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

Drevna vremena

U povijesti čovječanstva uvijek je bilo onih koji nisu bili zadovoljni biblijskim opisom ustrojstva svijeta, koji su htjeli sami razumjeti prirodu stvari i njihovu bit. Ili koga nije privukla sudbina običnog seljaka ili ribara, poput istog Lomonosova.

Najraširenije razne discipline bile su u renesansi, kada su ljudi počeli shvaćati važnost proučavanja svijeta oko sebe i drugih stvari. Posebno su im u tome pomogli razni optički uređaji - teleskopi i mikroskopi. Dakle, što je mikroskop? Tko ga je stvorio i gdje se ovaj uređaj danas koristi?

Definicija

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

Shvatili smo što je mikroskop, ali kako je to utjecalo na znanost? Gotovo isti kao njegov "rođak" teleskop. Iako primitivan, ovaj je uređaj omogućio prevladavanje nesavršenosti ljudskog oka i pogled u mikrokozmos. Uz pomoć njega kasnije su napravljena mnoga otkrića na području biologije, entomologije, botanike i drugih znanosti.

Sada je jasno što je mikroskop, ali gdje se još koriste?

Znanost

Biologija, fizika, kemija - sva ta područja znanosti ponekad zahtijevaju pogled u samu bit stvari koje naše oko ili obično povećalo ne mogu vidjeti. Teško je to zamisliti moderna medicina bez ovih uređaja: uz njihovu pomoć dolazi se do otkrića, utvrđuju vrste bolesti, infekcija, a nedavno su čak uspjeli “fotografirati” lanac ljudske DNK.

U fizici je sve nešto drugačije, posebno u onim područjima koja se bave proučavanjem elementarne čestice i druge sitne predmete. Tu je laboratorijski mikroskop nešto drugačiji od uobičajenih, a obični malo pomažu, odavno su ih zamijenili elektronički i najnoviji sondirajući. Potonji omogućuju ne samo postizanje impresivnog povećanja, već čak i registraciju pojedinačnih atoma i molekula.

To uključuje i forenziku kojoj su ti uređaji potrebni za identifikaciju dokaza, detaljnu usporedbu otisaka prstiju i drugo.

Nemojte bez mikroskopa i istraživača drevni svijet kao što su paleontolozi i arheolozi. Potrebni su im za detaljno proučavanje ostataka biljaka, životinjskih kostiju s ljudima i umjetnih proizvoda prošlih vremena. I usput, snažan mikroskop laboratorij možete slobodno kupiti za vlastite potrebe. Istina, ne može ih svatko priuštiti. Pogledajmo pobliže vrste ovih uređaja.

Vrste

Prva, glavna i najstarija je optička svjetlost. Slični uređaji još uvijek su dostupni u svakoj školi na satu biologije. To je set leća s podesivim razmakom i ogledalom za osvjetljavanje objekta. Ponekad se zamjenjuje neovisnim izvorom svjetlosti. Bit ovakvog mikroskopa je promjena valne duljine vidljivog optičkog spektra.

Drugi je elektronički. Mnogo je kompliciranije. Ako govoriti prostim jezikom, tada je valna duljina vidljive svjetlosti 390 do 750 nm. A ako je objekt, na primjer, stanica virusa ili drugog živog organizma, manji, tada će svjetlost jednostavno obići oko njega, takoreći, i neće se moći normalno reflektirati. I takav uređaj zaobilazi takva ograničenja: magnetsko polječini valove svjetlosti "tanjim" tako da se mogu vidjeti i najsitniji predmeti. To je osobito istinito u znanosti kao što je biologija. Mikroskop ove vrste daleko je bolji od optičkih svjetlosnih mikroskopa.

I treći je tip sondiranja. Pojednostavljeno rečeno, radi se o uređaju u kojemu se sondom “ispipa” površina određenog uzorka i na temelju njezinih pokreta i vibracija sastavlja trodimenzionalna ili rasterska slika.

Tudupov Ayur

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

Preuzimanje datoteka:

Pregled:

MOU "Mogoytuyskaya prosjek sveobuhvatna škola№1"

Istraživački rad na ovu temu

"Što je mikroskop"

Sekcija: fizika, tehnologija

Izvršio: učenik 2. razreda Ayur Tudupov

Voditelj: Baranova I.V.

grad Mogoytuy

godina 2013

Izvođenje

biti postavljen naprijed

učenik 2. razreda MOU MSOSH broj 1 p. Mogoytuy Tudupov Ayur

Naslov znanstvenog rada

"Što je mikroskop?"

Voditelj rada

Baranova Irina Vladimirovna

Kratak opis (tema) rada :

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

Smjer:

Fizika, primijenjena istraživanja (tehnika).

Kratak opis istraživačkog rada

Ime "Što je mikroskop?"

Izradio Tudupov Ayur

Pod vodstvomBaranova Irina Vladimirovna

Istraživački rad je posvećen proučavanju:izrada mikroskopa s kapljicom vode

Odakle vaš interes za ovu problematiku?Uvijek sam želio imati mikroskop da vidim nevidljivi svijet.

