-общо окулярите се състоят от две групи лещи: очната леща, която е най-близо до окото на наблюдателя, и полевата леща, която е най-близо до равнината, в която лещата изгражда изображение на съответния обект.

Окулярите се класифицират според същите групи характеристики като лещите: 1. компенсаторни окуляри (К - компенсират хроматичната разлика в увеличението на лещите над 0,8%) и некомпенсирано действие; 2. окуляри с нормално и плоско поле; 3. широкоъгълни окуляри (с номер на окуляра - произведението от увеличението на окуляра и линейното му поле - повече от 180); ултра широкоъгълен (с номер на окуляра над 225); 4. окуляри с разширена зеница за работа със и без очила; 5. окуляри за наблюдение, проекционни окуляри, фотоокуляри, гамали; 6. окуляри с вътрешно насочване (с помощта на подвижен елемент вътре в окуляра се извършва настройка на рязко изображение на решетката или равнината на изображението на микроскопа; както и плавна, панкратична промяна на увеличението на окуляра) и без него.

Осветителна система

Осветителната система на микроскопа е система от лещи, диафрагми и огледала (последните се използват при необходимост), която осигурява равномерно осветяване на обекта и пълно запълване на апертурата на обектива.

Осветителната система на микроскопа с пропусната светлина се състои от две части - колектор и кондензатор.

Колекционер.С вградена система за осветяване на пропусната светлина, колекторната част е разположена близо до източника на светлина в основата на микроскопа и е предназначена да увеличи размера на светещото тяло. За да се осигури настройка, колекторът може да бъде направен подвижен и да се движи по оптичната ос. В близост до колектора е полевата диафрагма на микроскопа.

Кондензатор.Оптичната система на кондензатора е предназначена да увеличи количеството светлина, влизаща в микроскопа. Кондензаторът се намира между обекта (предметна маса) и осветителя (източник на светлина). Най-често в образователни и прости микроскопи кондензаторът може да бъде направен неподвижен и неподвижен. В други случаи кондензаторът е подвижна част и при регулиране на осветеността има фокусиращо движение по оптичната ос и центриращо движение перпендикулярно на оптичната ос.

Кондензаторът винаги има ирисова диафрагма със светещ отвор.

Кондензаторът е един от основните елементи, които осигуряват работата на микроскопа при различни методи на осветяване и контраст:

наклонено осветяване (диафрагма от ръба към центъра и изместване на диафрагмата на осветителната апертура спрямо оптичната ос на микроскопа);

тъмно поле (максимален отвор от центъра до ръба на отвора за осветяване);

фазов контраст (пръстенообразно осветяване на обекта, докато изображението на светлинния пръстен се вписва във фазовия пръстен на лещата).

Класификация на кондензаторитеблизки по групи характеристики до лещите: 1. кондензаторите се делят на неахроматични, ахроматични, апланатични и ахроматично-апланатични по отношение на качеството на изображението и вида на оптичната корекция; 2. кондензатори с малка числова апертура (до 0,30), средна числова апертура (до 0,75), голяма числова апертура (над 0,75); 3. кондензатори с редовно, дълго и свръхдълго работно разстояние; 4. обикновени и специални кондензатори за различни методи на изследване и контрастиране;

5. Конструкцията на кондензатора е единична, със сгъваем елемент (фронтален компонент или леща с голямо поле), със завинтен челен елемент.

Абе кондензатор- кондензатор, който не е коригиран за качество на изображението, състоящ се от 2 неахроматични лещи: едната е двойно изпъкнала, другата е плоско изпъкнала, обърната към обекта на наблюдение (плоската страна на тази леща е насочена нагоре). Апертура на кондензатора A = 1,20. Има ирисова диафрагма.

Апланатичен кондензатор- кондензатор, състоящ се от три лещи, подредени както следва: горната леща е плоско-изпъкнала (плоската страна е насочена към обектива), последвана от вдлъбнато-изпъкнали и двойно изпъкнали лещи. Коригиран за сферична аберация и кома. Апертура на кондензатора A = 1,40. Има ирисова диафрагма.

Ахроматичен кондензатор- кондензатор, напълно коригиран за хроматична и сферична аберация.

Кондензатортъмно поле- кондензатор, предназначен да създава ефект на тъмно поле. Той може да бъде специален или преобразуван от конвенционален кондензатор с ярко поле чрез инсталиране на непрозрачен диск с определен размер в равнината на ирисовата диафрагма на кондензатора.

Глава 2. ЦИФРОВ МИКРОСКОП И НЕГОВОТО ПРИЛОЖЕНИЕ В УРОЦИТЕ ПО БИОЛОГИЯ

В днешния дигитален свят оптичните микроскопи се считат за остарели и са заменени от цифрови аналогове. Това осигурява както предимства, така и недостатъци. Но несъмнено цифровите микроскопи имат по-голям потенциал и възможности, които всеки ученик вече може да използва.

Микроскоп - лабораторна оптична система за получаване на увеличени изображения на малки обекти с цел изследване, изследване и практическо приложение. Комбинацията от производствени технологии и практическото използване на микроскопите се нарича микроскопия.

С помощта на микроскопи се определят формата, размерите, структурата и много други характеристики на микрообектите, както и микроструктурата на макрообектите.

