12.08.2017 10:20 5488

Ce este un microscop și de ce este necesar? Un microscop este un dispozitiv care mărește imaginile obiectelor folosind lentile. Primele informații despre un microscop sunt cunoscute încă din secolul al XVI-lea, când producătorii de ochelari din Olanda au inventat, împreună cu un telescop, un nou dispozitiv capabil să mărească obiecte datorită a două lentile.

De-a lungul timpului, microscoapele s-au îmbunătățit continuu. A apărut o mărire mai puternică, permițându-vă să vedeți cele mai mici lucruri care nu pot fi văzute cu ochiul liber. Pe lângă microscoapele optice convenționale bazate pe principiul măririi lentilelor, există și microscoape electronice. Au fost inventate în secolul al XX-lea. În locul unui flux de lumină, un fascicul de electroni este trimis către obiectul de studiu, care sunt focalizați și, folosind o lentilă magnetică specială, produc o imagine. Un microscop electronic este mai puternic decât un microscop optic, deoarece poate mări mai mult imaginea unui obiect.

Este nevoie de un microscop pentru a studia cele mai mici detalii, fragmente de corpuri umane și animale greu de văzut cu ochiul liber. Medicii folosesc un microscop pentru a examina probe de ADN și teste de sânge. Oamenii de știință din diferite domenii ale științei efectuează experimente și fac noi descoperiri. Inginerii folosesc un microscop pentru a verifica calitatea pieselor pentru defecte.

Elevii și elevii folosesc microscoapele la lecțiile de biologie, chimie și fizică. Este interesant să examinăm suprafețele unor obiecte, precum și insectele, cum ar fi o muscă sau o furnică, la microscop. La o mărire mare, le puteți vedea clar ochii, fălcile și labele.

Tatiana Osipova
Proiect educațional și de cercetare „Microscop”

Informativ- cercetare proiect« Microscop»

Tip proiect: cercetare pe termen scurt

Durată: 4 săptămâni

Participanții: profesor și elevi grupa mijlocie "Flori".

Ţintă:

Explorați posibilitățile microscop pentru obiectele naturii vii și neînsuflețite

Sarcini:

1. Aflați istoria creației microscop.

2. Află din ce sunt făcute microscoape, și ce pot fi.

3. Efectuați experimente cu elemente de cercetare.

Relevanţă proiect

Printre preșcolari, este foarte greu de găsit pe cei care nu sunt interesați de structura întregii vieți de pe Pământ. În fiecare zi, copiii pun zeci de întrebări dificile mamelor și taților lor. Copiii curioși sunt cu siguranță interesați Toate: din ce animale si plante sunt facute, cum intepa urzicile, de ce unele frunze sunt netede, iar altele sunt pufoase, cum ciripit o lacusta, de ce o rosie este rosie si un castravete este verde. Și exact microscop va face posibilă găsirea răspunsurilor la „de ce” ale multor copii. Este mult mai interesant nu doar să ascult povestea mamei despre unele celule, ci să privesc aceste celule cu ochii mei. Este greu de imaginat cât de uluitoare pot fi văzute imaginile prin ocular. microscop, ce descoperiri uimitoare va face micul tău naturalist.

Clasele cu microscop va ajuta copilul să-și extindă cunoștințele despre lumea din jurul lui, să creeze conditiile necesare Pentru activitate cognitivă, experimentare, observare sistematică a tot felul de obiecte vii și nevii. Bebelușul va dezvolta curiozitate și interes față de fenomenele care se petrec în jurul lui. El va pune întrebări și va căuta singur răspunsuri la ele. Un mic explorator va putea privi cele mai simple lucruri într-un mod complet diferit, să le vadă frumusețea și unicitatea. Toate acestea vor deveni o bază puternică pentru dezvoltarea și învățarea ulterioară.

Proiectul se bazează pe exemplul unui microscop arătați copiilor posibilitățile de a folosi instrumente pentru a studia obiectele și fenomenele din lumea înconjurătoare, pentru a-și lărgi orizonturile, pentru a-i implica în experimente și proiecta activități folosind microscop.

Mecanismul de implementare proiect

Implementarea proiect s-a realizat prin selecția materialelor și experimente.

Rezultate asteptate

Creșterea nivelului de educație ecologică a copiilor preșcolari.

Dorința de a experimenta utilizarea microscop.

Obțineți cunoștințe practice despre cum să utilizați microscop.

Parte principală

Istoria creației microscop.

Microscop(din greaca - mic si arata)- un dispozitiv optic pentru obținerea de imagini mărite ale obiectelor invizibile cu ochiul liber.

Aceasta este o activitate fascinantă - a privi ceva în interior microscop. Dar cine a venit cu acest miracol - microscop?

În orașul olandez Middelburg a trăit un maestru al spectacolului în urmă cu trei sute cincizeci de ani. A lustruit cu răbdare sticla, a făcut ochelari și i-a vândut tuturor celor care aveau nevoie. A avut doi copii - doi băieți. Le plăcea să se urce în atelierul tatălui lor și să se joace cu uneltele și paharul lui, deși acest lucru le era interzis. Și apoi, într-o zi, când tatăl lor era plecat undeva, băieții s-au îndreptat spre bancul lui de lucru ca de obicei - există ceva nou cu care se pot distra? Pe masă zăceau pahare pregătite pentru pahare, iar în colț zăcea un cupru scurt un metrou: maestrul avea de gând să decupeze din ea inele - rame pentru ochelari. Băieții au strâns sticla de ochelari în capetele tubului. Băiatul mai mare și-a pus pipa la ochi și s-a uitat la pagina cărții deschise care stătea chiar acolo, pe masă. Spre surprinderea lui, scrisorile au devenit uriașe. Cel mai tânăr s-a uitat în telefon și a strigat: lovit: a văzut o virgulă, dar ce virgulă - părea un vierme gras! Băieții au îndreptat tubul spre praful de sticlă rămas după lustruirea sticlei. Și au văzut nu praf, ci o grămadă de boabe de sticlă. Tubul avea dreptate magic: Ea a mărit foarte mult toate obiectele. Băieții i-au spus tatălui lor despre descoperirea lor. Nici măcar nu a certat al lor: A fost atât de surprins de proprietatea extraordinară a țevii. A încercat să facă un alt tub cu aceiași ochelari, lung și extensibil. Noul tub a mărit și mai bine mărirea. Acesta a fost primul microscop. A fost inventat accidental în 1590 de către producătorul de ochelari Zacharias Jansen sau, mai degrabă, de copiii săi.

Microscop poate fi numit un dispozitiv care dezvăluie secrete. Microscoapeîn ani diferiți arătau diferit, dar în fiecare an au devenit din ce în ce mai complexe și au început să aibă multe detalii.

feluri microscoape.

Există multe tipuri diferite de dispozitive de mărire. De exemplu, lupe, telescoape, binocluri, microscoape. Ce fel sunt? microscoape?

Există 3 tipuri microscoape.

1. Optică microscop, care a fost inventat încă din secolul al XVI-lea. Este format din 2 lentile, dintre care una este destinata ochiului, cealalta pentru obiectul pe care doriti sa il vizualizati.

2. Electronică microscop a fost inventat la începutul secolului al XX-lea. Obiectul observat este scanat de un laser cu electroni, care analizează particulele folosind un computer care recreează o imagine tridimensională a obiectului observat.

3. Tunel de scanare microscopul și microscopul cu forță atomică au fost inventate mai târziu, cu ajutorul lor puteți vedea particule infinitezimale.

Profesiile în care este folosit microscop.

Chimiștii folosesc microscop pentru a studia moleculele. Văzând ceea ce este invizibil cu ochiul liber, ei pot amesteca molecule și pot crea noi materiale numite materiale plastice.