Gdje smo tražili informacije za odgovore na svoja pitanja?(navesti izvore)

1. Internet
2. enciklopedije
3. Konzultacije s učiteljem

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 s knjigama.

Zaključci:

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

Za prezentaciju rezultata istraživanja planiramo koristiti fotografije.

Upitnik za sudionike

Plan rada

1. Upitnik autora rada - 1. strana
2. Sadržaj - strana 2
3. Kratak opis projekta - strana 3
4. Uvod - stranica 4
5. Glavni dio - stranice 5 – 10
6. Pokus s mikroskopom. - str. 11-14
7. Zaključak - strana 15
8. Literatura i izvori - strana 16

UVOD

Od ranoj dobi svaki dan kod kuće Dječji vrtić i u školi, kad dođem iz šetnje i nakon wc-a, nakon igre i prije jela, čujem isto: "Ne zaboravi oprati ruke!". I tako sam pomislio: “Zašto ih prati tako često? Jesu li stvarno čisti?" Pitao sam majku: "Zašto moraš prati ruke?". Mama je odgovorila: "Na rukama, kao i na svim okolnim predmetima, ima mnogo mikroba koji, ako s hranom dospiju u usta, mogu izazvati bolest." Pažljivo sam pogledao svoje ruke, ali nisam vidio nikakve klice. I moja majka je rekla da su mikrobi vrlo mali i ne mogu se vidjeti bez posebnog uređaji za povećanje. Onda sam se naoružao povećalo i počeo promatrati sve što me okruživalo. Ali i dalje nisam vidio nikakve mikrobe. Majka mi je objasnila da su mikrobi toliko mali da se mogu vidjeti samo pod mikroskopom. Imamo mikroskope u školi, ali ne možete ih nositi kući i tražiti klice. A onda sam odlučio napraviti vlastiti mikroskop.

Svrha mog istraživanja: Sastavite svoj mikroskop.

Ciljevi projekta:

1. Naučite povijest mikroskopa.
2. Saznajte od čega se mikroskopi sastoje i kakvi mogu biti.
3. Pokušajte napraviti vlastiti mikroskop i testirajte ga.

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

Glavni dio

Povijest stvaranja mikroskopa.

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

Zabavno je promatrati nešto kroz mikroskop. Ništa gore računalne igrice a možda i bolje. Ali tko je izumio ovo čudo - mikroskop?

Prije tri stotine i pedeset godina u nizozemskom gradu Middelburgu živio je majstor spektakla. Strpljivo je glancao naočale, izrađivao naočale i prodavao ih kome je trebalo. Imao je dvoje djece – dva dječaka. Voljeli su se popeti u očevu radionicu i svirati s njegovim instrumentima i naočalama, iako im je to bilo zabranjeno. A onda jednog dana, kad je otac negdje otišao, dečki su se, kao i obično, uputili do njegovog radnog stola - ima li nešto novo čime se možete zabaviti? Čaše pripremljene za naočale ležale su na stolu, au kutu je ležala kratka bakrena cijev: iz nje je majstor namjeravao izrezati prstenove - okvir za naočale. Dečki su stisnuli staklo za naočale na krajeve cijevi. Stariji dječak prislonio je cjevčicu na oko i pogledao stranicu otvorene knjige koja je ležala ovdje na stolu. Na njegovo iznenađenje, slova su postala golema. Mlađi je pogledao u slušalicu i začuđeno viknuo: vidio je zarez, ali kakav zarez - izgledao je kao debela glista! Dečki su usmjerili cijev na staklenu prašinu koja je ostala nakon poliranja stakla. I nisu vidjeli prašinu, već hrpu staklenih zrnaca. Cijev se pokazala potpuno čarobnom: uvelike je povećala sve predmete. Djeca su ocu ispričala svoje otkriće. Nije ih čak ni grdio: toliko je bio iznenađen izvanrednim svojstvom lule. Pokušao je napraviti još jednu cijev s istim staklima, dugu i produžljivu. Nova cijev se još bolje povećala. Ovo je bio prvi mikroskop. Njegovo

slučajno izumio 1590. spektakl majstor Zakharia Jansen, odnosno njegova djeca.

Slična razmišljanja o stvaranju povećala padala su na pamet više od jednog Jansena: nove uređaje izumili su Nizozemac Jan Lipershey (također majstor naočala i također iz Middelburga) i Jacob Metius. U Engleskoj se pojavio Nizozemac Cornelius Drebbel, koji je izumio mikroskop s dvije bikonveksne leće. Kada su se 1609. proširile glasine da u Nizozemskoj postoji neka vrsta uređaja za promatranje sićušnih predmeta, Galileo je već sljedeći dan shvatio Generalna ideja dizajnira i u svom laboratoriju izradi mikroskop, a već 1612. utemeljuje proizvodnju mikroskopa. U početku nitko nije nazvao stvoreni uređaj mikroskopom, nazvan je konspicilijum. Poznate riječi "teleskop" i "mikroskop" prvi je izgovorio 1614. grčki demiscian.