Историята на създаването на микроскопа като цяло отне много време. Постепенно развитието на оптичните технологии доведе до появата на по-добри лещи, по-точни устройства за задържане.

До края на 20 век оптичните микроскопи достигат върха на своето развитие. Следващата стъпка е появата на дигиталните микроскопи, при които обективът е заменен с цифрова камера.

Всъщност основната разлика между цифровия микроскоп и конвенционалния е липсата на окуляр, през който обектът се наблюдава от човешкото око. Вместо това е инсталиран цифров фотоапарат, първо, той не дава изкривяване (броят на лещите е намален), и второ, възпроизвеждането на цветовете се подобрява и изображенията се получават в цифрова форма, което позволява допълнителна последваща обработка, както и съхраняване на огромни масиви от снимки само на един твърд диск.

увеличителен инструмент микроскоп биология

Дигиталният микроскоп Digital Blue QX5 е пригоден за работа в училищни условия. Оборудван е с визуално-цифров преобразувател на информация, който осигурява предаване в реално време на изображение на микрообект и микропроцес към компютър, както и тяхното съхранение, включително под формата на цифров видеозапис. Микроскопът има проста конструкция, USB-интерфейс, двустепенно осветление. Към него беше включен софтуер с прост и интуитивен интерфейс.

Със скромни, от съвременна гледна точка, системни изисквания, той ви позволява да:

Увеличете изследваните обекти, поставени на сцената, с 10, 60 и 200 пъти (преходът се извършва чрез завъртане на синия барабан)

Използвайте както прозрачни, така и непрозрачни обекти, както фиксирани, така и нефиксирани

Разгледайте повърхностите на достатъчно големи предмети, които не пасват директно на сцената

Правете снимки, както и правете видео на случващото се, като натиснете съответния бутон в интерфейса на програмата

Запишете наблюдаваното, без да се притеснявате за безопасността му в този момент - файловете автоматично се поставят на твърдия диск на компютъра.

Задайте параметрите на снимане, като промените честотата на кадрите - от 4 кадъра в секунда до 1 на час

Направете най-простите промени в получените снимки, без да напускате програмата на микроскопа: приложете подписи и индекси, копирайте части от изображението и т.н.

Експортиране на резултати за използване в други програми:

графични файлове - във формат *.jpg или *.bmp, и видео файлове - във формат *.avi

Съберете от резултатите от фото и видео заснемане демонстрационни колекции - "филмови ленти" (паметта на програмата може едновременно да съхранява 4 последователности, включително до 50 обекта всяка). Впоследствие избрани кадри, временно неизползвани, могат лесно да бъдат разглобени, тъй като графичните файлове остават на твърдия диск на компютъра

Отпечатайте получения графичен файл в три различни режима:

9 миниатюри на лист А4, цял лист А4, увеличено изображение, разделено на 4 листа А4

Демонстрирайте изследваните обекти и всички действия, извършени с тях на монитор на персонален компютър и / или на прожекционен екран, ако към компютъра е свързан мултимедиен проектор

Какво дава цифровият микроскоп на учител и ученик във връзка с уроците по биология?

Едно от най-големите предизвикателства, пред които е изправен учителят по биология, когато провежда лабораторна работа с традиционен микроскоп, е почти несъществуващата способност да разбере какво наистина виждат неговите ученици. Колко пъти момчетата призовават за нещо, което изобщо не е необходимо - в зрителното поле е или ръбът на препарата, или въздушен мехур, или пукнатина ...

Добре е да има постоянен лаборант или обучени обществени сътрудници, които да извършват такава задължителна работа по програмата. А ако си сам - за 25 човека и 15 микроскопа? И микроскопът, стоящ в средата на бюрото (един за двама!), Не може да бъде преместен - в противен случай всички настройки на светлината и остротата се объркат, докато резултатите от работата (както и времето и интереса) се губят.

Същите занятия са много по-лесни и по-ефективни, ако лабораторната работа е предшествана от въвеждащ инструктаж, проведен с помощта на цифров микроскоп.

В този случай реално извършените и едновременно демонстрирани през проектора действия с препарата и полученото изображение са най-добри помощници.

Те визуално показват на ученика правилния ход на действие и очаквания резултат. Остротата на изображението в компютърната версия на микроскопа също се постига чрез завъртане на винтовете.

Също така е важно да можете да посочите и подпишете частите на лекарството, събирайки слайдшоу от тези кадри.

Можете да направите това както веднага в урока, така и в процеса на подготовка за него.

След такъв въвеждащ инструктаж лабораторната работа с традиционните оптични микроскопи става по-лесна и ефективна.

Ако нямате лупи, тогава този микроскоп може да се използва като бинокъл (10 или 60 пъти увеличение). Обект на изследване са цветни части, листни повърхности, коренови власинки, семена или разсад. А плесени - дори мукор, дори пеницилиум? За членестоногите това са всичките им интересни части: крака, антени, уста, очи, капаци (например люспи от крила на пеперуда). За хордови - рибени люспи, птичи пера, вълна, зъби, коса, нокти и много, много повече. Това далеч не е пълен списък.