Medicii și biologii folosesc microscop pentru a înțelege funcționarea organismelor vii. Cu ajutor microscop, studiază medicii diverse boliși să creeze medicamente, precum și să efectueze operatii chirurgicale, care necesită o precizie deosebită.

Un inginer agronom studiază moleculele alimentare. Acest lucru ajută la crearea de produse noi din deja specii existente alimente. Microscop De asemenea, este folosit pentru a controla calitatea alimentelor, ceea ce poate preveni multe boli.

Oamenii de știință criminalistică investighează crimele metode științifice. Ei folosesc microscop de dovezi, lăsat la locul crimei. Microscop ajută la colectarea și studierea amprentelor digitale.

Microscop

În laboratorul nostru grădiniţă vom lucra cu optică microscop, care funcționează cu baterii. Sarcina principală a acestui lucru microscop- arată obiectul într-o vedere mărită.

eu le-a prezentat copiilor acest microscop, mi-a spus în ce constă și cum funcționează.

Copiii au aflat ce articole sunt incluse în setul lui Acest:

Plăci transparente, cu ajutorul lor puteți salva mostre care au fost studiate anterior;

Pensetă și baton pentru amestecare;

Ac, bisturiu și micro-tăiere;

Vas Petri.

Înainte de a efectua cercetări, copiii au învățat regulile de lucru cu microscop:

1. Pune microscop pe o suprafață plană.

2. Verificați lumina de fundal. Așezați proba pe suport și fixați placa, rotiți controlul pentru a obține o mărire de 150x.

3. Privește prin ocular. Utilizați controlul focalizării pentru a muta obiectivul cât mai aproape de placă, fără a o atinge. Apoi rotiți butonul în direcția opusă până când imaginea devine clară.

4. Folosind filtre de lumină, puteți schimba culorile obiectelor în cauză.

5. Dacă imaginea este prea întunecată, puteți regla luminozitatea luminii de fundal.

6. Selectați un obiect de studiat și focalizat.

Experimente cu microscop.

Sub microscop poți să te uiți literalmente la toate astea interesante și informativ.

1. Compoziția plantelor

Totul, de la semințe la frunze de copaci și alte plante, este viu. Aceste articole sunt alcătuite din mii de celule minuscule care ajută plantele să crească, să se dezvolte și să se reproducă. Acestea sunt cele care sunt vizibile în microscop ca cărămizile mici. De ce au fost numite celule? Acest nume a fost inventat de botanistul englez R. Hooke. Privind dedesubt secțiunea microscopului de plută, el a observat că este format din „multe cutii”. El a numit și aceste „cutii” camere etc. celule.

Microscop te va ajuta să înveți că toate lucrurile vii sunt formate din celule. Sub microscop puteți vedea nu numai celula, ci și examinați structura acesteia.

Experimentul 1. Frunza.

Frunzele sunt nasul copacului. Au 2 principale funcții: absorbtie razele de soare, dioxid de carbon și oxigen. Să luăm o frunză de arțar verde bună. Să tăiem o bucată mică din ea. Să așezăm această piesă pe farfurie, să o fixăm pe un suport și să folosim iluminarea directă.

Frunza are o structură simplă. Constă într-o tăietură care se extinde de la un trunchi sau o ramură de copac. Venele sunt scheletul plantei. Foaia de platină este țesătura principală a foii. Pe fiecare parte a frunzei există 2 tipuri de celule care sunt responsabile pentru ambele funcții. La exterior există cloroplaste care sunt responsabile de captare lumina soarelui. Există stomi în interior care absorb dioxid de carbon ziua și oxigenul noaptea.

De ce sunt frunzele verzi? Clorofila este pigmentul verde al frunzelor. Este ceva de genul "sânge" frunze. În toamnă, frunza va deveni roșie sau galbenă pe măsură ce conținutul de clorofilă scade.

2. Oameni și animale

Oamenii au multe asemănări cu animalele. Ele constau din celule identice. Aceste celule le permit să trăiască, să gândească, să se miște și să se reproducă. Să realizăm un experiment care va deschide lumea minunată a celulelor animale.

Experimentul 2. Celulele din gură

Saliva este alcătuită din multe celule animale. În mod surprinzător, ele nu sunt aproape deloc diferite de celule vegetale!

Curat tampon de bumbac hai să culegem niște saliva de la interior obrajii. Se pune o cantitate mică din proba rezultată pe farfurie, se întinde peste ea, se acoperă cu o altă farfurie transparentă și se lasă să se usuce câteva minute. Vom efectua observații cu o mărire de 400 de ori și folosind lumina reflectată.

Saliva ușurează observarea celulelor animale. Majoritatea celulelor din această probă au murit, dar și-au păstrat structura, similară cu structura celulelor vegetale - nucleul, care este centrul vital, care este scufundat în citoplasmă. În interiorul citoplasmei există nutrienți, care permit celulei să trăiască, dar, din păcate, nu sunt vizibile în microscop. Membrana protejează celula. Trăsătură distinctivă din celulele vegetale este că celulele animale nu au o formă regulată și pot avea dimensiuni diferite.

Ce alte celule trăiesc în corpul tău? Corpul tau constă dintr-un set specific de celule. De exemplu, globulele roșii sunt celule sanguine care nu au nucleu, iar creierul este format din celule numite neuroni.

Obiecte din casa ta.

Există o mulțime de articole interesante în casa ta. În dulap, în frigider, în sufragerie sunt multe obiecte cu care poți experimenta.

Experiența 3. Zahărul din alimente.

Toți copiii adoră dulciurile, cerealele pentru micul dejun sau ciocolata tartinată. Toate aceste produse conțin zahăr

Va trebui să faceți două mostre. Pe primul se pune zahăr și pe al doilea praf de ciocolată. (cacao). Vom efectua experimentul la mărire mică.

Sub microscop Particulele de zahăr pot fi identificate în pudra de cacao. Acestea sunt mici bucăți transparente pe un fundal de granule de ciocolată. Ele reprezintă aproape 65% din pudra de cacao. De fapt, acesta este exact zahărul pe care îl adăugăm în ceai și cafea. Pudra de ciocolată nu este cea mai bună produs dulce. De exemplu, într-o sticlă de sifon sunt 9 zaharuri. În plus, o prăjitură conține 1 bucată de zahăr, iar bomboanele constau aproape în întregime din acesta. Prin urmare, pentru a rămâne sănătos, nu ar trebui să folosiți excesiv aceste produse.

Ce fructe sunt cele mai dulci? Există 7 bucăți de zahăr la 100 g de curmale. Urmează struguri și banane. Dar căpșunile, dimpotrivă, conțin cea mai mică cantitate de zahăr.

Aici s-a încheiat cercetarea noastră. Am fotografiat toate obiectele pe care le-am examinat microscop.

Concluzie

Explorând diferite obiecte sub microscop, Uman descoperă însăși natura vieții. Făcând asta proiect, am aflat istoria creării primului microscop, și pe care oamenii le folosesc acum în viața modernă.

A învățat să folosească optica microscop– un dispozitiv pentru obținerea de imagini mărite ale obiectelor invizibile cu ochiul liber. Am învățat în ce constă și cum să lucrăm cu el. Am efectuat mai multe experimente pentru a studia obiecte mărite. Într-adevăr, este o activitate fascinantă să privești ceva în interior microscop.

concluzii:

1. Întâlnit cu o istorie interesantă a inventiei microscop.