Godine 1697. iz Moskve je krenulo Veliko poslanstvo iz Moskve, u kojem je bio i naš car Petar Veliki. U Nizozemskoj je čuo da "izvjesni Nizozemac Leeuwenhoek", koji živi u gradu Delftu, kod kuće izrađuje nevjerojatne uređaje. Uz njihovu pomoć otkrio je tisuće životinja, divnijih od najneobičnijih prekomorskih životinja. A ove se male životinje "gnijezde" u vodi, u zraku pa čak i u ljudskim ustima. Poznavajući kraljevu radoznalost, nije teško pogoditi da je Petar odmah otišao u posjet. Uređaji koje je kralj vidio bili su takozvani jednostavni mikroskopi (bilo je to povećalo s velikim povećanjem). Međutim, Leeuwenhoek je uspio postići povećanje od 300 puta, što je premašilo mogućnosti najboljih složenih mikroskopa 17. stoljeća, koji su imali i objektiv i okular.

Dugo se tajna "stakla buha", kako su Leeuwenhoekovu napravu pogrdno nazivali zavidni suvremenici, nije mogla otkriti. Kako bi

ispada da je u 17. stoljeću jedan znanstvenik stvorio uređaje koji su po nekim karakteristikama bliski uređajima s početka 20. stoljeća? Uostalom, s tadašnjom tehnologijom bilo je nemoguće napraviti mikroskop. Sam Leeuwenhoek nikome nije otkrio svoju tajnu. Tajna "stakla protiv buha" otkrivena je tek nakon 315 godina, na Novosibirskom državnom medicinskom institutu na Odjelu opća biologija i osnove genetike. Tajna je morala biti vrlo jednostavna, jer je Leeuwenhoek uspio napraviti mnogo kopija svojih mikroskopa s jednom lećom u kratkom vremenu. Možda nikad nije glancao povećala? Da, vatra je to učinila umjesto njega! Ako uzmete staklenu nit i stavite je u plamen plamenika, na kraju niti će se pojaviti kuglica - upravo je Leeuwenhoek poslužio kao leća. Što je lopta bila manja, to se moglo postići veće povećanje ...

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

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

Ovako je izgledao Jansenov prvi mikroskop:

Prvi veliki složeni mikroskop izradio je engleski fizičar Robert Hooke u 17. stoljeću.

Ovako su izgledali mikroskopi u 18. stoljeću. Bilo je mnogo putnika u 18. stoljeću. I trebali su imati putni mikroskop koji bi stao u torbu ili džep jakne. U prvoj polovici XVIII stoljeća. raširen je takozvani "ručni" ili "džepni" mikroskop, koji je dizajnirao engleski optičar J. Wilson. Ovako su izgledali:

Od čega je napravljen mikroskop?

Svi mikroskopi sastoje se od sljedećih dijelova:

Tu su i pozadinsko osvjetljenje i kopče.

Naučio sam i što mogu biti mikroskopi. NA moderni svijet svimikroskopimože se podijeliti:

1. Obrazovni mikroskopi. Zovu se i školski ili dječji.
2. Digitalni mikroskopi. Glavna zadaća digitalnog mikroskopa nije samo prikazati predmet u uvećanom obliku, već i snimiti fotografiju ili video.
3. Laboratorijski mikroskopi. Glavna zadaća laboratorijskog mikroskopa je provođenje specifičnih istraživanja u raznim područjima znanosti, industrije i medicine.

Izrada vlastitog mikroskopa

Dok smo tražili podatke o povijesti mikroskopa, na jednoj od stranica saznali smo da od kapi vode možete sami napraviti mikroskop. A onda sam odlučio pokušati provesti eksperiment za stvaranje takvog mikroskopa. Od kapi vode može se napraviti mali mikroskop. Da biste to učinili, morate uzeti debeli papir, probušiti rupu u njemu debelom iglom i pažljivo staviti kap vode na nju. Mikroskop je spreman! Donesite ovu kap u novine - slova su se povećala. Što je pad manji, to je povećanje veće. U prvom mikroskopu, koji je izumio Leeuwenhoek, sve je bilo napravljeno upravo tako, samo je kapljica bila staklo.

Pronašli smo knjigu "Moja prva znanstveni eksperimenti” i malo zakomplicirao model mikroskopa. Za posao mi je trebalo:

1. Staklenka.
2. Metalizirani papir (folija za pečenje).
3. Škare.
4. Scotch.
5. Debela igla.
6. Plastelin.

Kad sam sve to skupio, počeo sam stvarati model mikroskopa. Malo niže postupno ću potpisivati ​​sve svoje radove. Naravno, trebala mi je mala pomoć majke i sestre.

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

mikroskop -

optički instrument s jednom ili više leća za dobivanje uvećane slike predmeta koji nisu vidljivi golim okom. Mikroskopi su jednostavni i složeni. Jednostavan mikroskop je sustav jedne leće. jednostavan mikroskop može se smatrati običnom lupom – plankonveksnom lećom. Složeni mikroskop (često se jednostavno naziva mikroskop) je kombinacija dva jednostavna.

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

Složeni mikroskop ima dvostupanjsku shemu. Jedan sustav leća, koji se zove objektiv, približava se uzorku; stvara uvećanu i razlučenu sliku predmeta. Sliku dodatno povećava još jedan sustav leća, nazvan okular, koji se postavlja bliže oku promatrača. Ova dva sustava leća nalaze se na suprotnim krajevima tubusa.

