Članak govori o tome što je mikroskop, zašto je potreban, koje vrste postoje i povijest njegovog stvaranja.

Antička vremena

U istoriji čovječanstva uvijek je bilo onih koji nisu bili zadovoljni biblijskim opisom ustrojstva svijeta, koji su željeli da sami shvate prirodu stvari i njihovu suštinu. Ili koga nije privukla sudbina običnog seljaka ili ribara, poput istog Lomonosova.

Najrasprostranjenije razne discipline bile su u renesansi, kada su ljudi počeli shvaćati važnost proučavanja svijeta oko sebe i drugih stvari. U tome su im posebno pomogli različiti optički uređaji - teleskopi i mikroskopi. Dakle, šta je mikroskop? Ko ga je stvorio i gdje se ovaj uređaj danas koristi?

Definicija

Prvo, pogledajmo samu službenu definiciju. Prema njegovim riječima, mikroskop je uređaj za dobijanje uvećanih slika ili njihove strukture. Razlikuje se od istog teleskopa po tome što je potreban za proučavanje malih i bliskih objekata, a ne kosmičkih udaljenosti. Zasigurno, ime autora ovog izuma nije poznato, ali u istoriji se spominje nekoliko ljudi koji su ga prvi koristili i dizajnirali. Prema njima, 1590. godine Holanđanin po imenu John Lippershey predstavio je svoj izum široj javnosti. Njegovo autorstvo se također pripisuje Zacharyju Jansenu. A 1624. godine, poznati Galileo Galilei je također dizajnirao sličan uređaj.

Shvatili smo šta je mikroskop, ali kako je uticao na nauku? Gotovo isto kao i njegov "relativni" teleskop. Iako primitivan, ovaj uređaj je omogućio da se prevaziđe nesavršenost ljudskog oka i pogleda u mikrokosmos. Uz nju su kasnije napravljena mnoga otkrića u oblasti biologije, entomologije, botanike i drugih nauka.

Šta je mikroskop sada je jasno, ali gde se još koriste?

Nauka

Biologija, fizika, hemija - sve ove oblasti nauke ponekad zahtevaju sagledavanje same suštine stvari koje naše oko ili obična lupa ne mogu da vide. Teško je to zamisliti moderne medicine bez ovih uređaja: uz njihovu pomoć dolaze do otkrića, utvrđuju se vrste bolesti, infekcije, a nedavno su čak uspjeli i "fotografirati" ljudski DNK lanac.

U fizici je sve nešto drugačije, posebno u onim oblastima koje se bave proučavanjem elementarne čestice i druge male predmete. Tamo se laboratorijski mikroskop ponešto razlikuje od uobičajenih, a obični malo pomažu, odavno su zamijenjeni elektronskim i najnovijim sondažnim. Potonji omogućavaju ne samo postizanje impresivnog povećanja, već čak i registraciju pojedinačnih atoma i molekula.

To uključuje i forenziku, kojoj su ovi uređaji potrebni za identifikaciju dokaza, detaljno poređenje otisaka prstiju i druge stvari.

Nemojte bez mikroskopa i istraživača antički svijet kao što su paleontolozi i arheolozi. Potrebni su im za detaljno proučavanje ostataka biljaka, životinjskih kostiju s ljudima i umjetnih proizvoda iz prošlih vremena. i usput, moćan mikroskop Laboratoriju možete slobodno kupiti za vlastitu upotrebu. Istina, ne može ih svako priuštiti. Pogledajmo bliže vrste ovih uređaja.

Vrste

Prva, glavna i najstarija je optička svjetlost. Takvi uređaji su još uvijek dostupni u bilo kojoj školi na času biologije. To je set sočiva sa podesivim rastojanjem i ogledalom za osvjetljavanje objekta. Ponekad se zamjenjuje nezavisnim izvorom svjetlosti. Suština takvog mikroskopa je da promijeni talasnu dužinu vidljivog optičkog spektra.

Drugi je elektronski. Mnogo je komplikovanije. Ako pričam običan jezik, tada je talasna dužina vidljive svetlosti 390 do 750 nm. A ako je neki predmet, na primjer, ćelija virusa ili drugog živog organizma, manji, onda će ga svjetlost jednostavno obići, takoreći, i neće se moći normalno reflektirati. A takav uređaj zaobilazi takva ograničenja: magnetsko polječini talase svetlosti "tanjim" tako da se i najsitniji objekti mogu videti. Ovo je posebno tačno u nauci kao što je biologija. Mikroskop ove vrste je daleko bolji od optičkih svjetlosnih mikroskopa.

I treći je tip sondiranja. Pojednostavljeno rečeno, riječ je o uređaju u kojem se sondom „sondi” površina određenog uzorka i na osnovu njegovih kretanja i vibracija sastavlja trodimenzionalna ili rasterska slika.

Tudupov Ayur

U svom radu student razmatra istoriju nastanka mikroskopa. I također opisuje iskustvo stvaranja jednostavnog mikroskopa kod kuće.

Skinuti:

Pregled:

MOU "Mogoytuyskaya prosjek sveobuhvatne škole№1"

Istraživački rad na ovu temu

"Šta je mikroskop"

Sekcija: fizika, tehnologija

Završio: učenik 2. razreda Ayur Tudupov

Rukovodilac: Baranova I.V.

grad Mogoytuy

godina 2013

Performanse

se izlaže

učenik 2. razreda MOU MSOSH br.1 str Mogoytuy Tudupov Ayur

Naslov istraživačkog rada

"Šta je mikroskop?"