2. Am aflat din ce sunt făcute microscoape, și ce sunt acestea.

3. Am făcut unele foarte interesante și experiențe educaționale.

4. Microscopul este un lucru interesant!

Folosit pentru a obține măriri mari la observarea obiectelor mici. O imagine mărită a unui obiect într-un microscop este obținută folosind un sistem optic format din două lentile cu focalizare scurtă - un obiectiv și un ocular. Lentila va produce o imagine mărită cu adevărat inversată a obiectului. Această imagine intermediară este văzută de ochi printr-un ocular, a cărui acțiune este similară cu cea a unei lupe. Ocularul este poziționat astfel încât imaginea intermediară să fie în planul său focal; în acest caz, razele din fiecare punct al obiectului se propagă după ocular într-un fascicul paralel. Un instrument conceput pentru a obține imagini mărite, precum și pentru a măsura obiecte sau detalii structurale care sunt invizibile sau greu de văzut cu ochiul liber, folosit pentru a mări de mai multe ori obiectele în cauză. Cu ajutorul acestor instrumente se determină dimensiunea, forma și structura celor mai mici particule. Microscop– echipamente optice indispensabile pentru domenii de activitate precum medicină, biologie, botanică, electronică și geologie, deoarece rezultatele cercetării se bazează descoperiri științifice, este pus diagnostic corect iar noi medicamente sunt în curs de dezvoltare.

Primul microscop, inventate de omenire, au fost optice, iar primul inventator nu este atât de ușor de identificat și numit. Cele mai vechi informații despre un microscop datează din 1590. Puțin mai târziu, în 1624, Galileo Galilei și-a prezentat compozitul microscop, pe care l-a numit inițial „occhiolino”. Un an mai târziu, prietenul său de la Academia Giovanni Faber a propus termenul pentru noua invenție microscop.

Tipuri de microscoape

În funcție de rezoluția necesară a microparticulelor de materie luate în considerare, microscopie, microscoapele sunt clasificate în:

Ochiul uman este natural sistem optic, caracterizată printr-o anumită rezoluție, adică cea mai mică distanță dintre elementele obiectului observat (percepute ca puncte sau linii), la care pot fi încă diferite unele de altele. Pentru un ochi normal, atunci când se îndepărtează de obiect de așa-numitul. distanţă cea mai buna viziune(D = 250 mm), rezoluția medie normală este de 0,176 mm. Dimensiunile microorganismelor, majoritatea celulelor vegetale și animale, cristalele mici, detaliile microstructurii metalelor și aliajelor etc. sunt semnificativ mai mici decât această valoare. Până la jumătatea secolului al XX-lea au lucrat doar cu radiații optice vizibile, în intervalul 400-700 nm, precum și cu ultraviolete apropiate (microscop cu fluorescență). Microscop optic nu a putut oferi o rezoluție mai mică decât jumătatea ciclului undei de radiație de referință (intervalul de lungimi de undă 0,2-0,7 µm sau 200-700 nm). Prin urmare, microscop optic capabil să distingă structurile cu o distanță între puncte de până la ~0,20 μm, astfel încât mărirea maximă care a putut fi atinsă a fost de ~2000x.

vă permite să obțineți 2 imagini ale unui obiect, văzut dintr-un unghi ușor, care oferă percepție tridimensională; acesta este un dispozitiv optic pentru mărirea multiplă a obiectelor luate în considerare, care are un atașament binocular special care vă permite să studiați obiectul folosind ambii ochi. Acesta este confortul și avantajul său față de microscoapele convenționale. Acesta este motivul pentru care microscop binocular cel mai des folosit în laboratoare profesionale, instituții medicale și instituții de învățământ superior institutii de invatamant. Printre alte avantaje ale acestui dispozitiv, trebuie remarcat calitate superioarăși contrastul imaginii, mecanisme de reglare grosieră și fină. Un microscop binocular funcționează pe același principiu ca și microscoapele monoculare convenționale: obiectul de studiu este plasat sub lentilă, unde este direcționat un flux de lumină artificială. utilizat pentru studii biochimice, patologice, citologice, hematologice, urologice, dermatologice, biologice și clinice generale. Mărirea globală (obiectiv*ocular) a microscoapelor optice cu atașament binocular este de obicei mai mare decât cea a microscoapelor monoculare corespunzătoare.

Stereomicroscop, ca și alte tipuri microscoape optice, vă permit să lucrați atât în ​​lumină transmisă, cât și în lumină reflectată. De obicei au oculare interschimbabile pentru un atașament binocular și o lentilă care nu poate fi înlocuită (există și modele cu lentile interschimbabile). Majoritate stereomicroscoape oferă o mărire semnificativ mai mică decât un microscop optic modern, dar are o distanță focală semnificativ mai mare, ceea ce permite vizualizarea obiectelor mari. În plus, spre deosebire de microscoapele optice convenționale, care oferă de obicei o imagine inversată, sistemul optic stereomicroscop nu „întoarce” imaginea. Acest lucru le permite să fie utilizate pe scară largă pentru disecția manuală a obiectelor microscopice sau folosind micromanipulatoare. Binoclul este cel mai larg utilizat pentru a studia neomogenitățile suprafeței corpurilor solide, opace, cum ar fi rocile, metalele și țesăturile; în microchirurgie etc.

Specificul cercetării metalografice constă în necesitatea observării structurii de suprafață a corpurilor opace. De aceea microscop metalografic sunt construite conform unei scheme de lumină reflectată, unde există un iluminator special instalat pe partea lentilei. Un sistem de prisme și oglinzi direcționează lumina către un obiect, apoi lumina este reflectată de la un obiect opac și trimisă înapoi către lentilă. Dreaptă modernă microscop metalografic caracterizat printr-o distanță mare între suprafața scenei și lentile și o cursă verticală mare a scenei, care vă permite să lucrați cu mostre mari. Distanța maximă poate ajunge la zeci de centimetri. Dar, de obicei, în știința materialelor se folosește un microscop inversat, deoarece nu are restricții privind dimensiunea probei (doar greutatea) și nu necesită paralelismul fețelor de sprijin și de lucru ale probei (în acest caz, acestea coincid).

Pe baza principiului de funcționare microscop polarizant constă în obținerea unei imagini a obiectului studiat atunci când acesta este iradiat cu raze polarizate, care la rândul lor trebuie obținute din lumina obișnuită folosind dispozitiv special- polarizator. În esență, atunci când lumina polarizată trece printr-o substanță sau este reflectată din aceasta, planul de polarizare al luminii se modifică, rezultând o întunecare excesivă care apare pe al doilea filtru polarizant. Sau dau reactii specifice precum birefringenta in grasimi. conceput pentru observarea, fotografierea și proiecția video a obiectelor în lumină polarizată, precum și cercetarea folosind metode de screening focal și contrast de fază. folosit pentru a studia o gamă largă de proprietăți și fenomene care sunt de obicei inaccesibile unui microscop optic convențional. Echipat cu optică nesfârșită cu software profesional.

Principiul de funcționare microscoape fluorescente se bazează pe proprietățile radiațiilor fluorescente. Microscop folosit pentru a examina obiecte transparente și opace. Radiațiile luminescente sunt reflectate diferit de diferite suprafețe și materiale, ceea ce face posibilă utilizarea cu succes pentru studii imunochimice, imunologice, imunomorfologice și imunogenetice. Datorită capacităților lor unice, microscop cu fluorescență sunt utilizate pe scară largă în produse farmaceutice, medicina veterinară și producția de plante și, în plus, în industriile biotehnologice. De asemenea, este practic indispensabil pentru activitatea centrelor criminalistice și a instituțiilor sanitare și epidemiologice.

serveste pentru măsurare precisă dimensiunile unghiulare și liniare ale obiectelor. Folosit în practica de laborator, tehnologie și inginerie mecanică. Folosind un microscop de măsurare universal, măsurătorile sunt efectuate folosind metoda proiecției, precum și metoda secțiunii axiale. Microscopul de măsurare universal este ușor de automatizat datorită acestuia caracteristici de proiectare. Cel mai solutie simpla este instalarea unui senzor de deplasare liniară cvasi-absolută, care simplifică foarte mult procesul de măsurători efectuate cel mai frecvent (la UIM). Utilizarea modernă a unui microscop universal de măsurare implică în mod necesar prezența a cel puțin un dispozitiv digital de citire. În ciuda apariției noilor instrumente de măsurare progresivă, microscopul universal de măsurare este utilizat pe scară largă în laboratoarele de măsurare datorită versatilității, ușurinței de măsurare și capacității de a automatiza cu ușurință procesul de măsurare.