Важно е също така, че много от тези обекти ще останат живи след изследване, организирано с дигитален микроскоп: насекоми - възрастни или техните ларви, паяци, мекотели, червеи могат да бъдат наблюдавани, като се поставят в специални петриеви панички (има две от тях в комплект към всеки микроскоп).+ пинсети, пипета, 2 бурканчета с капачки за събиране на материал). И всяко стайно растение, донесено в саксия на разстояние около 2 метра до компютъра, лесно става обект на наблюдение и изследване, без да загуби нито един лист или цвят. Това е възможно благодарение на факта, че горната част на микроскопа е подвижна и при доближаване до обекта работи като уеб камера, като дава 10-кратно увеличение. Единственото неудобство е, че фокусирането се извършва само чрез накланяне и приближаване и отдалечаване.

Но след като сте уловили правилния ъгъл, можете лесно да направите снимка, без да посягате към компютъра - точно върху частта от микроскопа, която е в ръцете ви, има необходимия бутон: натиснете го веднъж - получавате снимка, натиснете и задържане - извършва се видеозапис.

Качеството на графичните файлове, получени с помощта на цифров микроскоп

листен епидермис

Епидермисът на листа е покривната тъкан на листа, иначе се нарича кожа. Образува се от един слой плоски клетки, които прилягат плътно една към друга. Тези клетки под микроскоп изглеждат светли, прозрачни поради факта, че значителен обем в тях е зает от централната вакуола, пълна с клетъчен сок. Вакуолата избутва ядрото и всички клетъчни органели към периферията на клетката. Въпреки това, ядрото е ясно видимо във всяка клетка, то съхранява цялата наследствена информация. Хлоропластите обикновено отсъстват в основните клетки на епидермиса на листата. Сред основните кожни клетки се открояват клетки с различна форма, те лежат по двойки, образувайки устицата. Всяка устица се състои от две предпазни клетки с форма на боб, а между тези клетки има празнина под формата на леща. Тази празнина се нарича устична междина и представлява междуклетъчното пространство. Формата на устичната фисура и нейният размер могат да варират в зависимост от това колко плътно прилягат предпазните устични клетки една към друга. В предпазните устични клетки може да се види ядрото и в тях винаги присъстват хлоропласти, извършващи процеса на фотосинтеза. От външната повърхност всяка клетка на кожата на листа е покрита със специален защитен слой - кутикула. Кутикулата може да бъде дебела и жилава. Може да съдържа подобни на мазнини вещества и восък. Кутикулата трябва да е прозрачна, за да не пречи на проникването на слънчева светлина във вътрешните тъкани на листа, където активно протича процесът на фотосинтеза. Епидермисът играе много важна роля в живота на листата. Предпазва листа от повреда и изсъхване. През отворените устици въздухът навлиза в листата, необходим е за дишане и фотосинтеза. Също така през отворените стоматални празнини се отделя кислород, който се образува по време на фотосинтезата, и водна пара. Ако растението изпитва липса на вода, например при горещо и сухо време, тогава празнините на устицата се затварят. Така растението се предпазва от прекомерна загуба на вода. През нощта устицата също обикновено са затворени.

семенен зародиш

Зародишът е най-важната част от семето. Всъщност това е микроскопично растение, което има всички органи: ембрионален издънка с ембрионално стъбло, ембрионални листа и ембрионална апикална пъпка, както и ембрионален корен. На препарата зародишният издънка е насочен в една посока, зародишният корен е ориентиран строго противоположно. В областта между зародишната пъпка, покрита със зародишни листенца, и коренчето се намира зародишното стъбло. Котиледонът граничи директно с ембриона от едната страна. Неговите клетки имат същата интензивност на оцветяване като стволовите клетки. Котиледонът е специален лист на ембриона. Котиледоните предпазват зародишната пъпка, появявайки се първи на повърхността на почвата. На препарата се вижда един котиледон, следователно този ембрион принадлежи към едносемеделни растения. Зародишът на семето се гледа най-добре под микроскоп с ниско увеличение, така че да може да се побере в цялото зрително поле на микроскопа.

люспи от лук

Луковицата е модифициран издънка с късо плоско стъбло (отдолу) и месести, сочни люспи от листа. Следователно кората на лука е епидермисът на листа, който се развива на тъмно без достъп на светлина, в резултат на което в клетките на кората на лука липсват хлоропласти. Вместо хлоропласти тези клетки имат безцветни пластиди - левкопласти. Клетките на кожата на лука имат удължена форма, близка до правоъгълна. Границите на клетките са ясно видими, те са представени от прозрачни мембрани, достатъчно твърди, за да поддържат формата на клетките. Чрез клетъчните мембрани водата може да се пренася от клетка в клетка, както и веществата, разтворени във вода. Клетките изглеждат светло прозрачни поради факта, че голяма централна вакуола с клетъчен сок заема значителен обем от тях. Вакуолата е мястото, където се съхранява водата в клетката. Може да съдържа в разтворена форма резервни хранителни вещества, пигменти, разтвори на органични киселини, минерални соли и различни отпадъчни продукти от растителната клетка. Вакуолата избутва ядрото и цитоплазмата към периферията на клетката, докато цитоплазмата се разделя на отделни нишки. Нишките на цитоплазмата се откриват под микроскоп при голямо увеличение под формата на тесни ленти, простиращи се в лъчи от ядрото. В нишките на цитоплазмата се проявява гранулирана структура, която е свързана с наличието на различни органели в цитоплазмата.