Radni menadžer

Baranova Irina Vladimirovna

Kratak opis (tema) rada :

Ovaj rad se odnosi na eksperimentalno istraživanje i nosi eksperimentalno-teorijsku studiju.

Smjer:

Fizika, primijenjena istraživanja (tehnika).

Kratak opis istraživačkog rada

Ime "Šta je mikroskop?"

Izradio Tudupov Ayur

Pod rukovodstvomBaranova Irina Vladimirovna

Istraživački rad je posvećen proučavanju:pravljenje mikroskopa sa kapljicom vode

Otkud vaše interesovanje za ovo pitanje?Uvek sam želeo da imam mikroskop da vidim nevidljivi svet.

Gdje smo tražili informacije da odgovorimo na naša pitanja?(navesti izvore)

1. Internet
2. enciklopedije
3. Konsultacije nastavnika

Koja je hipoteza postavljena?možete napraviti mikroskop vlastitim rukama od kapi vode.

U studiji smo koristilisljedeće metode:

Eksperimenti:

1. Eksperiment br. 1 "Stvaranje mikroskopa."
2. Rad sa knjigama.

Zaključci:

1. Kod kuće možete napraviti jednostavan mikroskop od improviziranih sredstava.
2. Naučio sam od čega je napravljen mikroskop.
3. Stvaranje vlastite stvari je vrlo zanimljivo, pogotovo jer je mikroskop zanimljiva stvar.

Planiramo koristiti fotografije za predstavljanje rezultata istraživanja.

Upitnik za učesnike

Plan rada

1. Upitnik autora djela - strana 1
2. Sadržaj - strana 2
3. Kratak opis projekta - strana 3
4. Uvod - strana 4
5. Glavno tijelo - stranice 5 – 10
6. Eksperiment sa mikroskopom. - str. 11-14
7. Zaključak - strana 15
8. Literatura i izvori - strana 16

UVOD

Iz rane godine svaki dan kod kuće vrtić a u školi, iz šetnje i posle toaleta, posle utakmica i pre jela, čujem isto: "Ne zaboravite da operete ruke!". I tako sam pomislio: „Zašto ih pereš tako često? Jesu li zaista čisti?" Pitao sam majku: „Zašto treba da perete ruke?“. Mama je odgovorila: “Na rukama, kao i na svim okolnim predmetima, ima mnogo mikroba koji, ako uđu u usta s hranom, mogu izazvati bolest.” Pažljivo sam pogledao svoje ruke, ali nisam vidio nikakve klice. A moja majka je rekla da su mikrobi vrlo mali i da se ne mogu vidjeti bez posebnog uređaji za uvećanje. Onda sam se naoružao povećalo i počeo da gledam sve što me je okruživalo. Ali još uvijek nisam vidio nikakve mikrobe. Majka mi je objasnila da su mikrobi toliko mali da se mogu vidjeti samo pod mikroskopom. Mi imamo mikroskope u školi, ali ne možeš da ih nosiš kući i tražiš klice. A onda sam odlučio da napravim svoj mikroskop.

Svrha mog istraživanja: Sastavite svoj mikroskop.

Ciljevi projekta:

1. Naučite istoriju mikroskopa.
2. Saznajte od čega se sastoje mikroskopi i šta mogu biti.
3. Pokušajte da napravite sopstveni mikroskop i testirajte ga.

Moja hipoteza : možete napraviti mikroskop vlastitim rukama kod kuće od kapi vode i improviziranih sredstava.

Glavni dio

Istorija nastanka mikroskopa.

Mikroskop (od grčkog - mali i pogledaj) - optički instrument za dobijanje uvećanih slika objekata nevidljivih golim okom.

Zabavno je gledati nešto kroz mikroskop. Ništa gore kompjuterske igrice a možda i bolje. Ali ko je izmislio ovo čudo - mikroskop?

Prije tri stotine pedeset godina, u holandskom gradu Middelburgu živio je majstor spektakla. Strpljivo je glancao čaše, pravio naočare i prodavao ih svima kojima je to bilo potrebno. Imao je dvoje djece - dva dječaka. Veoma su voleli da se penju u očevu radionicu i sviraju sa njegovim instrumentima i naočarima, iako im je to bilo zabranjeno. A onda jednog dana, kada je otac otišao negde, momci su krenuli, kao i obično, do njegovog radnog stola - ima li nešto novo sa čime se možete zabaviti? Čaše pripremljene za čaše ležale su na stolu, a u uglu je ležala kratka bakrena cijev: iz nje je majstor trebao izrezati prstenove - okvir za čaše. Momci su istisnuli staklo za naočare u krajeve cijevi. Stariji dječak je stavio cijev na oko i pogledao stranicu otvorene knjige koja je ležala ovdje na stolu. Na njegovo iznenađenje, pisma su postala ogromna. Mlađi je pogledao u telefon i viknuo, začuđen: video je zarez, ali kakav zarez - ličilo je na debelog crva! Momci su usmjerili cijev na staklenu prašinu koja je ostala nakon poliranja stakla. I nisu vidjeli prašinu, već gomilu staklenih zrna. Ispostavilo se da je cijev potpuno magična: uvelike je uvećala sve predmete. Djeca su o svom otkriću ispričala. Nije ih čak ni grdio: bio je toliko iznenađen izvanrednim svojstvom lule. Pokušao je napraviti još jednu tubu sa istim naočalama, dugačku i na izvlačenje. Nova cijev se još bolje povećala. Ovo je bio prvi mikroskop. Njegovo

slučajno izmislio 1590. majstor spektakla Zakharia Jansen, odnosno njegova djeca.