Rad s mikroskopom. Ilustracija prikazuje tipični biološki mikroskop. Stalak za tronožac izrađuje se u obliku teškog odljevka, obično u obliku potkove. Na šarku je pričvršćen držač cijevi koji nosi sve ostale dijelove mikroskopa. Cijev u koju su ugrađeni sustavi leća omogućuje vam njihovo pomicanje u odnosu na uzorak za fokusiranje. Leća se nalazi na donjem kraju cijevi. Obično je mikroskop opremljen s nekoliko objektiva različitog povećanja na kupoli, što vam omogućuje da ih postavite u radni položaj na optičkoj osi. Operater, kada ispituje uzorak, obično počinje s objektivom s najmanjim povećanjem i najširim vidnim poljem, pronalazi detalje od interesa, a zatim ih ispituje pomoću objektiva s velikim povećanjem. Okular je montiran na kraju uvlačivog držača (koji vam omogućuje promjenu duljine cijevi kada je to potrebno). Cijela cijev s objektivom i okularom može se pomicati gore-dolje kako bi se mikroskop izoštrio.

Uzorak se obično uzima kao vrlo tanak proziran sloj ili dio; stavlja se na pravokutnu staklenu ploču, koja se naziva predmetno stakalce, i prekriva na vrhu tanjom, manjom staklenom pločom, koja se naziva pokrovno stakalce. Uzorak se često boji kemikalijama kako bi se povećao kontrast. Predmetno staklo se postavlja na postolje tako da je uzorak iznad središnje rupe na postolju. Stalak je obično opremljen mehanizmom za glatko i precizno pomicanje uzorka u vidnom polju.

Ispod predmetnog postolja nalazi se držač trećeg sustava leća - kondenzora, koji koncentrira svjetlost na uzorak. Može biti nekoliko kondenzatora, a ovdje se nalazi iris dijafragma za podešavanje otvora blende.

Još niže je iluminirajuće zrcalo montirano u kardanski zglob, koje baca svjetlost lampe na uzorak, zbog čega je cijela optički sustav mikroskopom i stvara vidljivu sliku. Okular se može zamijeniti foto nastavkom, a zatim će se slika formirati na filmu. Mnogi istraživački mikroskopi opremljeni su namjenskim iluminatorom, tako da osvjetljujuće zrcalo nije potrebno.

Povećati. Povećanje mikroskopa jednako je povećanju leće objektiva pomnoženom s povećanjem okulara. Za tipično istraživački mikroskop povećanje okulara je 10, a povećanje objektiva 10, 45 i 100. Stoga je povećanje takvog mikroskopa od 100 do 1000. Povećanje nekih mikroskopa doseže 2000. Povećanje povećanja još više ne ima smisla jer se rezolucija ne poboljšava; naprotiv, kvaliteta slike se pogoršava.

Teorija. Dosljednu teoriju mikroskopa dao je njemački fizičar Ernst Abbe krajem 19. stoljeća. Abbe je otkrio da je rezolucija (najmanja moguća udaljenost između dviju točaka koje su vidljive odvojeno) dana s

gdje je R razlučivost u mikrometrima (10-6 m), . je valna duljina svjetlosti (koju stvara iluminator), µm, n je indeks loma medija između uzorka i objektiva, a. - polovica ulaznog kuta leće (kut između krajnjih zraka konusne svjetlosne zrake koja ulazi u leću). Abbe je veličinu nazvao numeričkom aperturom (označava se simbolom NA). Iz gornje formule se može vidjeti da su razlučivi detalji predmeta koji se proučava manji što je NA veći i što je valna duljina kraća.

Numerička blenda ne samo da određuje razlučivost sustava, već također karakterizira omjer otvora blende leće: intenzitet svjetlosti po jedinici površine slike približno je jednak kvadratu NA. Za dobar objektiv NA vrijednost je oko 0,95. Mikroskop je obično konstruiran tako da mu je ukupno povećanje cca. 1000NA.

Leće. Postoje tri glavne vrste leća koje se razlikuju po stupnju korekcije optičkih izobličenja - kromatske i sferne aberacije. Kromatske aberacije nastaju zbog činjenice da su svjetlosni valovi različitih valnih duljina fokusirani na različite točke na optičkoj osi. Kao rezultat toga, slika je obojena. Sferne aberacije uzrokovane su činjenicom da su svjetlost koja prolazi kroz središte leće i svjetlost koja prolazi kroz njezinu periferiju fokusirane na različite točke na osi. Kao rezultat toga, slika je nejasna.

Akromatske leće trenutno su najčešće. U njima su kromatske aberacije potisnute zbog upotrebe staklenih elemenata s različitim disperzijama, koji osiguravaju konvergenciju ekstremnih zraka vidljivog spektra - plave i crvene - u jednom fokusu. Ostaje blaga obojenost slike koja se ponekad pojavljuje kao blijede zelene trake oko objekta. Sferna aberacija može se ispraviti samo za jednu boju.