кореново капаче

Върхът на корена е удължен в конус и насочен към центъра на Земята. Той е защитен от кореново капаче, което е капаче в горната част на корена. Състои се от няколко слоя клетки. Тези клетки играят много важна роля в задълбочаването на корена в почвата. От повърхността на шапката клетките се отделят, докато се отделя слуз, която смазва почвата и осигурява плъзгане на корена в дълбочина. От вътрешната повърхност на кореновата шапка има постоянно попълване на клетки. С вътрешната си повърхност кореновата шапка приляга към самата апикална част на корена, където непрекъснато се извършва клетъчно делене, тоест се намира образователната тъкан. Благодарение на образователната тъкан на върха на корена, има постоянно попълване на клетките на кореновата шапка. При препарата зоната на кореновата шапка се различава добре от върха на корена. Кореновата шапка под формата на корона огражда образователната зона на корена. Клетките в него лежат по-рехаво, отколкото на върха на пилуса. Външният ръб е неравен поради слушащи клетки. Дебелината на слоя на кореновата шапка в най-обемното място е няколко десетки клетки.

прашец на цъфтящо растение

Прашецът се произвежда вътре в прашника на тичинката на цъфтящо растение. Зрелият прашец участва в процеса на опрашване, т.е. той се прехвърля от тичинките към стигмата на плодника. Ако не се случи опрашване, няма да се образуват плодове. Прашецът се носи от вятъра или от насекоми, в зависимост от това към кое опрашване е приспособено цветето. Прашецът може да се пренесе в близалцето на плодника на същото цвете, където е узряло (самоопрашване), в близалцето на плодника на други цветя от същото растение и в близалцето на плодника на цветя на други растения от същия вид (кръстосано опрашване). При анализ под микроскоп прашецът се разкрива под формата на зърна с изразена морфология. Повърхността на прахово зърно е покрита със сложна защитна обвивка, върху която могат да се открият издатини или туберкули с различна форма. Тези структури са морфологичната видова характеристика на растението. Под обвивките на поленовите зърна има живи клетки. Една клетка се нарича вегетативна. Когато едно поленово зърно покълне, удряйки близалцето на плодника, то образува поленова тръба. поленова тръба

Министерство на образованието Руска федерацияМарийски държавен технически университет Катедра: RtiMBS Приложение на лазерите в биологията и медицината.

Цъфтящите или покритосеменните са най-добре организираните сред растенията. Изучаването на растенията върху различни ниватяхната биологична организация: клетки, тъкани, органи. Функции и строеж на семе, летораст, стъбло, пъпка. Описание на процеса фотосинтеза.

Характеристика на етапите на развитие и възможностите на флуоресцентната микроскопия. Методи за откриване физиологично състояниеклетки от микроводорасли. Количествена регистрация на интензитета на флуоресценция. Определяне съдържанието на витамини в растителните клетки.

Методи за изследване на морфологията на микроорганизмите. Правила за работа в микробиологичната лаборатория. Микроскопия в светло поле. Монтаж на осветление по Кьолер. Изображения на фиксирани препарати, получени в резултат на изследване на метода за изследване на морфологията.

Историята на изследването на клетките, най-много забележителни произведенияна всички времена, написано по темата и съвременните познания. Елементарният строеж на клетката, нейните основни компоненти и техните функции. Цитоплазма и нейните органели, предназначение на комплекса Голджи и включвания.

УСТРОЙСТВО НА МИКРОСКОП И ПРАВИЛА ЗА РАБОТА С НЕГО

Микроскопичният метод (gr. micros - най-малкият, scoreo - гледам) ви позволява да изучавате структурата на клетката с помощта на микроскопи (светлинни, фазово-контрастни, луминесцентни, ултравиолетови, електронни). При светлинна микроскопия обектът се наблюдава в лъчите Видима светлина. За това се използват микроскопи като MBR, MBI, MBS-1, R-14, MIKMED - 1 и др.

Микроскопът се състои от механична, осветителна и оптична част.

Да се механична частмикроскопите включват: стойка за статив (обувка), колона за статив (държач за тръба), тръба, предметна маса с клеми или скоби на препарата, винтове за сортиране (винтове за преместване на обекта и препарата), револвер, макро- и микрометрични винтове, кондензатор винт, ирис лост диафрагми, рамки за светлинни филтри. Сортиращите винтове се използват за центриране на обекта върху препарата. Револверът се състои от два сферични сегмента, свързани един с друг с централен винт. Горният сегмент на топката е прикрепен към тръбата. В долния сегмент има отвори за завинтване на лещите. Макро- и микрометричните винтове осигуряват грубо и микрометрично фокусиране (променете разстоянието между лещата и обекта на изследване).