Slična razmišljanja o stvaranju uređaja za uvećanje pala su na pamet više od jednog Jansena: nove uređaje su izmislili Holanđanin Jan Lipershey (također majstor naočala i također iz Middelburga) i Jacob Metius. U Engleskoj se pojavio Holanđanin Cornelius Drebbel, koji je izumio mikroskop sa dva bikonveksna sočiva. Kada su se 1609. godine proširile glasine da u Holandiji postoji neka vrsta uređaja za gledanje sićušnih objekata, Galileo je već sljedećeg dana shvatio opšta ideja dizajnira i izradi mikroskop u svom laboratoriju, a 1612. već je uspostavio proizvodnju mikroskopa. U početku niko stvoreni uređaj nije nazvao mikroskopom, zvao se konspicilijum. Poznate riječi "teleskop" i "mikroskop" prvi je izgovorio 1614. godine grčki Demiskijan.

1697. godine iz Moskve je napustila Veliko poslanstvo, u kojem je bio i naš car Petar Veliki. U Holandiji je čuo da "izvesni Holanđanin Leeuwenhoek", koji živi u gradu Delftu, pravi neverovatne uređaje kod kuće. Uz njihovu pomoć otkrio je hiljade životinja, divnijih od najneobičnijih prekomorskih životinja. A ove male životinje se "gnijezde" u vodi, u zraku, pa čak i u ljudskim ustima. Poznavajući kraljevu radoznalost, nije teško pretpostaviti da je Petar odmah otišao u posjetu. Uređaji koje je kralj vidio bili su takozvani jednostavni mikroskopi (bilo je to povećalo sa velikim uvećanjem). Međutim, Leeuwenhoek je uspio postići povećanje od 300 puta, a to je premašilo mogućnosti najboljih složenih mikroskopa 17. stoljeća, koji su imali i objektiv i okular.

Dugo vremena nije mogla biti otkrivena tajna "buvljeg stakla", kako su Leeuwenhoekov uređaj prezrivo nazivali zavidni savremenici. Kako bi mogao

ispada da je u 17. veku naučnik stvorio uređaje koji su po nekim karakteristikama bliski uređajima s početka 20. veka? Uostalom, uz tadašnju tehnologiju nije bilo moguće napraviti mikroskop. Sam Leeuwenhoek nikome nije otkrio svoju tajnu. Tajna "buvljeg stakla" otkrivena je tek nakon 315 godina, na Novosibirskom državnom medicinskom institutu na Katedri opšta biologija i osnove genetike. Tajna je morala biti vrlo jednostavna, jer je Leeuwenhoek uspio napraviti mnogo kopija svojih mikroskopa s jednim sočivom za kratko vrijeme. Možda nikada nije polirao sočiva sa povećalom? Da, vatra je to uradila za njega! Ako uzmete stakleni konac i stavite ga u plamen plamenika, na kraju konca će se pojaviti kuglica - Leeuwenhoek je bio taj koji je služio kao sočivo. Što je lopta bila manja, veći je porast mogao da se postigne...

Godine 1697. Petar Veliki je proveo oko dva sata u Leeuwenhoeku - i gledao i gledao. I već 1716. godine, tokom svog drugog putovanja u inostranstvo, car je kupio prve mikroskope za Kunstkameru. Tako se u Rusiji pojavio divan uređaj.

Mikroskop se može nazvati instrumentom koji otkriva tajne. Mikroskopi su u različitim godinama izgledali drugačije, ali svake godine su postajali sve složeniji i počeli su imati mnogo detalja.

Ovako je izgledao Jansenov prvi mikroskop:

Prvi veliki složeni mikroskop napravio je engleski fizičar Robert Hooke u 17. veku.

Ovako su izgledali mikroskopi u 18. veku. Bilo je mnogo putnika u 18. veku. I trebali su imati putni mikroskop koji bi stao u džep torbe ili jakne. U prvoj polovini XVIII veka. takozvani "ručni" ili "džepni" mikroskop, koji je dizajnirao engleski optičar J. Wilson, postao je široko rasprostranjen. Ovako su izgledali:

Od čega je napravljen mikroskop?

Svi mikroskopi se sastoje od sljedećih dijelova:

Tu je i pozadinsko osvetljenje i klipovi.

Naučio sam i šta mikroskopi mogu biti. AT savremeni svet svemikroskopimogu se podijeliti:

1. Edukativni mikroskopi. Nazivaju se i školskim ili dječjim.
2. Digitalni mikroskopi. Glavni zadatak digitalnog mikroskopa nije samo da prikaže objekat u uvećanom obliku, već i da fotografiše ili snimi video.
3. Laboratorijski mikroskopi. Glavni zadatak laboratorijskog mikroskopa je sprovođenje specifičnih istraživanja u različitim oblastima nauke, industrije i medicine.

Izrada sopstvenog mikroskopa

Kada smo tražili informacije o istoriji mikroskopa, na jednom od sajtova smo saznali da od kapi vode možete napraviti svoj mikroskop. A onda sam odlučio pokušati provesti eksperiment kako bih napravio takav mikroskop. Od kapi vode može se napraviti mali mikroskop. Da biste to učinili, trebate uzeti debeli papir, probiti rupu u njemu debelom iglom i pažljivo staviti kap vode na njega. Mikroskop je spreman! Prenesite ovu kap u novine - slova su se povećala. Što je pad manji, to je veće povećanje. U prvom mikroskopu, koji je izmislio Leeuwenhoek, sve je urađeno baš tako, samo je kapljica bila staklena.