Microscoapele electronice fac posibilă obținerea de imagini ale obiectelor cu o mărire maximă de până la 1.000.000 de ori, datorită utilizării, spre deosebire de microscopul optic, în locul fluxului luminos al unui fascicul de electroni cu energii de 200 V ÷ 400 keV sau mai mult ( de exemplu, un microscop electronic cu transmisie Rezoluție înaltă cu o tensiune de accelerare de 1 MV). Rezoluţie microscop electronic De 1000÷10000 de ori mai mare decât rezoluția unui microscop cu lumină și pentru cele mai bune instrumente moderne poate fi mai mică de un angstrom. Pentru a obține o imagine microscop electronic folosește lentile magnetice speciale care controlează mișcarea electronilor în coloana instrumentului folosind un câmp magnetic. O imagine electronică este formată de câmpuri electrice și magnetice în același mod în care o imagine luminoasă este formată de lentile optice.

Aceasta este o clasă de microscoape pentru obținerea unei imagini a unei suprafețe și a caracteristicilor sale locale. Procesul de imagistică se bazează pe scanarea suprafeței cu o sondă. ÎN caz general vă permite să obțineți o imagine tridimensională a suprafeței (topografie) cu rezoluție înaltă. V formă modernă inventat de Gerd Karl Binnig și Heinrich Rohrer în 1981. O caracteristică distinctivă a SPM este prezența: a unei sonde, a unui sistem de deplasare a sondei în raport cu probă de-a lungul coordonatelor a 2-a (X-Y) sau a 3-a (X-Y-Z), un sistem de înregistrare. Sistemul de înregistrare înregistrează valoarea unei funcții care depinde de distanța sondă-probă. De obicei, valoarea înregistrată este procesată de un sistem de feedback negativ care controlează poziția probei sau a sondei de-a lungul uneia dintre coordonatele (Z). Un controler PID este cel mai adesea folosit ca sistem de feedback.

Principalele tipuri scanare microscoape cu sondă :

Microscop cu forță atomică de scanare

Microscop tunel de scanare

Microscop optic în câmp apropiat

- un aparat pentru studierea obiectelor foarte mici ale căror dimensiuni sunt comparabile cu lungimea de undă a razelor X. Bazat pe utilizare radiatie electromagnetica cu o lungime de undă de la 0,01 la 1 nanometru. din punct de vedere al rezoluției este între microscoapele electronice și cele optice. Rezoluție teoretică microscop cu raze X ajunge la 2-20 nanometri, ceea ce este cu un ordin de mărime mai mare decât rezoluția unui microscop optic (până la 150 nanometri). În prezent există microscop cu raze X cu o rezoluție de aproximativ 5 nanometri.

Microscopul cu raze X sunt:

Microscop cu raze X de proiectie.
Un microscop cu raze X de proiecție este o cameră în care o sursă de radiații și un dispozitiv de înregistrare sunt situate la capete opuse. Pentru a obține o imagine clară, este necesar ca deschiderea unghiulară a sursei să fie cât mai mică. Până de curând, microscoapele de acest tip nu foloseau dispozitive optice suplimentare. Principala modalitate de a obține o mărire maximă este plasarea obiectului cât mai aproape de sursa de raze X. Pentru a face acest lucru, focarul tubului este situat direct pe fereastra tubului cu raze X sau pe partea superioară a acului anodului plasat lângă fereastra tubului. ÎN În ultima vreme Sunt dezvoltate microscoape care folosesc plăci de zonă Fresnel pentru a focaliza imaginile. Astfel de microscoape au o rezoluție de până la 30 de nanometri.

Microscop cu raze X reflectorizante.
Acest tip de microscop folosește tehnici pentru a obține o mărire maximă, datorită cărora rezoluția liniară a unui microscop cu raze X de proiecție ajunge la 0,1-0,5 microni. Ei folosesc un sistem de oglinzi ca lentile. Imaginile create de microscoapele cu raze X reflectorizante, chiar și cu profilul precis al oglinzilor lor, sunt distorsionate de diverse aberații ale sistemelor optice: astigmatism, comă. Cristalele unice curbate sunt, de asemenea, folosite pentru a focaliza radiația de raze X. Dar, în același timp, calitatea imaginii este afectată de imperfecțiunile structurale ale monocristalelor, precum și de valoarea finită a unghiurilor de difracție Bragg. Microscopul cu raze X reflectorizante nu a fost primit răspândită din cauza dificultăţilor tehnice ale fabricării şi exploatării acestuia.

Un microscop diferenţial de interferenţă-contrast vă permite să determinaţi densitatea optică a obiectului studiat pe baza principiului interferenţei şi astfel să vedeţi detalii care sunt inaccesibile ochiului. Sistemul optic relativ complex permite crearea unei imagini alb-negru a probei pe un fundal gri. Această imagine este similară cu cea obținută cu un microscop cu contrast de fază, dar îi lipsește haloul de difracție. Într-un icroscop cu contrast de interferență diferențială, un fascicul polarizat de la o sursă de lumină este împărțit în două fascicule care călătoresc prin eșantion pe diferite căi optice. Lungimile acestor căi optice (adică produsul indicelui de refracție și lungimea căii geometrice) sunt diferite. Ulterior, aceste fascicule interferează la îmbinare. Acest lucru vă permite să creați o imagine tridimensională în relief care să corespundă modificărilor densității optice a probei, subliniind liniile și limitele. Această imagine nu este o imagine topografică exactă.

Ce este un microscop? Semnificația și interpretarea cuvântului mikroskop, definiția termenului

microscop -

un instrument optic cu una sau mai multe lentile pentru a produce imagini mărite ale obiectelor care nu sunt vizibile cu ochiul liber. Microscoapele pot fi simple sau complexe. Un microscop simplu este un sistem cu o singură lentilă. Un microscop simplu poate fi considerat o lupă obișnuită - o lentilă plan-convexă. Un microscop compus (numit adesea pur și simplu microscop) este o combinație de două simple.

Un microscop compus oferă o mărire mai mare decât unul simplu și are o rezoluție mai mare. Rezoluția este capacitatea de a distinge detaliile unei probe. O imagine mărită fără detalii vizibile oferă puține informații utile.

Un microscop complex are un design în două etape. Un sistem de lentile, numit obiectiv, este adus aproape de eșantion; creează o imagine mărită și rezolvată a obiectului. Imaginea este mărită și mai mult de un alt sistem de lentile numit ocular, care este plasat mai aproape de ochiul privitorului. Aceste două sisteme de lentile sunt situate la capete opuse ale tubului.

Lucrul cu un microscop. Ilustrația prezintă un microscop biologic tipic. Trepiedul este realizat sub forma unei turnări grele, de obicei în formă de potcoavă. Un suport pentru tub este atașat de el pe o balama, transportând toate celelalte părți ale microscopului. Tubul în care sunt montate sistemele de lentile permite deplasarea acestora în raport cu proba pentru focalizare. Lentila este situată la capătul inferior al tubului. De obicei, un microscop este echipat cu mai multe obiective de măriri diferite pe un cap rotativ, ceea ce vă permite să le instalați în pozitia de lucru pe axa optică. Operatorul, examinând o probă, începe, de regulă, cu lentila care are cea mai mică mărire și cea mai mare camp larg vederii, găsește detalii care îl interesează și apoi le examinează folosind o lentilă de mărire mare. Ocularul este montat la capătul unui suport retractabil (care vă permite să schimbați lungimea tubului atunci când este necesar). Întregul tub cu obiectiv și ocular poate fi mutat în sus și în jos pentru a focaliza microscopul.