осветителна частсъстои се от подвижно огледало, ирисова диафрагма, кондензатор и светлинни филтри (непрозрачен и син). Огледалото служи за улавяне на светлината и насочването й към препарата (обекта). Огледалото има две повърхности - плоска и вдлъбната. Плоската повърхност на огледалото се използва при ярка светлина, вдлъбнатата повърхност се използва при слаба светлина. Диафрагмата се състои от система от метални пластини, които поради движението на лоста могат да се сближават към центъра или да се разминават. Диафрагмата се намира под кондензатора и служи за промяна на ширината на светлинния лъч. Кондензаторът (система от лещи) концентрира разпръснатите светлинни лъчи в тънък сноп от успоредни лъчи и ги насочва към обекта. Той се движи нагоре и надолу със специален винт, който ви позволява да настроите оптималната осветеност на препарата. Нормалното положение на кондензатора е най-високо. Светлинните филтри елиминират дифракцията на светлината. Те са разположени в специална сгъваема рамка, разположена под ирисовата диафрагма. Матовият филтър се използва при дифузна светлина, син - при ярка светлина.

Лупи:микроскоп МБР-1 и микроскоп Р-14.

Механична част: 1 - стойка за статив (основа); 2 - колона на триножник (държач на тръба); 3 - тръба; 4 - револвер; 5 - предметна маса; 6 - сортиращи винтове; 7 - макрометричен винт; 8 - микрометър винт; 9 - винт на кондензатора; 10 - лост за ирисова диафрагма, 11 - рамка за светлинни филтри.

осветителна част: 12 - огледало; 13 - диафрагма; 14 - кондензатор.

Оптична част: 15 - окуляр; 16 - лещи.

Оптична частсе състои от обективи (система от лещи, обърната към обекта), които се намират в гнездата на револвера, и окуляри (система от лещи, обърната към окото на изследователя). Окулярите се поставят в горния отвор на тръбата. Обикновено микроскопите са оборудвани с три обектива (8x - обектив с ниско увеличение, 40x - обектив с голямо увеличение, 90x - обектив с потапяне). В съответствие с това лещите са обозначени с 8, 40 или 90. Окулярите също имат маркировка, показваща тяхното увеличение. Най-често се използват окуляри с увеличение 7, 10 и 15 пъти.

Общото увеличение на микроскопа (стойност, показваща колко пъти линейните размери на изображението са по-големи от линейните размери на обекта) е равно на произведението от увеличенията на окуляра и обектива. Например при работа с окуляр 10x и обектив 8x линейните размери на обекта се увеличават 80 пъти (8 x 10 = 80).

Най-важната характеристика на светлинния микроскоп е неговата разделителна способност. Разделителна способност (d) е минималното разстояние между две точки на обект, които могат да се видят отделно. Определя се по формулата:

d = 0,61 _________________

където λ е дължината на вълната на светлината, n е индексът на пречупване на средата между обекта и лещата, α е ъгълът между оптичната ос на лещата и най-отклонения лъч, влизащ в лещата. Стойността на "n sin α" се нарича числова апертура на обектива. За 8x обектив е 0,20; за обектив "40x" - 0,65; обективът "90x" - 1.25. Граничната разделителна способност на микроскопа зависи от дължината на вълната на светлинния източник. В светлинен микроскоп тя е равна на 555 nm. Следователно съвременните оптични микроскопи имат полезна граница на увеличение до 1500 пъти.

Правила за работа с микроскоп при малко увеличение (обектив 8x).

1. Преди да започнете работа, проверете функционалността на микроскопа, избършете лещите на окуляра, обективите, кондензатора и огледалото със салфетка. Забранено е развиването на окуляри и обективи.

2. Поставете микроскопа на работното място отляво, на една длан от ръба на масата, с държача на тръбата към вас и масата с предмети далеч от вас.

3. Повдигнете кондензатора и го поставете на нивото на масата на обекта, отворете диафрагмата.

4. С движението на револвера донесете лещата с ниско увеличение "8x" до щракване (щракване показва, че оптичната ос на окуляра

и лещите съвпадат).

5. Завъртете винта на макрометъра, за да позиционирате обектива 8x на 1 см от предметното поле.

6. Осветете зрителното поле: гледайки в окуляра, завъртете огледалото голямо и показалцитеедната или двете си ръце по отношение на източника на светлина, докато цялото зрително поле бъде осветено равномерно и с достатъчен интензитет. Поставете пръстите си отстрани на огледалото, така че да не покриват самото огледало. Отсега нататък микроскопът не трябва да се мести на работното място.

7. Вземете препарата от хистологичната кутия с палец и показалец странични повърхностислайд стъкло. Проверете къде е предната страна на препарата (от предната страна има покривно стъкло). Разгледайте лекарството на светлина. Определете местоположението на обекта. Поставете образеца върху предмета на микроскопа с лицето нагоре, така че самият обект да е в центъра на отвора на предмета на микроскопа.

8. Гледайки отстрани, с помощта на макрометричен винт спуснете лещата с ниско увеличение на разстояние 0,5 cm от препарата, т.е. под фокусното разстояние.

9. Гледайки в окуляра, като движите макрометричния винт към себе си, плавно повдигнете тръбата нагоре, докато се появи ясно изображение на обекта.

10. С помощта на сортиращи винтове или плавни движения на пръстите донесете обекта или частта от обекта, който ни интересува, в центъра на зрителното поле и след това продължете да изучавате препарата и да го скицирате в албум .