Pronašli smo knjigu pod nazivom „Moj prvi naučni eksperimenti” i malo zakomplikovao model mikroskopa. Za posao mi je bilo potrebno:

1. Staklena tegla.
2. Metalizirani papir (folija za pečenje).
3. Makaze.
4. Scotch.
5. Debela igla.
6. Plastelin.

Kada sam sve ovo prikupio, počeo sam da pravim model mikroskopa. Malo niže ću postepeno potpisivati ​​sve svoje radove. Naravno, trebala mi je mala pomoć majke i sestre.

Šta je mikroskop? Značenje i tumačenje riječi mikroskop, definicija pojma

mikroskop -

optički instrument sa jednim ili više sočiva za dobijanje uvećanih slika objekata koji nisu vidljivi golim okom. Mikroskopi su jednostavni i složeni. Jednostavan mikroskop je sistem jednog sočiva. jednostavan mikroskop može se smatrati običnim povećalom - plano-konveksnim sočivom. Složeni mikroskop (koji se često naziva jednostavno mikroskop) kombinacija je dva jednostavna.

Složeni mikroskop daje veće uvećanje od običnog i ima veću rezoluciju. Rezolucija je sposobnost razlikovanja detalja uzorka. Uvećana slika, na kojoj se detalji ne razlikuju, pruža malo korisnih informacija.

Složeni mikroskop ima dvostepenu shemu. Jedan sistem sočiva, nazvan objektiv, približava se uzorku; stvara uvećanu i razriješenu sliku objekta. Slika se dodatno uvećava drugim sistemom sočiva, zvanim okular, koji je postavljen bliže oku posmatrača. Ova dva sistema sočiva nalaze se na suprotnim krajevima cijevi.

Rad sa mikroskopom. Ilustracija prikazuje tipičan biološki mikroskop. Stalak za stativ je napravljen u obliku teškog odlivaka, obično u obliku potkovice. Držač cijevi je pričvršćen za njega na šarki, noseći sve ostale dijelove mikroskopa. Cev u koju su montirani sistemi sočiva omogućava vam da ih pomerate u odnosu na uzorak radi fokusiranja. Objektiv se nalazi na donjem kraju cijevi. Tipično, mikroskop je opremljen s nekoliko objektiva različitog povećanja na kupoli, što vam omogućava da ih postavite u radni položaj na optičkoj osi. Operator, kada ispituje uzorak, obično počinje s najmanjim ciljem povećanja i najširim vidnim poljem, pronalazi detalje od interesa, a zatim ih ispituje pomoću objektiva sa velikim povećanjem. Okular je montiran na kraju držača koji se može uvlačiti (koji omogućava promjenu dužine cijevi kada je potrebno). Cijela cijev s objektivom i okularom može se pomicati gore-dolje kako bi se mikroskop izoštrio.

Uzorak se obično uzima kao vrlo tanak prozirni sloj ili presek; stavlja se na pravougaonu staklenu ploču, koja se naziva staklenim stakalcem, a odozgo je prekrivena tanjom, manjom staklenom pločom, koja se naziva pokrovnim stakalcem. Uzorak je često obojen hemikalijama kako bi se povećao kontrast. Staklena pločica se postavlja na binu tako da je uzorak iznad središnje rupe pozornice. Pozornica je obično opremljena mehanizmom za glatko i precizno kretanje uzorka u vidnom polju.

Ispod pozornice objekta nalazi se držač trećeg sistema sočiva - kondenzatora, koji koncentriše svjetlost na uzorak. Kondenzatora može biti nekoliko, a ovdje se nalazi iris dijafragma za podešavanje otvora blende.

Još niže je osvjetljujuće ogledalo ugrađeno u kardanski zglob, koje baca svjetlost lampe na uzorak, zbog čega je cijeli optički sistem mikroskopom i stvara vidljivu sliku. Okular se može zamijeniti foto dodatkom, a onda će se slika formirati na filmu. Mnogi istraživački mikroskopi su opremljeni namenskim osvetljivačem, tako da osvetljavajuće ogledalo nije potrebno.

Povećati. Uvećanje mikroskopa jednako je uvećanju sočiva objektiva puta uvećanju okulara. Za tipičnog istraživački mikroskop uvećanje okulara je 10, a uvećanje objektiva 10, 45 i 100. Dakle, uvećanje takvog mikroskopa je od 100 do 1000. Uvećanje nekih mikroskopa dostiže 2000. Još više povećanje ne ima smisla, jer se rezolucija ne poboljšava; naprotiv, kvalitet slike se pogoršava.

Teorija. Konzistentnu teoriju mikroskopa dao je njemački fizičar Ernst Abbe krajem 19. stoljeća. Abbe je otkrio da je rezolucija (najmanja moguća udaljenost između dvije tačke koje su vidljive odvojeno) data sa

gdje je R rezolucija u mikrometrima (10-6 m), . je talasna dužina svjetlosti (koju stvara iluminator), µm, n je indeks prelamanja medija između uzorka i objektiva, a. - polovina ulaznog ugla sočiva (ugao između krajnjih zraka konusnog svetlosnog snopa koji ulazi u sočivo). Abbe je količinu nazvao numeričkim otvorom (označuje se simbolom NA). Iz gornje formule se može vidjeti da su razlučivi detalji objekta koji se proučava manji, veći NA i kraća valna dužina.

Numerički otvor blende ne samo da određuje rezoluciju sistema, već karakterizira i omjer otvora objektiva: intenzitet svjetlosti po jedinici površine slike približno je jednak kvadratu NA. Za dobar objektiv NA vrijednost je oko 0,95. Mikroskop je obično dizajniran tako da je njegovo ukupno povećanje cca. 1000NA.