Proba este de obicei luată ca un strat sau secțiune transparent foarte subțire; se așează pe o placă de sticlă dreptunghiulară, numită lamă, și se acoperă deasupra cu o placă de sticlă mai subțire, mai mică, numită lamelă. Proba este adesea colorată cu substanțe chimice pentru a crește contrastul. Lama de sticlă este plasată pe scenă astfel încât proba să fie situată deasupra orificiului central al scenei. Scena este de obicei echipată cu un mecanism pentru deplasarea lină și precisă a probei în câmpul vizual.

Sub stadiul obiectului există un suport pentru al treilea sistem de lentile - un condensator, care concentrează lumina pe probă. Pot exista mai multe condensatoare, iar aici se află o diafragmă iris pentru a regla diafragma.

Chiar mai jos este o oglindă de iluminat instalată într-o articulație universală, care reflectă lumina lămpii pe probă, datorită căreia întregul sistem optic al microscopului creează imagine vizibilă. Ocularul poate fi înlocuit cu un atașament foto, iar apoi imaginea va fi formată pe film fotografic. Multe microscoape de cercetare sunt echipate cu un iluminator special, astfel încât o oglindă de iluminare nu este necesară.

Crește. Mărirea unui microscop este egală cu produsul dintre mărirea obiectivului și mărirea ocularului. Pentru un tipic microscop de cercetare Mărirea ocularului este de 10, iar mărirea obiectivelor este de 10, 45 și 100. Prin urmare, mărirea unui astfel de microscop este de la 100 la 1000. Mărirea unor microscoape ajunge la 2000. Mărirea și mai mult nu înseamnă are sens, deoarece rezoluția nu se îmbunătățește; dimpotrivă, calitatea imaginii se deteriorează.

Teorie. O teorie consistentă a microscopului a fost dată de fizicianul german Ernst Abbe la sfârșitul secolului al XIX-lea. Abbe a descoperit că rezoluția (distanța minimă posibilă dintre două puncte care sunt vizibile separat) este dată de

unde R este rezoluția în micrometri (10-6 m), . - lungimea de undă a luminii (creată de iluminator), μm, n - indicele de refracție al mediului dintre probă și lentilă, a. - jumătate din unghiul de intrare al lentilei (unghiul dintre razele exterioare ale fasciculului de lumină conic care intră în lentilă). Abbe a numit deschiderea numerică a mărimii (este notat cu simbolul NA). Din formula de mai sus este clar că cu cât NA este mai mare și cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât detaliile rezolvate ale obiectului studiat sunt mai mici.

Diafragma numerică nu numai că determină rezoluția sistemului, dar caracterizează și deschiderea lentilei: intensitatea luminii pe unitatea de suprafață a imaginii este aproximativ egală cu pătratul NA. Pentru un obiectiv bun, valoarea NA este de aproximativ 0,95. Microscopul este de obicei proiectat astfel încât mărirea sa totală să fie de cca. 1000 NA.

Lentile. Există trei tipuri principale de lentile, care diferă în gradul de corecție distorsiuni optice- aberatii cromatice si sferice. Aberațiile cromatice se datorează faptului că undele luminoase lungimi diferite undele sunt focalizate în puncte diferite ale axei optice. Ca rezultat, imaginea apare colorată. Aberațiile sferice sunt cauzate de faptul că lumina care trece prin centrul lentilei și lumina care trece prin partea sa periferică sunt focalizate în diferite puncte ale axei. Drept urmare, imaginea pare neclară.

Lentilele acromatice sunt în prezent cele mai comune. În ele, aberațiile cromatice sunt suprimate prin utilizarea elementelor de sticlă cu diferite dispersii, asigurând convergența razelor extreme ale spectrului vizibil - albastru și roșu - într-un singur focar. O ușoară colorare a imaginii rămâne și uneori apare ca dungi verzi slabe în jurul obiectului. Aberația sferică poate fi corectată doar pentru o singură culoare.

Lentilele cu fluorit folosesc aditivi de sticlă pentru a îmbunătăți corecția culorii până la punctul în care colorarea este aproape complet eliminată din imagine.

Lentilele apocromatice sunt lentilele cu cea mai complexă corecție a culorii. Ele nu numai că elimină aproape complet aberațiile cromatice, dar și corectează aberațiile sferice nu pentru una, ci pentru două culori. Mărirea apocromatelor pentru albastru este puțin mai mare decât pentru roșu și, prin urmare, necesită oculare speciale „compensatoare”.

Majoritatea lentilelor sunt „uscate”, adică. sunt proiectate să funcționeze în condiții în care spațiul dintre lentilă și probă este umplut cu aer; valoarea NA pentru astfel de lentile nu depășește 0,95. Dacă se introduce un lichid (ulei sau, mai rar, apă) între obiectiv și probă, se obține un obiectiv de „imersie” cu o valoare NA de până la 1,4 și o îmbunătățire corespunzătoare a rezoluției.

În prezent, industria produce diverse tipuri de lentile speciale. Acestea includ lentile cu câmp plat pentru microfotografie, lentile fără stres (relaxate) pentru lucrul în lumină polarizată și lentile pentru examinarea probelor metalurgice opace iluminate de sus.

Condensatoare. Condensatorul formează un con de lumină îndreptat spre probă. De obicei, un microscop este echipat cu o diafragmă iris pentru a potrivi deschiderea conului de lumină cu deschiderea obiectivului, oferind astfel rezoluție maximă și contrast maxim de imagine. (Contrastul în microscopie are același important, ca și în tehnologia televiziunii.) Cel mai simplu condensator, destul de potrivit pentru majoritatea microscoapelor de uz general, este condensatorul Abbe cu două lentile. Lentilele cu deschidere mai mare, în special lentilele cu imersie în ulei, necesită condensatoare corectate mai complexe. Obiectivele cu ulei cu deschidere maximă necesită un condensator special care are contact prin imersiune în ulei cu suprafața inferioară a lamei pe care se sprijină proba.

Microscoape specializate. Datorită diferitelor cerințe ale științei și tehnologiei, au fost dezvoltate multe tipuri speciale de microscoape.

Un microscop binocular stereoscopic, conceput pentru a obține o imagine tridimensională a unui obiect, este format din două sisteme microscopice separate. Aparatul este conceput pentru crestere usoara(pana la 100). Utilizat în mod obișnuit pentru asamblarea componentelor electronice miniaturale, inspecție tehnică, operații chirurgicale.

Un microscop polarizant este proiectat pentru a studia interacțiunea probelor cu lumina polarizată. Lumina polarizată face adesea posibilă dezvăluirea structurii obiectelor care se află dincolo de limitele rezoluției optice convenționale.

Un microscop reflectorizant este echipat cu oglinzi în loc de lentile care formează o imagine. Deoarece este dificil să se facă o lentilă de oglindă, există foarte puține microscoape complet reflectorizante, iar oglinzile sunt utilizate în prezent în principal numai în atașamente, de exemplu, pentru microchirurgia celulelor individuale.

Microscop fluorescent - iluminarea probei cu lumină ultravioletă sau albastră. Proba, absorbind această radiație, emite lumină de luminiscență vizibilă. Microscoapele de acest tip sunt folosite în biologie, precum și în medicină - pentru diagnosticare (în special cancer).

Microscopul cu câmp întunecat ocolește dificultățile asociate cu faptul că materialele vii sunt transparente. Eșantionul este vizualizat sub o astfel de iluminare „oblică”, încât lumina directă nu poate pătrunde în lentilă. Imaginea este formată din lumina difractată de un obiect, ceea ce face ca obiectul să pară foarte ușor pe un fundal întunecat (cu contrast foarte mare).