Fluoritne leće koriste staklene aditive za poboljšanje korekcije boje do te mjere da su obojenosti na slici gotovo potpuno eliminirane.

Apokromatske leće su leće s najsloženijom korekcijom boja. Ne samo da su gotovo u potpunosti eliminirali kromatske aberacije, već su ispravili i sferne aberacije ne za jednu, već za dvije boje. Povećajte apokromate za plave boje nešto veće nego kod crvene, pa stoga zahtijevaju posebne "kompenzacijske" okulare.

Većina leća su “suhe”, tj. dizajnirani su za rad u takvim uvjetima kada je prostor između objektiva i uzorka ispunjen zrakom; vrijednost NA za takve leće ne prelazi 0,95. Ako se tekućina (ulje ili, rjeđe, voda) unese između objektiva i uzorka, dobiva se "imerzijski" objektiv s NA vrijednošću čak 1,4, s odgovarajućim poboljšanjem rezolucije.

Trenutno industrija također proizvodi razne vrste posebnih leća. 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 oblikuje svjetlosni stožac usmjeren na uzorak. Tipično, mikroskop ima zjenicu za usklađivanje otvora svjetlosnog stošca s otvorom objektiva, što osigurava maksimalnu rezoluciju i maksimalni kontrast slike. (Isto ima kontrast u mikroskopiji važnost, kao u televizijskoj tehnologiji.) Najjednostavniji kondenzator, sasvim prikladan za većinu mikroskopa Opća namjena, je kondenzator Abbe s dvije leće. Objektivi s većim otvorom blende, posebice objektivi s uljnom uronom, zahtijevaju složenije korigirane kondenzatore. Uljni objektivi s najvećim otvorom blende zahtijevaju poseban kondenzator koji ima imerzioni uljni kontakt s donjom površinom predmetnog stakla na kojem se nalazi uzorak.

specijalizirani mikroskopi. Zbog različitih zahtjeva znanosti i tehnologije, razvijeni su mnogi posebni tipovi mikroskopa.

Stereoskopski binokularni mikroskop dizajniran za dobivanje trodimenzionalne slike objekta sastoji se od dva odvojena mikroskopska sustava. Uređaj je dizajniran za malo povećanje (do 100). Obično se koristi za sastavljanje minijaturnih elektroničkih komponenti, tehnička kontrola, kirurške operacije.

Polarizacijski mikroskop dizajniran je za proučavanje interakcije uzoraka s polariziranim svjetlom. Polarizirano svjetlo često omogućuje otkrivanje strukture objekata koja se nalazi izvan granica konvencionalne optičke rezolucije.

Reflektivni mikroskop opremljen je zrcalima za oblikovanje slike umjesto leća. Budući da je teško izraditi zrcalne leće, vrlo je malo potpuno reflektirajućih mikroskopa, a zrcala se trenutno koriste uglavnom samo u prilozima, na primjer, za mikrokirurgiju pojedinačnih stanica.

Fluorescentni mikroskop - s ultraljubičastim ili plavim osvjetljenjem uzorka. Uzorak, apsorbirajući ovo zračenje, emitira vidljivo svjetlo luminiscencija. Mikroskopi ove vrste koriste se u biologiji, kao iu medicini - za dijagnostiku (osobito raka).

Mikroskop tamnog polja omogućuje zaobilaženje poteškoća povezanih s činjenicom da su živi materijali prozirni. Uzorak se u njemu promatra pod tako "kosim" osvjetljenjem da izravno svjetlo ne može ući u objektiv. Slika nastaje difrakcijom svjetla od objekta, i kao rezultat toga, objekt se čini vrlo svijetlim na tamnoj pozadini (s vrlo visokim kontrastom).

Fazno kontrastni mikroskop koristi se za ispitivanje prozirnih objekata, posebice živih stanica. Zahvaljujući posebnim uređajima, dio svjetlosti koja prolazi kroz mikroskop je pomaknut u fazi za pola valne duljine u odnosu na drugi dio, što je razlog kontrasta na slici.

Interferentni mikroskop je daljnji razvoj fazno kontrastnog mikroskopa. U njemu interferiraju dvije svjetlosne zrake, od kojih jedna prolazi kroz uzorak, a druga se reflektira. Ovom metodom dobivaju se slike u boji koje daju vrlo dragocjene podatke u proučavanju živog materijala. Vidi također ELEKTRONIČKI MIKROSKOP; OPTIČKI INSTRUMENTI; OPTIKA.