11. В края на изследването на препарата с макрометричен винт повдигнете обектива "8х" с 2 - 3 см. Извадете препарата от предметната маса и го поставете в хистологичната кутия.

12. В края на работата поставете салфетка на сцената, спуснете обектива "8x" надолу на разстояние 0,5 см от сцената. Покрийте микроскопа с капак и го поставете на мястото му за съхранение. При пренасяне на микроскопа е необходимо с едната ръка да държите микроскопа за статива, а с другата да поддържате огледалото отдолу.

Правила за работа с микроскоп при голямо увеличение (обектив 40x).

1. Когато работите с микроскоп при голямо увеличение, първо трябва да следвате всички точки от правилата за работа с обектив "8x" (вижте точки 1 - 10).

2. След като намерим обекта при ниско увеличение, е необходимо да приведем интересуващата ни част точно в центъра на зрителното поле с помощта на сортиращи винтове (при превключване към голямо увеличение диаметърът на предната леща на обектива намалява с 5 пъти, така че ако не го центрирате, обектът може да е извън зрителното поле).

3. С помощта на макрометричен винт повдигнете лещата нагоре с 2 - 3 cm и използвайте револвер, за да смените лещата "8x" с лещата "40x".

4. Гледайки отстрани, с макрометричен винт спуснете лещата „40x” така, че разстоянието между нея и препарата да е 1 mm, т.е. лещата да е под фокусното разстояние.

5. Гледайки в окуляра, леко повдигнете тръбата нагоре с макрометричен винт, докато се появи изображение на обекта.

6. Допълнителното фокусиране се извършва с помощта на микрометърен винт, който може да се завърти напред или назад на не повече от половин оборот.

7. Проучете лекарството. Скица.

8. В края на изследването на препарата с макрометричен винт повдигнете лещата "40x" до 2-3 см. Извадете препарата от масата и го поставете в хистологична кутия. Като завъртите револвера, сменете обектива "40x" с обектива "8x", поставете салфетка върху масата с предмети.

ОТ като използвате макрометричния винт, спуснете обектива “8x” на разстояние 0,5 см. Затворете микроскопа с капак и го поставете на мястото му за съхранение.

Работа с имерсионен обектив (обектив от 90-те).

Обективът "90x" се използва при работа с много малки и тънки обекти. Пространството между обектива и препарата се запълва със специално имерсионно масло. Маслото има индекс на пречупване, близък до този на стъклото, така че светлинните лъчи влизат в лещата, без да се пречупват или променят посоката си, докато преминават през нея. различни среди. Имерсионният обектив изисква внимателно боравене, тъй като предната му леща има малка

фокусното разстояние и грубата работа могат да повредят както обектива, така и препарата.

1. Преди да започнете да работите с 90x обектива, трябва да намерите обекта при 56x и след това при 280x. Прецизно преместете частта от обекта на интерес в центъра на зрителното поле с помощта на сортиращи винтове, т.к. трябва да се помни обратна зависимостмежду силата на увеличение и диаметъра на предната леща.

2. С помощта на макрометричен винт повдигнете "40x" лещата нагоре с 2-3 см. Нанесете капка масло за потапяне със стъклена пръчица върху изследваната зона. Капката не трябва да е много голяма или много малка. С помощта на револвер сменете лещата "40x" с лещата "90x".

3. Гледайки отстрани, използвайте макрометричен винт, за да спуснете обектива 90x в капка масло почти докато докосне покривното стъкло, т.е. под фокусното разстояние.

4. Гледайки в окуляра, внимателно повдигнете обектива „90x“ с макрометричен винт, докато се появи изображение.

5. С помощта на микрометърен винт постигнете ясен образ на обекта; започнете да го изучавате и да го скицирате в албум (ако е необходимо).

6. След като завършите изследването на препарата, използвайте макрометричен винт, за да повдигнете лещата "90x" до 2-3 см над масата. Отстранете препарата, избършете маслото с лента от филтърна хартия и избършете със салфетка. Лекарството се поставя в хистологична кутия. Също така избършете лещата на обектива "90x" с лента от филтърна хартия и след това със салфетка. В случай на силно замърсяване, когато маслото изсъхне, се препоръчва да избършете лещата с кърпа, навлажнена с бензин.

7. С помощта на револвер сменете лещата "90x" с лещата "8x". Поставете салфетка върху предметната маса. С помощта на макрометричен винт спуснете обектива „8x“ надолу до разстояние от 0,5 cm от предметната сцена. Затворете микроскопа с капак и го поставете на място за постоянно съхранение.

Изготвен от: доцент Логишинец I.A.

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л., Никулин Ю.Т. Семинар по биология (за студенти от 1-ва година на Факултета по фармация) - Витебск, 1997. - 90с.

2. http://wikipedia.ru

В разказа на Василий Шукшин "Микроскопът" селският дърводелец Андрей Йерин купува мечтата на живота си - микроскоп - със заплатата на жена си и си поставя за цел да намери начин да унищожи всички микроби на земята, тъй като искрено вярваше, че без тях човек може да живее повече от сто и петдесет години. И само злощастно недоразумение му попречи да го направи. благородна кауза. За хората от много професии микроскопът е необходимо оборудване, без което е просто невъзможно да се извършват много изследователски и технологични операции. Е, в "домашни" условия това оптично устройство позволява на всеки да разшири границите на своите възможности, като надникне в "микрокосмоса" и изследва неговите обитатели.