Un microscop cu contrast de fază este utilizat pentru a examina obiectele transparente, în special celulele vii. Datorită dispozitivelor speciale, o parte din lumina care trece prin microscop se dovedește a fi defazată cu jumătate din lungimea de undă față de cealaltă parte, ceea ce determină contrastul în imagine.

Un microscop de interferență este o dezvoltare ulterioară a microscopului cu contrast de fază. Implica interferența între două fascicule de lumină, dintre care unul trece prin eșantion, iar celălalt este reflectat. Această metodă produce imagini colorate care oferă informații foarte valoroase atunci când studiem materialul viu. Vezi și MICROSCOP ELECTRON; INSTRUMENTE OPTICE; OPTICA.

Microscop

un instrument optic cu una sau mai multe lentile pentru a produce imagini mărite ale obiectelor care nu sunt vizibile cu ochiul liber. Microscoapele pot fi simple sau complexe. Un microscop simplu este un sistem cu o singură lentilă. Un microscop simplu poate fi considerat o lupă obișnuită - o lentilă plan-convexă. Un microscop compus (numit adesea pur și simplu microscop) este o combinație de două simple. Un microscop compus oferă o mărire mai mare decât unul simplu și are o rezoluție mai mare. Rezoluția este capacitatea de a distinge detaliile unei probe. O imagine mărită fără detalii vizibile oferă puține informații utile. Un microscop complex are un design în două etape. Un sistem de lentile, numit obiectiv, este adus aproape de eșantion; creează o imagine mărită și rezolvată a obiectului. Imaginea este mărită și mai mult de un alt sistem de lentile numit ocular, care este plasat mai aproape de ochiul privitorului. Aceste două sisteme de lentile sunt situate la capete opuse ale tubului. Lucrul cu un microscop. Ilustrația prezintă un microscop biologic tipic. Trepiedul este realizat sub forma unei turnări grele, de obicei în formă de potcoavă. Un suport pentru tub este atașat de el pe o balama, transportând toate celelalte părți ale microscopului. Tubul în care sunt montate sistemele de lentile permite deplasarea acestora în raport cu proba pentru focalizare. Lentila este situată la capătul inferior al tubului. De obicei, un microscop este echipat cu mai multe obiective de măriri diferite pe o turelă, ceea ce le permite să fie instalate într-o poziție de lucru pe axa optică. Operatorul, care examinează o probă, începe de obicei cu lentila care are cea mai mică mărire și cel mai larg câmp vizual, găsește detaliile care îl interesează, apoi le examinează folosind o lentilă cu mărire mai mare. Ocularul este montat la capătul unui suport retractabil (care vă permite să schimbați lungimea tubului atunci când este necesar). Întregul tub cu obiectiv și ocular poate fi mutat în sus și în jos pentru a focaliza microscopul. Proba este de obicei luată ca un strat sau secțiune transparent foarte subțire; se așează pe o placă de sticlă dreptunghiulară, numită lamă, și se acoperă deasupra cu o placă de sticlă mai subțire, mai mică, numită lamelă. Proba este adesea colorată cu substanțe chimice pentru a crește contrastul. Lama de sticlă este plasată pe scenă astfel încât proba să fie situată deasupra orificiului central al scenei. Scena este de obicei echipată cu un mecanism pentru deplasarea lină și precisă a probei în câmpul vizual. Sub stadiul obiectului există un suport pentru al treilea sistem de lentile - un condensator, care concentrează lumina pe probă. Pot exista mai multe condensatoare, iar aici se află o diafragmă iris pentru a regla diafragma. Chiar mai jos este o oglindă de iluminat instalată într-o articulație universală, care reflectă lumina lămpii pe probă, datorită căreia întregul sistem optic al microscopului creează o imagine vizibilă. Ocularul poate fi înlocuit cu un atașament foto, iar apoi imaginea va fi formată pe film fotografic. Multe microscoape de cercetare sunt echipate cu un iluminator special, astfel încât o oglindă de iluminare nu este necesară. Crește. Mărirea unui microscop este egală cu produsul dintre mărirea obiectivului și mărirea ocularului. Pentru un microscop de cercetare tipic, mărirea ocularului este de 10, iar mărirea obiectivelor este de 10, 45 și 100. Prin urmare, mărirea unui astfel de microscop variază de la 100 la 1000. Mărirea unor microscoape ajunge la 2000. Creșterea mărirea și mai mult nu are sens, deoarece rezoluția, în același timp, nu se îmbunătățește; dimpotrivă, calitatea imaginii se deteriorează. Teorie. O teorie consistentă a microscopului a fost dată de fizicianul german Ernst Abbe la sfârșitul secolului al XIX-lea. Abbe a descoperit că rezoluția (distanța minimă posibilă dintre două puncte care sunt vizibile separat) este dată de unde R este rezoluția în micrometri (10-6 m), . - lungimea de undă a luminii (creată de iluminator), μm, n - indicele de refracție al mediului dintre probă și lentilă, a. - jumătate din unghiul de intrare al lentilei (unghiul dintre razele exterioare ale fasciculului de lumină conic care intră în lentilă). Abbe a numit deschiderea numerică a mărimii (este notat cu simbolul NA). Din formula de mai sus este clar că cu cât NA este mai mare și cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât detaliile rezolvate ale obiectului studiat sunt mai mici. Diafragma numerică nu numai că determină rezoluția sistemului, dar caracterizează și deschiderea lentilei: intensitatea luminii pe unitatea de suprafață a imaginii este aproximativ egală cu pătratul NA. Pentru un obiectiv bun, valoarea NA este de aproximativ 0,95. Microscopul este de obicei proiectat astfel încât mărirea sa totală să fie de cca. 1000 NA. Lentile. Există trei tipuri principale de lentile, care diferă în gradul de corectare a distorsiunilor optice - aberații cromatice și sferice. Aberația cromatică apare atunci când undele luminoase de lungimi de undă diferite sunt focalizate în puncte diferite de pe axa optică. Ca rezultat, imaginea apare colorată. Aberațiile sferice sunt cauzate de faptul că lumina care trece prin centrul lentilei și lumina care trece prin partea sa periferică sunt focalizate în diferite puncte ale axei. Drept urmare, imaginea pare neclară. Lentilele acromatice sunt în prezent cele mai comune. În ele, aberațiile cromatice sunt suprimate prin utilizarea elementelor de sticlă cu diferite dispersii, asigurând convergența razelor extreme ale spectrului vizibil - albastru și roșu - într-un singur focar. O ușoară colorare a imaginii rămâne și uneori apare ca dungi verzi slabe în jurul obiectului. Aberația sferică poate fi corectată doar pentru o singură culoare. Lentilele cu fluorit folosesc aditivi de sticlă pentru a îmbunătăți corecția culorii până la punctul în care colorarea este aproape complet eliminată din imagine. Lentilele apocromatice sunt lentilele cu cea mai complexă corecție a culorii. Ele nu numai că elimină aproape complet aberațiile cromatice, dar și corectează aberațiile sferice nu pentru una, ci pentru două culori. Mărirea apocromatelor pentru albastru este puțin mai mare decât pentru roșu și, prin urmare, necesită oculare speciale „compensatoare”. Majoritatea lentilelor sunt „uscate”, adică. sunt proiectate să funcționeze în condiții în care spațiul dintre lentilă și probă este umplut cu aer; valoarea NA pentru astfel de lentile nu depășește 0,95. Dacă se introduce un lichid (ulei sau, mai rar, apă) între obiectiv și probă, se obține un obiectiv de „imersie” cu o valoare NA de până la 1,4 și o îmbunătățire corespunzătoare a rezoluției. În prezent, industria produce diverse tipuri de lentile speciale. Acestea includ lentile cu câmp plat pentru microfotografie, lentile fără stres (relaxate) pentru lucrul în lumină polarizată și lentile pentru examinarea probelor metalurgice opace iluminate de sus. Condensatoare. Condensatorul formează un con de lumină îndreptat spre probă. De obicei, un microscop este echipat cu o diafragmă iris pentru a potrivi deschiderea conului de lumină cu deschiderea obiectivului, oferind astfel rezoluție maximă și contrast maxim de imagine. (Contrastul este la fel de important în microscopie, precum este în tehnologia televiziunii.) Cel mai simplu condensator, destul de potrivit pentru majoritatea microscoapelor de uz general, este condensatorul Abbe cu două lentile. Lentilele cu deschidere mai mare, în special lentilele cu imersie în ulei, necesită condensatoare corectate mai complexe. Obiectivele cu ulei cu deschidere maximă necesită un condensator special care are contact prin imersiune în ulei cu suprafața inferioară a lamei pe care se sprijină proba. Microscoape specializate. Datorită diferitelor cerințe ale științei și tehnologiei, au fost dezvoltate multe tipuri speciale de microscoape. Un microscop binocular stereoscopic, conceput pentru a obține o imagine tridimensională a unui obiect, este format din două sisteme microscopice separate. Dispozitivul este proiectat pentru măriri mici (până la 100). Utilizat în mod obișnuit pentru asamblarea componentelor electronice miniaturale, inspecție tehnică, operații chirurgicale. Un microscop polarizant este proiectat pentru a studia interacțiunea probelor cu lumina polarizată. Lumina polarizată face adesea posibilă dezvăluirea structurii obiectelor care se află dincolo de limitele rezoluției optice convenționale. Un microscop reflectorizant este echipat cu oglinzi în loc de lentile care formează o imagine. Deoarece este dificil să se facă o lentilă de oglindă, există foarte puține microscoape complet reflectorizante, iar oglinzile sunt utilizate în prezent în principal numai în atașamente, de exemplu, pentru microchirurgia celulelor individuale. Microscop fluorescent - iluminarea probei cu lumină ultravioletă sau albastră. Proba, absorbind această radiație, emite lumină de luminiscență vizibilă. Microscoapele de acest tip sunt folosite în biologie, precum și în medicină - pentru diagnosticare (în special cancer). Microscopul cu câmp întunecat ocolește dificultățile asociate cu faptul că materialele vii sunt transparente. Eșantionul este vizualizat sub o astfel de iluminare „oblică”, încât lumina directă nu poate pătrunde în lentilă. Imaginea este formată din lumina difractată de un obiect, ceea ce face ca obiectul să pară foarte ușor pe un fundal întunecat (cu contrast foarte mare). Un microscop cu contrast de fază este utilizat pentru a examina obiectele transparente, în special celulele vii. Datorită dispozitivelor speciale, o parte din lumina care trece prin microscop se dovedește a fi defazată cu jumătate din lungimea de undă față de cealaltă parte, ceea ce determină contrastul în imagine. Un microscop de interferență este o dezvoltare ulterioară a microscopului cu contrast de fază. Implica interferența între două fascicule de lumină, dintre care unul trece prin eșantion, iar celălalt este reflectat. Această metodă produce imagini colorate care oferă informații foarte valoroase atunci când studiem materialul viu. Vezi și MICROSCOP ELECTRON; INSTRUMENTE OPTICE; OPTICA.