Mikroskop

optički instrument s jednom ili više leća za dobivanje uvećane slike predmeta koji nisu vidljivi golim okom. Mikroskopi su jednostavni i složeni. Jednostavan mikroskop je sustav jedne leće. Jednostavna lupa može se smatrati jednostavnim mikroskopom – plankonveksnom lećom. Složeni mikroskop (često se jednostavno naziva mikroskop) je kombinacija dva jednostavna. Složeni mikroskop daje veće povećanje od jednostavnog i ima veću rezoluciju. Razlučivost je sposobnost razlikovanja detalja uzorka. Uvećana slika, na kojoj se detalji ne razlikuju, pruža malo korisnih informacija. Složeni mikroskop ima dvostupanjsku shemu. Jedan sustav leća, koji se zove objektiv, približava se uzorku; stvara uvećanu i razlučenu sliku predmeta. Sliku dodatno povećava još jedan sustav leća, nazvan okular, koji se postavlja bliže oku promatrača. Ova dva sustava leća nalaze se na suprotnim krajevima tubusa. Rad s mikroskopom. Ilustracija prikazuje tipični biološki mikroskop. Stalak za tronožac izrađuje se u obliku teškog odljevka, obično u obliku potkove. Na šarku je pričvršćen držač cijevi koji nosi sve ostale dijelove mikroskopa. Cijev u koju su ugrađeni sustavi leća omogućuje vam njihovo pomicanje u odnosu na uzorak za fokusiranje. Leća se nalazi na donjem kraju cijevi. Obično je mikroskop opremljen s nekoliko objektiva različitog povećanja na kupoli, što vam omogućuje da ih postavite u radni položaj na optičkoj osi. Operater, kada ispituje uzorak, obično počinje s objektivom s najmanjim povećanjem i najširim vidnim poljem, pronalazi detalje od interesa, a zatim ih ispituje pomoću objektiva s velikim povećanjem. Okular je montiran na kraju uvlačivog držača (koji vam omogućuje promjenu duljine cijevi kada je to potrebno). Cijela cijev s objektivom i okularom može se pomicati gore-dolje kako bi se mikroskop izoštrio. Uzorak se obično uzima kao vrlo tanak proziran sloj ili dio; stavlja se na pravokutnu staklenu ploču, koja se naziva predmetno stakalce, i prekriva na vrhu tanjom, manjom staklenom pločom, koja se naziva pokrovno stakalce. Uzorak se često boji kemikalijama kako bi se povećao kontrast. Predmetno staklo se postavlja na postolje tako da je uzorak iznad središnje rupe na postolju. Stalak je obično opremljen mehanizmom za glatko i precizno pomicanje uzorka u vidnom polju. Ispod predmetnog postolja nalazi se držač trećeg sustava leća - kondenzora, koji koncentrira svjetlost na uzorak. Može biti nekoliko kondenzatora, a ovdje se nalazi iris dijafragma za podešavanje otvora blende. Još niže je iluminirajuće zrcalo montirano u kardanski zglob, koje baca svjetlost lampe na uzorak, zbog čega cijeli optički sustav mikroskopa stvara vidljivu sliku. Okular se može zamijeniti foto nastavkom, a zatim će se slika formirati na filmu. Mnogi istraživački mikroskopi opremljeni su namjenskim iluminatorom, tako da osvjetljujuće zrcalo nije potrebno. Povećati. Povećanje mikroskopa jednako je povećanju leće objektiva pomnoženom s povećanjem okulara. Za tipičan istraživački mikroskop povećanje okulara je 10, a povećanje objektiva 10, 45 i 100. Stoga je povećanje takvog mikroskopa od 100 do 1000. Povećanje nekih mikroskopa doseže 2000. Povećanje povećanja čak više nema smisla jer se rezolucija ne poboljšava; naprotiv, kvaliteta slike se pogoršava. Teorija. Dosljednu teoriju mikroskopa dao je njemački fizičar Ernst Abbe krajem 19. stoljeća. Abbe je otkrio da je razlučivost (najmanja moguća udaljenost između dviju točaka koje su odvojeno vidljive) dana izrazom gdje je R razlučivost u mikrometrima (10-6 m), . je valna duljina svjetlosti (koju stvara iluminator), µm, n je indeks loma medija između uzorka i objektiva, a. - polovica ulaznog kuta leće (kut između krajnjih zraka konusne svjetlosne zrake koja ulazi u leću). Abbe je veličinu nazvao numeričkom aperturom (označava se simbolom NA). Iz gornje formule se može vidjeti da su razlučivi detalji predmeta koji se proučava manji što je NA veći i što je valna duljina kraća. Numerička blenda ne samo da određuje razlučivost sustava, već također karakterizira omjer otvora blende leće: intenzitet svjetlosti po jedinici površine slike približno je jednak kvadratu NA. Za dobar objektiv, NA vrijednost je oko 0,95. Mikroskop je obično konstruiran tako da mu je ukupno povećanje cca. 1000NA. Leće. Postoje tri glavne vrste leća koje se razlikuju po stupnju korekcije optičkih izobličenja - kromatske i sferne aberacije. Kromatske aberacije nastaju zbog činjenice da su svjetlosni valovi