Objektivi. Postoje tri glavne vrste sočiva, koje se razlikuju po stepenu korekcije optičkih izobličenja - hromatske i sferne aberacije. Kromatske aberacije nastaju zbog činjenice da su svjetlosni valovi različitih talasnih dužina fokusirani na različite tačke na optičkoj osi. Kao rezultat, slika je obojena. Sferne aberacije su uzrokovane činjenicom da su svjetlost koja prolazi kroz centar sočiva i svjetlost koja prolazi kroz njegovu periferiju fokusirane u različitim točkama na osi. Kao rezultat, slika je nejasna.

Akromatska sočiva su trenutno najčešća. Kod njih su hromatske aberacije potisnute zbog upotrebe staklenih elemenata sa različitim disperzijama, koji obezbeđuju konvergenciju ekstremnih zraka vidljivog spektra - plave i crvene - u jednom fokusu. Lagana obojenost slike ostaje i ponekad se pojavljuje kao blede zelene trake oko objekta. Sferna aberacija se može korigovati samo za jednu boju.

Fluoritna sočiva koriste staklene aditive za poboljšanje korekcije boje do te mjere da se boja na slici gotovo potpuno eliminira.

Apohromatska sočiva su sočiva sa najkompleksnijom korekcijom boja. Oni ne samo da su skoro potpuno eliminisali hromatske aberacije, već su ispravili i sferne aberacije ne za jednu, već za dve boje. Povećajte apohromate za plave boje nešto veće nego za crvenu, pa su im stoga potrebni posebni "kompenzacijski" okulari.

Većina sočiva su "suha", tj. dizajnirani su da rade u takvim uslovima kada je jaz između objektiva i uzorka ispunjen vazduhom; NA vrijednost za takva sočiva ne prelazi 0,95. Ako se između objektiva i uzorka unese tečnost (ulje ili, rjeđe, voda), dobije se objektiv "uranjanja" s NA vrijednošću do 1,4, uz odgovarajuće poboljšanje rezolucije.

Trenutno, industrija proizvodi i razne vrste specijalnih sočiva. To uključuje objektive ravnog polja za mikrofotografiju, objektive bez stresa (opuštene) za rad u polariziranom svjetlu i objektive za ispitivanje neprozirnih metalurških uzoraka osvijetljenih odozgo.

Kondenzatori. Kondenzator formira svjetlosni konus usmjeren na uzorak. Tipično, mikroskop je opremljen irisom koji odgovara otvoru svjetlosnog konusa sa otvorom objektiva, što osigurava maksimalnu rezoluciju i maksimalni kontrast slike. (Kontrast u mikroskopiji ima isti važnost, kao u televizijskoj tehnologiji.) Najjednostavniji kondenzator, sasvim prikladan za većinu mikroskopa opće namjene, je Abbe kondenzator sa dva sočiva. Objektivi sa većim otvorom blende, posebno objektivi za uranjanje u ulje, zahtijevaju složenije ispravljene kondenzatore. Uljni objektivi s maksimalnim otvorom zahtijevaju poseban kondenzator koji ima kontakt uronjenog ulja s donjom površinom staklenog tobogana na kojem se nalazi uzorak.

specijalizovani mikroskopi. Zbog različitih zahtjeva nauke i tehnologije, razvijeni su mikroskopi mnogih posebnih tipova.

Stereoskopski binokularni mikroskop dizajniran za dobijanje trodimenzionalne slike objekta sastoji se od dva odvojena mikroskopska sistema. Uređaj je dizajniran za malo povećanje (do 100). Obično se koristi za sklapanje minijaturnih elektronskih komponenti, tehnička kontrola, hirurške operacije.

Polarizacijski mikroskop je dizajniran za proučavanje interakcije uzoraka sa polariziranom svjetlošću. Polarizovano svetlo često omogućava otkrivanje strukture objekata koja se nalazi izvan granica konvencionalne optičke rezolucije.

Reflektivni mikroskop je opremljen ogledalima koja formiraju sliku umjesto sočiva. Budući da je teško proizvesti zrcalno sočivo, postoji vrlo malo potpuno reflektirajućih mikroskopa, a ogledala se trenutno koriste uglavnom samo u nastavcima, na primjer, za mikrohirurgiju pojedinačnih ćelija.

Fluorescentni mikroskop - sa ultraljubičastim ili plavim svjetlom osvjetljenja uzorka. Uzorak, apsorbujući ovo zračenje, emituje vidljivo svetlo luminescencija. Mikroskopi ove vrste koriste se u biologiji, kao iu medicini - za dijagnostiku (posebno raka).

Mikroskop tamnog polja omogućava da se zaobiđu poteškoće povezane s činjenicom da su živi materijali transparentni. Uzorak u njemu se posmatra pod takvim "kosim" osvjetljenjem da direktna svjetlost ne može ući u objektiv. Slika se formira od svjetlosti koja se difraktira od objekta, i kao rezultat, objekt izgleda vrlo svijetlo na tamnoj pozadini (sa vrlo visokim kontrastom).

Mikroskop faznog kontrasta koristi se za ispitivanje prozirnih objekata, posebno živih ćelija. Zahvaljujući posebnim uređajima, dio svjetlosti koja prolazi kroz mikroskop se pomjera u fazi za pola valne dužine u odnosu na drugi dio, što je razlog kontrasta na slici.

Interferentni mikroskop je daljnji razvoj faznog kontrastnog mikroskopa. U njega interferiraju dva svjetlosna snopa, od kojih jedan prolazi kroz uzorak, a drugi se reflektira. Ovom metodom se dobijaju slike u boji koje daju veoma vrijedne informacije u proučavanju živog materijala. Vidi također ELEKTRONSKI MIKROSKOP; OPTIČKI INSTRUMENTI; OPTIKA.