Първият микроскоп в никакъв случай не е проектиран от професионален учен, а от „аматьор“, търговец на манифактура Антъни Ван Льовенхук, живял в Холандия през 17 век. Именно този любознателен самоук пръв погледна капка вода с устройство, което сам направи, и видя хиляди най-малки същества, които нарече с латинската дума animalculus („малки животни“). През живота си Льовенхук успява да опише повече от двеста вида "животни" и чрез изучаване на тънки части от месо, плодове и зеленчуци открива клетъчната структура на живата тъкан. За заслуги към науката Льовенхук е избран за пълноправен член на Кралското общество през 1680 г., а малко по-късно става академик на Френската академия на науките.

Микроскопите на Льовенхук, от които той лично е направил повече от триста през живота си, представляват малка, колкото грахово зърно, сферична леща, поставена в рамка. Микроскопите имаха предметен предмет, чиято позиция спрямо лещата можеше да се регулира с винт, но тези оптични устройстване беше - те трябваше да се държат в ръцете си. От гледна точка на днешната оптика, инструментът, наречен "микроскоп на Левенхук", не е микроскоп, а много мощна лупа, тъй като оптичната му част се състои само от една леща.

С течение на времето устройството на микроскопа се е развило значително, появили са се микроскопи от нов тип, методите на изследване са подобрени. Въпреки това, работата с любителски микроскоп и до днес обещава много интересни открития както за възрастни, така и за деца.

Устройство за микроскоп

Микроскопът е оптичен инструмент, предназначен за изследване на увеличени изображения на микрообекти, които са невидими с просто око.

Основните части на светлинния микроскоп (фиг. 1) са обектив и окуляр, затворени в цилиндрично тяло - тубус. Повечето модели, предназначени за биологични изследвания, се доставят с три лещи с различни фокусни разстояния и въртящ се механизъм, предназначен за бърза смяна - купола, често наричана купола. Тръбата е разположена в горната част на масивна стойка, включително държача за туба. Малко под обектива (или кула с множество обективи) има предметна платформа, върху която се поставят слайдове с тестови проби. Остротата се регулира с помощта на винт за груба и фина настройка, който ви позволява да промените позицията на предметната площ спрямо обектива.

За да може изследваната проба да има достатъчна яркост за комфортно наблюдение, микроскопите са оборудвани с още два оптични блока (фиг. 2) - осветител и кондензатор. Осветителят създава поток от светлина, който осветява тестовия препарат. В класическите светлинни микроскопи дизайнът на осветителя (вграден или външен) включва нисковолтова лампа с дебела нишка, събирателна леща и диафрагма, която променя диаметъра на светлинното петно ​​върху пробата. Кондензаторът, който е събирателна леща, е проектиран да фокусира лъчите на осветителя върху пробата. Кондензаторът има и ирисова диафрагма (поле и бленда), която контролира интензитета на осветеност.

При работа със светлопропускливи обекти (течности, тънки срезове от растения и др.) те се осветяват от пропускаща светлина - осветителят и кондензаторът се намират под предметната маса. Непрозрачните проби трябва да се осветяват отпред. За да направите това, осветителят се поставя над предметната сцена и лъчите му се насочват към обекта през лещата с помощта на полупрозрачно огледало.

Осветителят може да бъде пасивен, активен (лампа) или и двете. Най-простите микроскопи нямат лампи за осветяване на проби. Под масата имат двустранно огледало, при което едната страна е плоска, а другата е вдлъбната. На дневна светлина, ако микроскопът е близо до прозорец, можете да получите доста добро осветление с помощта на вдлъбнато огледало. Ако микроскопът е в тъмна стая, за осветяване се използват плоско огледало и външен осветител.

Увеличението на микроскопа е равно на произведението от увеличението на обектива и окуляра. С увеличение на окуляра от 10 и увеличение на обектива от 40, общият коефициент на увеличение е 400. Обикновено в комплекта за изследователски микроскоп са включени обективи с увеличение от 4 до 100. Типичен комплект обектив за микроскоп за любителски и образователни изследвания (x4 , x10 и x40), осигурява увеличение от 40 на 400.

Разделителната способност е друга важна характеристика на микроскопа, която определя неговото качество и яснота на изображението, което формира. Колкото по-висока е разделителната способност, толкова повече фини детайли могат да се видят при голямо увеличение. Във връзка с резолюцията се говори за "полезно" и "безполезно" увеличение. „Полезно“ е максималното увеличение, при което се осигурява максимална детайлност на изображението. По-нататъшното увеличение („безполезно“) не се поддържа от разделителната способност на микроскопа и не разкрива нови детайли, но може да повлияе неблагоприятно на яснотата и контраста на изображението. По този начин границата на полезното увеличение на светлинния микроскоп не е ограничена от общия коефициент на увеличение на обектива и окуляра - той може да бъде направен произволно голям, ако желаете - а от качеството на оптичните компоненти на микроскопа, т.е. резолюцията.