različitih valnih duljina fokusirani na različite točke na optičkoj osi. Kao rezultat toga, slika je obojena. Sferne aberacije uzrokovane su činjenicom da su svjetlost koja prolazi kroz središte leće i svjetlost koja prolazi kroz njezinu periferiju fokusirane na različite točke na osi. Kao rezultat toga, slika je nejasna. Akromatske leće trenutno su najčešće. U njima su kromatske aberacije potisnute zbog upotrebe staklenih elemenata s različitim disperzijama, koji osiguravaju konvergenciju ekstremnih zraka vidljivog spektra - plave i crvene - u jednom fokusu. Ostaje blaga obojenost slike koja se ponekad pojavljuje kao blijede zelene trake oko objekta. Sferna aberacija može se ispraviti samo za jednu boju. Fluoritne leće koriste staklene aditive za poboljšanje korekcije boje do te mjere da su obojenosti na slici gotovo potpuno eliminirane. Apokromatske leće su leće s najsloženijom korekcijom boja. Ne samo da su gotovo u potpunosti eliminirali kromatske aberacije, već su ispravili i sferne aberacije ne za jednu, već za dvije boje. Povećanje apokromata za plavo je nešto veće nego za crveno, pa su za njih potrebni posebni "kompenzacijski" okulari. Većina leća su “suhe”, tj. dizajnirani su za rad u takvim uvjetima kada je prostor između objektiva i uzorka ispunjen zrakom; vrijednost NA za takve leće ne prelazi 0,95. Ako se tekućina (ulje ili, rjeđe, voda) unese između objektiva i uzorka, dobiva se "imerzijski" objektiv s NA vrijednošću čak 1,4, s odgovarajućim poboljšanjem rezolucije. Trenutno industrija također proizvodi razne vrste posebnih leća. 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 oblikuje svjetlosni stožac usmjeren na uzorak. Tipično, mikroskop ima zjenicu za usklađivanje otvora svjetlosnog stošca s otvorom objektiva, što osigurava maksimalnu rezoluciju i maksimalni kontrast slike. (Kontrast je jednako važan u mikroskopiji kao iu televizijskoj tehnologiji.) Najjednostavniji kondenzor, i sasvim prikladan za većinu mikroskopa opće namjene, je Abbeov kondenzor s dvije leće. Objektivi s većim otvorom blende, posebice objektivi s uljnom uronom, zahtijevaju složenije korigirane kondenzatore. Uljni objektivi s najvećim otvorom blende zahtijevaju poseban kondenzator koji ima imerzioni uljni kontakt s donjom površinom predmetnog stakla na kojem se nalazi uzorak. specijalizirani mikroskopi. Zbog različitih zahtjeva znanosti i tehnologije, razvijeni su mnogi posebni tipovi mikroskopa. Stereoskopski binokularni mikroskop dizajniran za dobivanje trodimenzionalne slike objekta sastoji se od dva odvojena mikroskopska sustava. Uređaj je dizajniran za malo povećanje (do 100). Obično se koristi za sastavljanje minijaturnih elektroničkih komponenti, tehničku kontrolu, kirurške operacije. Polarizacijski mikroskop dizajniran je za proučavanje interakcije uzoraka s polariziranim svjetlom. Polarizirano svjetlo često omogućuje otkrivanje strukture objekata koja se nalazi izvan granica konvencionalne optičke rezolucije. Reflektivni mikroskop opremljen je zrcalima za oblikovanje slike umjesto leća. Budući da je teško izraditi zrcalne leće, vrlo je malo potpuno reflektirajućih mikroskopa, a zrcala se trenutno koriste uglavnom samo u prilozima, na primjer, za mikrokirurgiju pojedinačnih stanica. Fluorescentni mikroskop - s ultraljubičastim ili plavim osvjetljenjem uzorka. Uzorak, apsorbirajući ovo zračenje, emitira vidljivu luminiscentnu svjetlost. Mikroskopi ove vrste koriste se u biologiji, kao iu medicini - za dijagnostiku (osobito raka). Mikroskop tamnog polja omogućuje zaobilaženje poteškoća povezanih s činjenicom da su živi materijali prozirni. Uzorak se u njemu promatra pod tako "kosim" osvjetljenjem da izravno svjetlo ne može ući u objektiv. Slika nastaje difrakcijom svjetla od objekta, i kao rezultat toga, objekt se čini vrlo svijetlim na tamnoj pozadini (s vrlo visokim kontrastom). Fazno kontrastni mikroskop koristi se za ispitivanje prozirnih objekata, posebice živih stanica. Zahvaljujući posebnim uređajima, dio svjetlosti koja prolazi kroz mikroskop je pomaknut u fazi za pola valne duljine u odnosu na drugi dio, što je razlog kontrasta na slici. Interferentni mikroskop je daljnji razvoj fazno kontrastnog mikroskopa. U njemu interferiraju dvije svjetlosne zrake, od kojih jedna prolazi kroz uzorak, a druga se reflektira. Ovom metodom dobivaju se slike u boji koje daju vrlo dragocjene podatke u proučavanju živog materijala. Vidi također ELEKTRONIČKI MIKROSKOP; OPTIČKI INSTRUMENTI; OPTIKA.