Mikroskop

optički instrument sa jednim ili više sočiva za dobijanje uvećanih slika objekata koji nisu vidljivi golim okom. Mikroskopi su jednostavni i složeni. Jednostavan mikroskop je sistem jednog sočiva. Jednostavna lupa se može smatrati jednostavnim mikroskopom - plano-konveksnom sočivom. Složeni mikroskop (koji se često naziva jednostavno mikroskop) kombinacija je dva jednostavna. Složeni mikroskop daje veće uvećanje od običnog i ima veću rezoluciju. Rezolucija je sposobnost razlikovanja detalja uzorka. Uvećana slika, na kojoj se detalji ne razlikuju, pruža malo korisnih informacija. Složeni mikroskop ima dvostepenu shemu. Jedan sistem sočiva, nazvan objektiv, približava se uzorku; stvara uvećanu i razriješenu sliku objekta. Slika se dodatno uvećava drugim sistemom sočiva, zvanim okular, koji je postavljen bliže oku posmatrača. Ova dva sistema sočiva nalaze se na suprotnim krajevima cijevi. Rad sa mikroskopom. Ilustracija prikazuje tipičan biološki mikroskop. Stalak za stativ je napravljen u obliku teškog odlivaka, obično u obliku potkovice. Držač cijevi je pričvršćen za njega na šarki, noseći sve ostale dijelove mikroskopa. Cev u koju su montirani sistemi sočiva omogućava vam da ih pomerate u odnosu na uzorak radi fokusiranja. Objektiv se nalazi na donjem kraju cijevi. Tipično, mikroskop je opremljen s nekoliko objektiva različitog povećanja na kupoli, što vam omogućava da ih postavite u radni položaj na optičkoj osi. Operator, kada ispituje uzorak, obično počinje s najmanjim ciljem povećanja i najširim vidnim poljem, pronalazi detalje od interesa, a zatim ih ispituje pomoću objektiva sa velikim povećanjem. Okular je montiran na kraju držača koji se može uvlačiti (koji omogućava promjenu dužine cijevi kada je potrebno). Cijela cijev s objektivom i okularom može se pomicati gore-dolje kako bi se mikroskop izoštrio. Uzorak se obično uzima kao vrlo tanak prozirni sloj ili presek; stavlja se na pravougaonu staklenu ploču, koja se naziva staklenim stakalcem, a odozgo je prekrivena tanjom, manjom staklenom pločom, koja se naziva pokrovnim stakalcem. Uzorak je često obojen hemikalijama kako bi se povećao kontrast. Staklena pločica se postavlja na binu tako da je uzorak iznad središnje rupe pozornice. Pozornica je obično opremljena mehanizmom za glatko i precizno kretanje uzorka u vidnom polju. Ispod pozornice objekta nalazi se držač trećeg sistema sočiva - kondenzatora, koji koncentriše svjetlost na uzorak. Kondenzatora može biti nekoliko, a ovdje se nalazi iris dijafragma za podešavanje otvora blende. Još niže je u kardanskom zglobu postavljeno osvjetljujuće ogledalo, koje baca svjetlost lampe na uzorak, zbog čega cijeli optički sistem mikroskopa stvara vidljivu sliku. Okular se može zamijeniti foto dodatkom, a onda će se slika formirati na filmu. Mnogi istraživački mikroskopi su opremljeni namenskim osvetljivačem, tako da osvetljavajuće ogledalo nije potrebno. Povećati. Uvećanje mikroskopa jednako je uvećanju sočiva objektiva puta uvećanju okulara. Za tipičan istraživački mikroskop, povećanje okulara je 10, a uvećanje objektiva 10, 45 i 100. Dakle, povećanje takvog mikroskopa je od 100 do 1000. Uvećanje nekih mikroskopa dostiže 2000. Povećanje povećanja čak i više nema smisla, jer se rezolucija ne poboljšava; naprotiv, kvalitet slike se pogoršava. Teorija. Konzistentnu teoriju mikroskopa dao je njemački fizičar Ernst Abbe krajem 19. stoljeća. Abbe je otkrio da je rezolucija (najmanja moguća udaljenost između dvije tačke koje su vidljive odvojeno) dana gdje je R rezolucija u mikrometrima (10-6 m), . je talasna dužina svjetlosti (koju stvara iluminator), µm, n je indeks prelamanja medija između uzorka i objektiva, a. - polovina ulaznog ugla sočiva (ugao između krajnjih zraka konusnog svetlosnog snopa koji ulazi u sočivo). Abbe je količinu nazvao numeričkim otvorom (označuje se simbolom NA). Iz gornje formule se može vidjeti da su razlučivi detalji objekta koji se proučava manji, veći NA i kraća valna dužina. Numerički otvor blende ne samo da određuje rezoluciju sistema, već karakterizira i omjer otvora objektiva: intenzitet svjetlosti po jedinici površine slike približno je jednak kvadratu NA. Za dobar objektiv, NA vrijednost je oko 0,95. Mikroskop je obično dizajniran tako da je njegovo ukupno povećanje cca. 1000NA. Objektivi. Postoje tri glavne vrste sočiva, koje se razlikuju po stepenu korekcije optičkih izobličenja - hromatske i sferne aberacije. Kromatske aberacije nastaju zbog činjenice da su svjetlosni valovi različitih talasnih dužina fokusirani na različite tačke na optičkoj osi. Kao rezultat, slika