Termenul „microscop” are rădăcini grecești. Este format din două cuvinte, care atunci când sunt traduse înseamnă „mic” și „mă uit”. Rolul principal al microscopului este utilizarea lui în examinarea obiectelor foarte mici. În același timp, acest dispozitiv vă permite să determinați dimensiunea și forma, structura și alte caracteristici ale corpurilor invizibile cu ochiul liber.

Istoria creației

Nu există informații exacte în istorie despre cine a fost inventatorul microscopului. Potrivit unor surse, a fost proiectat în 1590 de către tatăl și fiul Janssens, producători de ochelari. Un alt candidat la titlul de inventator al microscopului este Galileo Galilei. În 1609, acești oameni de știință au prezentat publicului la Accademia dei Lincei un instrument cu lentile concave și convexe.

De-a lungul anilor, sistemul de vizualizare a obiectelor microscopice a evoluat și s-a îmbunătățit. Un pas uriaș în istoria sa a fost inventarea unui dispozitiv simplu cu două lentile reglabil acromatic. Acest sistem a fost introdus de olandezul Christian Huygens la sfârșitul anilor 1600. Ocularele acestui inventator sunt încă în producție astăzi. Singurul lor dezavantaj este lățimea insuficientă a câmpului vizual. În plus, în comparație cu designul instrumentelor moderne, ocularele Huygens au o locație incomodă pentru ochi.

O contribuție deosebită la istoria microscopului a adus-o producătorul unor astfel de dispozitive, Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). El a fost cel care a atras atenția biologilor asupra acestui dispozitiv. Leeuwenhoek a făcut produse de dimensiuni mici echipate cu o lentilă, dar foarte puternică. Astfel de dispozitive erau incomod de utilizat, dar nu dublau defectele de imagine prezente în microscoapele compuse. Inventatorii au reușit să corecteze acest neajuns abia 150 de ani mai târziu. Odată cu dezvoltarea opticii, calitatea imaginii în dispozitivele compozite s-a îmbunătățit.

Îmbunătățirea microscoapelor continuă până în prezent. Astfel, în 2006, oamenii de știință germani care lucrează la Institutul de Chimie Biofizică, Mariano Bossi și Stefan Hell, au dezvoltat un nou microscop optic. Datorită capacității de a observa obiecte cu dimensiuni de 10 nm și imagini tridimensionale 3D de înaltă calitate, dispozitivul a fost numit nanoscop.

Clasificarea microscoapelor

În prezent, există o mare varietate de instrumente concepute pentru a examina obiecte mici. Gruparea lor se bazează pe diverși parametri. Acesta poate fi scopul microscopului sau metoda de iluminare adoptată, structura utilizată pentru proiectarea optică etc.

Dar, de regulă, principalele tipuri de microscoape sunt clasificate în funcție de rezoluția microparticulelor care pot fi văzute folosind acest sistem. Conform acestei diviziuni, microscoapele sunt:
- optică (luminoasă);
- electronice;
- Raze X;
- sonde de scanare.

Cele mai utilizate microscoape sunt cele de tip light. Există o selecție largă de ele în magazinele de optică. Cu ajutorul unor astfel de dispozitive, principalele sarcini de studiu ale unui anumit obiect sunt rezolvate. Toate celelalte tipuri de microscoape sunt clasificate ca fiind specializate. Ele sunt de obicei utilizate într-un cadru de laborator.

Fiecare dintre tipurile de dispozitive de mai sus are propriile subtipuri, care sunt utilizate într-o zonă sau alta. În plus, astăzi este posibil să cumpărați un microscop școlar (sau educațional), care este un sistem nivel de intrare. De asemenea, dispozitivele profesionale sunt oferite consumatorilor.

Aplicație

Pentru ce este un microscop? Ochiul uman, fiind un sistem optic deosebit tip biologic, are un anumit nivel de rezoluție. Cu alte cuvinte, există o distanță cea mai mică între obiectele observate atunci când acestea pot fi încă distinse. Pentru un ochi normal, această rezoluție este de 0,176 mm. Dar dimensiunile majorității celulelor animale și vegetale, microorganismelor, cristalelor, microstructurii aliajelor, metalelor etc. sunt mult mai mici decât această valoare. Cum să studiezi și să observi astfel de obiecte? Aici vin în ajutorul oamenilor diferite tipuri de microscoape. De exemplu, dispozitivele optice fac posibilă distingerea structurilor în care distanța dintre elemente este de cel puțin 0,20 microni.