Микроскопът включва три основни функционални части:

1. Осветителна част
Проектиран да създава светлинен поток, който ви позволява да осветявате обекта по такъв начин, че следващите части на микроскопа да изпълняват функциите си с най-голяма точност. Осветителната част на микроскопа с пропусната светлина е разположена зад обекта под обектива при директните микроскопи и пред обекта над обектива при обърнатите.
Осветителната част включва източник на светлина (лампа и електрическо захранване) и оптико-механична система (колектор, кондензатор, регулируеми поле и апертура / ирисови диафрагми).

2. Възпроизвеждаща част
Проектиран да възпроизвежда обект в равнината на изображението с качеството на изображението и увеличението, необходими за изследване (т.е. да изгради такова изображение, което възпроизвежда обекта възможно най-точно и във всички детайли с резолюция, увеличение, контраст и възпроизвеждане на цветовете, съответстващи на оптиката на микроскопа).
Възпроизвеждащата част осигурява първата степен на увеличение и е разположена след обекта към равнината на изображението на микроскопа. Възпроизвеждащата част включва леща и междинна оптична система.
Съвременните микроскопи от последно поколение се основават на оптични системи от лещи, коригирани за безкрайност.
Това допълнително изисква използването на т. нар. тръбни системи, които „събират“ успоредни лъчи светлина, излизащи от обектива в равнината на изображението на микроскопа.

3. Визуализираща част
Предназначен за получаване на реално изображение на обект върху ретината, филм или плоча, на екрана на телевизор или компютърен монитор с допълнително увеличение (вторият етап на увеличение).

Изобразяващата част се намира между образната равнина на обектива и очите на наблюдателя (камера, фотоапарат).
Частта за изображения включва монокулярна, бинокулярна или тринокулярна визуална приставка със система за наблюдение (окуляри, които работят като лупа).
В допълнение, тази част включва системи за допълнително увеличение (системи за търговец на едро / промяна на увеличението); прожекционни дюзи, включително дискусионни дюзи за двама или повече наблюдатели; устройства за рисуване; системи за анализ на изображения и документиране с подходящи съвпадащи елементи (фото канал).

Основни методи за работа с микроскоп

Метод на светло поле при преминаваща светлина. Подходящ за изследване на прозрачни обекти с нехомогенни включвания (тънки срезове от растителни и животински тъкани, протозои в течности, тънки полирани пластини от някои минерали). Осветителят и кондензаторът са разположени под сцената. Изображението се формира от светлина, преминаваща през прозрачна среда и абсорбирана от по-плътни включвания. За увеличаване на контраста на изображението често се използват багрила, чиято концентрация е толкова по-голяма, колкото по-голяма е плътността на площта на пробата.

Метод на светло поле в отразена светлина. Използва се за изследване на непрозрачни предмети (метали, руди, минерали), както и обекти, от които е невъзможно или нежелателно да се вземат проби за приготвяне на полупрозрачни микропрепарати (бижута, произведения на изкуството и др.) Осветлението идва отгоре, обикновено чрез леща, която в случая играе и ролята на събирател.

Метод на косо осветяване и метод на тъмно поле Методи за изследване на проби с много нисък контраст, например практически прозрачни живи клетки. Пропуснатата светлина се прилага върху пробата не отдолу, а леко отстрани, поради което стават видими сенки, които образуват плътни включвания (метод на наклонено осветяване). Чрез изместване на кондензатора по такъв начин, че пряката му светлина изобщо да не пада върху лещата (тогава пробата се осветява само от наклонени лъчи спрямо пропускането), може да се наблюдава бял обект в окуляра на микроскопа върху черен фон (метод на тъмно поле). И двата метода са подходящи само за микроскопи, чиято конструкция позволява движение на кондензатора спрямо оптичната ос на микроскопа.

Видове съвременни микроскопи

Освен светлинни микроскопи съществуват още електронни и атомни микроскопи, които се използват предимно за научни изследвания. Конвенционалният трансмисионен електронен микроскоп е подобен на светлинния микроскоп, с изключение на това, че обектът се облъчва не от светлинен поток, а от електронен лъч, генериран от специален електронен проектор. Полученото изображение се проектира върху флуоресцентен екран с помощта на система от лещи. Увеличението на трансмисионния електронен микроскоп може да достигне милион, но за атомните силови микроскопи това не е ограничението. Именно на атомните микроскопи, способни да провеждат изследвания на молекулярно и дори атомно ниво, дължим много от най-новите постижения в областта на генното инженерство, медицината, физиката на твърдото тяло, биологията и други науки.

Светлинните микроскопи също са различни и могат да бъдат класифицирани според няколко критерия, например броя на оптичните единици (монокулярни / бинокулярни или стерео) или вида на осветлението (поляризиращо и флуоресцентно, смущение и фазов контраст). За любителска практика е подходящ обикновен монокулярен светлинен микроскоп с максимално увеличение 400x. По-сложните устройства се различават един от друг в дизайна на осветителя и кондензатора, са специални и се използват в тесни области на науката. AT специален видсе открояват стереомикроскопи, които са необходими за микрохирургични операции и производство на микроелектронни компоненти, както и незаменими в генното инженерство.