je obojena. Sferne aberacije su uzrokovane činjenicom da su svjetlost koja prolazi kroz centar sočiva i svjetlost koja prolazi kroz njegovu periferiju fokusirane u različitim točkama na osi. Kao rezultat, slika je nejasna. Akromatska sočiva su trenutno najčešća. Kod njih su hromatske aberacije potisnute zbog upotrebe staklenih elemenata sa različitim disperzijama, koji obezbeđuju konvergenciju ekstremnih zraka vidljivog spektra - plave i crvene - u jednom fokusu. Lagana obojenost slike ostaje i ponekad se pojavljuje kao blede zelene trake oko objekta. Sferna aberacija se može korigovati samo za jednu boju. Fluoritna sočiva koriste staklene aditive za poboljšanje korekcije boje do te mjere da se boja na slici gotovo potpuno eliminira. Apohromatska sočiva su sočiva sa najkompleksnijom korekcijom boja. Oni ne samo da su skoro potpuno eliminisali hromatske aberacije, već su ispravili i sferne aberacije ne za jednu, već za dve boje. Uvećanje apohromata za plavu je nešto veće nego za crvenu, pa su za njih potrebni posebni "kompenzacijski" okulari. Većina sočiva su "suha", tj. dizajnirani su da rade u takvim uslovima kada je jaz između objektiva i uzorka ispunjen vazduhom; NA vrijednost za takva sočiva ne prelazi 0,95. Ako se između objektiva i uzorka unese tečnost (ulje ili, rjeđe, voda), dobije se objektiv "uranjanja" s NA vrijednošću do 1,4, uz odgovarajuće poboljšanje rezolucije. Trenutno, industrija proizvodi i razne vrste specijalnih sočiva. To uključuje objektive ravnog polja za mikrofotografiju, objektive bez stresa (opuštene) za rad u polariziranom svjetlu i objektive za ispitivanje neprozirnih metalurških uzoraka osvijetljenih odozgo. Kondenzatori. Kondenzator formira svjetlosni konus usmjeren na uzorak. Tipično, mikroskop je opremljen irisom koji odgovara otvoru svjetlosnog konusa sa otvorom objektiva, što osigurava maksimalnu rezoluciju i maksimalni kontrast slike. (Kontrast je podjednako važan u mikroskopiji kao i u televizijskoj tehnologiji.) Najjednostavniji kondenzator, i sasvim prikladan za većinu mikroskopa opšte namene, je Abbeov kondenzator sa dva sočiva. Objektivi sa većim otvorom blende, posebno objektivi za uranjanje u ulje, zahtijevaju složenije ispravljene kondenzatore. Uljni objektivi s maksimalnim otvorom zahtijevaju poseban kondenzator koji ima kontakt uronjenog ulja s donjom površinom staklenog tobogana na kojem se nalazi uzorak. specijalizovani mikroskopi. Zbog različitih zahtjeva nauke i tehnologije, razvijeni su mikroskopi mnogih posebnih tipova. Stereoskopski binokularni mikroskop dizajniran za dobijanje trodimenzionalne slike objekta sastoji se od dva odvojena mikroskopska sistema. Uređaj je dizajniran za malo povećanje (do 100). Obično se koristi za sklapanje minijaturnih elektronskih komponenti, tehničku kontrolu, hirurške operacije. Polarizacijski mikroskop je dizajniran za proučavanje interakcije uzoraka sa polariziranom svjetlošću. Polarizovano svetlo često omogućava otkrivanje strukture objekata koja se nalazi izvan granica konvencionalne optičke rezolucije. Reflektivni mikroskop je opremljen ogledalima koja formiraju sliku umjesto sočiva. Budući da je teško proizvesti zrcalno sočivo, postoji vrlo malo potpuno reflektirajućih mikroskopa, a ogledala se trenutno koriste uglavnom samo u nastavcima, na primjer, za mikrohirurgiju pojedinačnih ćelija. Fluorescentni mikroskop - sa ultraljubičastim ili plavim svjetlom osvjetljenja uzorka. Uzorak, apsorbirajući ovo zračenje, emituje vidljivu luminescentnu svjetlost. Mikroskopi ove vrste koriste se u biologiji, kao iu medicini - za dijagnostiku (posebno raka). Mikroskop tamnog polja omogućava da se zaobiđu poteškoće povezane s činjenicom da su živi materijali transparentni. Uzorak u njemu se posmatra pod takvim "kosim" osvjetljenjem da direktna svjetlost ne može ući u objektiv. Slika se formira od svjetlosti koja se difraktira od objekta, i kao rezultat, objekt izgleda vrlo svijetlo na tamnoj pozadini (sa vrlo visokim kontrastom). Mikroskop faznog kontrasta koristi se za ispitivanje prozirnih objekata, posebno živih ćelija. Zahvaljujući posebnim uređajima, dio svjetlosti koja prolazi kroz mikroskop se pomjera u fazi za pola valne dužine u odnosu na drugi dio, što je razlog kontrasta na slici. Interferentni mikroskop je daljnji razvoj faznog kontrastnog mikroskopa. U njega interferiraju dva svjetlosna snopa, od kojih jedan prolazi kroz uzorak, a drugi se reflektira. Ovom metodom se dobijaju slike u boji koje daju veoma vrijedne informacije u proučavanju živog materijala. Vidi također ELEKTRONSKI MIKROSKOP; OPTIČKI INSTRUMENTI; OPTIKA.