Vjerojatno je svatko od nas, barem jednom u životu, imao priliku raditi s takvim uređajem kao što je mikroskop - neki u školi na satu biologije, a neki, možda zbog svoje profesije. Uz pomoć mikroskopa možemo promatrati najmanje žive organizme, čestice. Mikroskop je prilično složen instrument, a osim toga ima dugu povijest, što će biti korisno znati. Da vidimo što je mikroskop?

Definicija

Riječ "mikroskop" dolazi od dvije grčke riječi "micros" - "mali", "skopeo" - "izgled". Odnosno, svrha ovog uređaja je ispitivanje malih predmeta. Ako daš više precizna definicija, tada je mikroskop optički instrument (s jednom ili više leća) kojim se dobivaju uvećane slike 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 stanica vidi u detalje - vide se stijenke same stanice, vakuole, njezina jezgra itd. Ali za sve to prošao je prilično dug put otkrića, pa i razočaranja.

Povijest otkrića mikroskopa

Točno vrijeme otkrića mikroskopa još nije utvrđeno, budući da su prve uređaje za promatranje malih predmeta arheolozi pronašli u različitim razdobljima. Izgledale su poput običnog povećala, odnosno bila je to bikonveksna leća koja je davala povećanje slike nekoliko puta. Pojasnit ću da prve leće nisu bile izrađene od stakla, već od nekakvog prozirnog kamena, tako da o kvaliteti slike nema potrebe govoriti.

Nakon toga već su izumljeni mikroskopi koji se sastoje od dvije leće. Prva leća je leća, obraćala se predmetu koji se proučava, a druga leća je okular kroz koji je promatrač gledao. Ali slika objekata je i dalje bila jako iskrivljena, zbog jakih sfernih i kromatskih odstupanja - svjetlost se lomila neravnomjerno, i zbog toga je slika bila nejasna i obojena. Ali ipak, već tada je povećanje mikroskopa bilo nekoliko stotina puta, što je prilično puno.

Sustav leća u mikroskopima značajno se komplicira tek na samom početku 19. stoljeća, zahvaljujući radovima fizičara kao što su Amici, Fraunhofer i dr. Složeni sustav sastavljen od konvergentnih i divergentnih leća već je korišten u dizajnu leća. Štoviše, ove su leće bile različiti tipovi naočale koje jedna drugoj nadoknađuju nedostatke.

Mikroskop nizozemskog znanstvenika, Leeuwenhoeka, već je imao stol za predmete, gdje su dodani svi proučavani objekti, a postojao je i vijak koji je omogućavao glatko pomicanje ovog stola. Zatim je dodano ogledalo - za bolje osvjetljenje predmeta.

Građa mikroskopa

Postoje jednostavni i složeni mikroskopi. Jednostavan mikroskop je sustav s jednom lećom, baš kao i obično povećalo. Složeni mikroskop, s druge strane, kombinira dvije jednostavne leće.

Složeni mikroskop, prema tome, daje veće povećanje, a osim toga ima veću rezoluciju. Prisutnost ove sposobnosti (razlučivanja) omogućuje razlikovanje detalja uzoraka. Uvećana slika, na kojoj se ne mogu razaznati detalji, dat će nam neke korisne informacije.

Složeni mikroskopi imaju dvostupanjske sklopove. Jedan sustav leća (objektiv) približava se objektu - on pak stvara razlučenu i uvećanu sliku predmeta. Tada je slika već uvećana drugim sustavom leća (okularom), postavlja se direktno, bliže oku promatrača. Ova 2 sustava leća nalaze se na suprotnim krajevima mikroskopske cijevi.

Moderni mikroskopi

Moderni mikroskopi mogu dati kolosalno povećanje - do 1500-2000 puta, dok će kvaliteta slike biti izvrsna. Dosta su popularni i binokularni mikroskopi kod kojih je slika s jedne leće podijeljena na dva dijela, a istovremeno je možete gledati s dva oka (u dva okulara). To omogućuje još bolje vizualno razlikovanje. male dijelove. Takvi se mikroskopi obično koriste u raznim laboratorijima (uključujući i medicinske) za istraživanja.

Elektronski mikroskopi

Elektronski mikroskopi pomažu nam da "vidimo" slike pojedinačnih atoma. Istina, riječ "razmotriti" ovdje se koristi relativno, jer ne gledamo izravno očima - slika objekta pojavljuje se kao rezultat najsloženije obrade primljenih podataka od strane računala. Uređaj mikroskopa (elektronički) temelji se na fizikalnim principima, kao i metodi "opipavanja" površina predmeta najtanjom iglom, čiji je vrh debljine samo 1 atom.

USB mikroskopi

Trenutno, tijekom razvoja digitalne tehnologije, svaka osoba može kupiti nastavak za objektiv za svoju kameru mobitel i fotografirajte mikroskopske objekte. Postoje i vrlo snažni USB mikroskopi, kada se spoje na kućno računalo, što vam omogućuje pregled dobivene slike na monitoru. Većina digitalne kamere sposoban za snimanje slika u makro modu, uz pomoć njega možete fotografirati i najmanje predmete. A ako postavite malu konvergentnu leću ispred leće fotoaparata, lako možete dobiti povećanje fotografije do 500x.

Danas nove tehnologije pomažu vidjeti ono što je prije stotinu godina bilo doslovno nedostupno. Dijelovi mikroskopa su se kroz svoju povijest stalno usavršavali, a sada mikroskop vidimo već u gotovom obliku. Iako znanstveni napredak ne stoji mirno, au bliskoj budućnosti mogu se pojaviti još napredniji modeli mikroskopa.