Vjerovatno je svatko od nas, barem jednom u životu, imao priliku raditi s takvim uređajem kao što je mikroskop - neko u školi na času biologije, a neki, možda zbog svoje profesije. Uz pomoć mikroskopa možemo posmatrati i najmanje žive organizme, čestice. Mikroskop je prilično složen instrument, a osim toga, ima dugu istoriju, što će biti korisno znati. Hajde da vidimo šta je mikroskop?

Definicija

Reč "mikroskop" dolazi od dve grčke reči "micros" - "mali", "skopeo" - "izgled". Odnosno, svrha ovog uređaja je ispitivanje malih objekata. Ako daš više precizna definicija, tada je mikroskop optički instrument (sa jednim ili više sočiva) koji se koristi za dobijanje uvećanih slika određenih objekata koji nisu vidljivi golim okom.

Na primjer, mikroskopi koji se koriste u današnjim školama mogu povećati 300-600 puta, što je sasvim dovoljno da se živa ćelija vidi do detalja – vide se zidovi same ćelije, vakuole, njeno jezgro itd. Ali za sve to prošao je prilično dug put otkrića, pa čak i razočaranja.

Istorija otkrića mikroskopa

Tačno vrijeme otkrića mikroskopa još nije utvrđeno, jer su prve uređaje za promatranje malih objekata pronašli arheolozi u različitim epohama. Izgledali su kao obična lupa, odnosno bila je bikonveksna leća koja je davala višestruko povećanje slike. Pojasniću da prva sočiva nisu bila od stakla, već od neke vrste prozirnog kamena, tako da o kvaliteti slike nema potrebe govoriti.

Kasnije su već izmišljeni mikroskopi koji se sastoje od dva sočiva. Prvo sočivo je sočivo, okrenuto prema predmetu koji se proučava, a drugo sočivo je okular kroz koji je posmatrač gledao. Ali slika objekata je i dalje bila jako izobličena, zbog jakih sfernih i hromatskih odstupanja - svjetlost se neravnomjerno lomila, pa je zbog toga slika bila nejasna i obojena. Ali ipak, i tada je povećanje mikroskopa bilo nekoliko stotina puta, što je dosta.

Sistem sočiva u mikroskopima bio je značajno komplikovan tek na samom početku 19. veka, zahvaljujući radu fizičara kao što su Amici, Fraunhofer i dr. U dizajnu sočiva već je korišćen složen sistem koji se sastoji od konvergentnih i divergentnih sočiva. Štaviše, ova sočiva su bila različite vrste naočare koje međusobno nadoknađuju nedostatke.

Mikroskop holandskog naučnika Leeuwenhoeka već je imao sto za objekte, u koji su dodavani svi proučavani objekti, a postojao je i šraf koji je omogućavao nesmetano pomeranje ovog stola. Zatim je dodato ogledalo - za bolje osvjetljenje objekata.

Struktura mikroskopa

Postoje jednostavni i složeni mikroskopi. Jednostavan mikroskop je sistem jednog sočiva, baš kao i obična lupa. Kompleksni mikroskop, s druge strane, kombinuje dva jednostavna sočiva.

Složeni mikroskop, shodno tome, daje veće uvećanje, a osim toga ima i veću rezoluciju. Upravo prisustvo ove sposobnosti (razlučivanja) omogućava razlikovanje detalja uzoraka. Uvećana slika, na kojoj se detalji ne mogu razlikovati, daće nam neke korisne informacije.

Složeni mikroskopi imaju dvostepena kola. Jedan sistem sočiva (leća) se približava objektu - ono zauzvrat stvara razriješenu i uvećanu sliku objekta. Zatim se slika već uvećava drugim sistemom sočiva (okularom), postavlja se direktno, bliže oku posmatrača. Ova 2 sistema sočiva nalaze se na suprotnim krajevima cijevi mikroskopa.

Moderni mikroskopi

Moderni mikroskopi mogu dati kolosalno uvećanje - do 1500-2000 puta, dok će kvalitet slike biti odličan. Prilično su popularni i binokularni mikroskopi kod kojih je slika sa jednog sočiva podeljena, dok je možete gledati sa dva oka odjednom (u dva okulara). Ovo omogućava još bolju vizuelnu diferencijaciju. sitni dijelovi. Takvi se mikroskopi obično koriste u raznim laboratorijama (uključujući i medicinske) za istraživanja.

Elektronski mikroskopi

Elektronski mikroskopi nam pomažu da "vidimo" slike pojedinačnih atoma. Istina, riječ "razmotriti" ovdje se koristi relativno, jer ne gledamo direktno očima - slika objekta se pojavljuje kao rezultat najsloženije obrade primljenih podataka od strane računara. Uređaj mikroskopa (elektronski) zasniva se na fizičkim principima, kao i na metodi „opipavanja“ površina predmeta najtanjom iglom, čiji je vrh debeo samo 1 atom.

USB mikroskopi

Trenutno, u toku razvoja digitalne tehnologije, svaka osoba može kupiti dodatak za objektiv za svoj fotoaparat mobilni telefon i fotografisati sve mikroskopske objekte. Postoje i vrlo moćni USB mikroskopi, kada su povezani kućni računar, što vam omogućava da vidite rezultujuću sliku na monitoru. Većina digitalni fotoaparati sposoban za snimanje slika u makro režimu, uz pomoć njega možete fotografisati i najmanje objekte. A ako postavite mali konvergentni objektiv ispred objektiva fotoaparata, lako možete dobiti uvećanje fotografije do 500x.

Danas nove tehnologije pomažu da se vidi ono što je prije sto godina bilo bukvalno nedostupno. Dijelovi mikroskopa su se kroz njegovu povijest konstantno usavršavali, a sada mikroskop vidimo već u gotovoj verziji. Iako naučni napredak ne miruje, a u bliskoj budućnosti mogu se pojaviti još napredniji modeli mikroskopa.