Cum funcționează un microscop?

Un dispozitiv cu care la ochiul uman luarea în considerare a obiectelor microscopice devine disponibilă are două elemente principale. Ele sunt lentila și ocularul. Aceste părți ale microscopului sunt fixate într-un tub mobil situat pe o bază metalică. Există și o masă cu obiecte pe el.

Tipurile moderne de microscoape sunt de obicei echipate cu un sistem de iluminare. Acesta, în special, este un condensator cu diafragmă iris. Un set obligatoriu de dispozitive de mărire include micro și macroșuruburi, care sunt folosite pentru a regla claritatea. Designul microscoapelor include, de asemenea, un sistem care controlează poziția condensatorului.

În microscoapele specializate, mai complexe, se folosesc adesea alte sisteme și dispozitive suplimentare.

Lentile

Aș dori să încep să descriu microscopul cu o poveste despre una dintre părțile sale principale, adică lentila. Sunt un sistem optic complex care mărește dimensiunea obiectului în cauză în planul imaginii. Designul lentilelor include un întreg sistem de lentile nu numai simple, ci și două sau trei lipite împreună.

Complexitatea unui astfel de design optic-mecanic depinde de gama de sarcini care trebuie rezolvate de unul sau altul dispozitiv. De exemplu, în microscop compus Sunt furnizate până la paisprezece lentile.

Obiectivul este format din partea frontală și sistemele care o urmează. Care este baza pentru construirea unei imagini de calitatea cerută, precum și pentru determinarea stării de lucru? Aceasta este o lentilă frontală sau sistemul lor. Părțile ulterioare ale lentilei sunt necesare pentru a oferi mărirea necesară, distanta focalași calitatea imaginii. Cu toate acestea, astfel de funcții sunt posibile numai în combinație cu o lentilă frontală. De asemenea, merită menționat faptul că designul părții ulterioare afectează lungimea tubului și înălțimea lentilei dispozitivului.

Oculare

Aceste părți ale microscopului sunt un sistem optic conceput pentru a construi imaginea microscopică necesară pe suprafața retinei ochiului observatorului. Ocularele conțin două grupuri de lentile. Cel mai apropiat de ochiul cercetătorului se numește cel ocular, iar cel mai îndepărtat este cel de câmp (cu ajutorul lui, lentila construiește o imagine a obiectului studiat).

Sistem de iluminare

Microscopul are un design complex de diafragme, oglinzi și lentile. Cu ajutorul acestuia se asigură iluminarea uniformă a obiectului studiat. În primele microscoape, această funcție a fost îndeplinită.Pe măsură ce instrumentele optice s-au îmbunătățit, au început să folosească mai întâi oglinzi plate și apoi concave.

Cu ajutorul unor astfel de detalii simple, razele de la soare sau de la lampă au fost direcționate către obiectul de studiu. ÎN microscoape moderne mai perfectă. Este format dintr-un condensator și un colector.

Tabel cu subiecte

Preparatele microscopice care necesită examinare sunt plasate pe o suprafață plană. Acesta este tabelul cu obiecte. Tipuri diferite microscoapele pot avea această suprafață, proiectată în așa fel încât obiectul de studiu să fie rotit către observator orizontal, vertical sau la un anumit unghi.

Principiul de funcționare

În primul dispozitiv optic, un sistem de lentile a dat o imagine inversă a micro-obiectelor. Acest lucru a făcut posibilă discernământul structurii substanței și a celor mai mici detalii care au fost supuse studiului. Principiul de funcționare al unui microscop cu lumină astăzi este similar cu munca efectuată de un telescop refractor. În acest dispozitiv, lumina este refractă pe măsură ce trece prin partea de sticlă.

Cum măresc microscoapele moderne? După ce un fascicul de raze de lumină intră în dispozitiv, acestea sunt transformate într-un flux paralel. Abia atunci apare refracția luminii în ocular, datorită căreia imaginea obiectelor microscopice este mărită. În continuare, această informație ajunge în forma necesară observatorului din el

Subtipuri de microscoape ușoare

Cele moderne clasifică:

1. După clasa de complexitate pentru microscoape de cercetare, de muncă și școlare.
2. După domeniul de aplicare: chirurgical, biologic și tehnic.
3. După tipuri de microscopie: dispozitive de lumină reflectată și transmisă, contact de fază, luminiscentă și polarizare.
4. În direcția fluxului de lumină în inversat și direct.

Microscoape electronice

Cu timpul, dispozitivul conceput pentru a examina obiectele microscopice a devenit din ce în ce mai sofisticat. Au apărut astfel de tipuri de microscoape în care a fost folosit un principiu de funcționare complet diferit, independent de refracția luminii. În procesul de utilizare a celor mai noi tipuri de dispozitive, au fost implicați electronii. Astfel de sisteme fac posibil să se vadă părți individuale ale materiei atât de mici încât razele de lumină curg pur și simplu în jurul lor.

Pentru ce este un microscop? tip electronic? Este folosit pentru a studia structura celulelor la nivel molecular și subcelular. Dispozitive similare sunt, de asemenea, folosite pentru a studia virușii.

Dispozitivul microscoapelor electronice

Care este baza lucrării cele mai noi dispozitive pentru vizualizarea obiectelor microscopice? Cum este un microscop electronic diferit de un microscop cu lumină? Există asemănări între ele?

Principiul de funcționare al unui microscop electronic se bazează pe proprietățile câmpurilor electrice și magnetice. Simetria lor de rotație poate avea un efect de focalizare asupra fasciculelor de electroni. Pe baza acestui lucru, putem răspunde la întrebarea: „Cum diferă un microscop electronic de un microscop cu lumină?” Acesta, spre deosebire de un dispozitiv optic, nu are lentile. Rolul lor este jucat de câmpurile magnetice și electrice calculate corespunzător. Ele sunt create prin spirele bobinelor prin care trece curentul. În acest caz, astfel de câmpuri acționează similar.Când curentul crește sau scade, distanța focală a dispozitivului se modifică.

În ceea ce privește schema de circuit, pentru un microscop electronic este similară cu cea a unui dispozitiv de lumină. Singura diferență este că elementele optice sunt înlocuite cu elemente electrice similare.

Mărirea unui obiect în microscoapele electronice are loc datorită procesului de refracție a unui fascicul de lumină care trece prin obiectul studiat. Sub diferite unghiuri, razele intră în planul lentilei obiectiv, unde are loc prima mărire a probei. În continuare, electronii se deplasează către lentila intermediară. În ea există o schimbare lină a creșterii dimensiunii obiectului. Imaginea finală a materialului studiat este produsă de lentila de proiecție. Din ea imaginea lovește ecranul fluorescent.

Tipuri de microscoape electronice

Tipurile moderne includ:

1. TEM sau microscop electronic cu transmisie.În această instalație, o imagine a unui obiect foarte subțire, de până la 0,1 microni grosime, se formează prin interacțiunea unui fascicul de electroni cu substanța studiată și mărirea lui ulterioară de către lentile magnetice situate în lentilă.
2. SEM sau microscop electronic cu scanare. Un astfel de dispozitiv face posibilă obținerea unei imagini a suprafeței unui obiect cu rezoluție mare, de ordinul mai multor nanometri. Folosind metode suplimentare un astfel de microscop oferă informații care ajută la determinarea compoziției chimice a straturilor apropiate de suprafață.
3. Microscop electronic cu scanare tunel sau STM. Cu ajutorul acestui dispozitiv se măsoară relieful suprafețelor conductoare cu rezoluție spațială mare. În procesul de lucru cu STM, un ac metalic ascuțit este adus obiectului studiat. În acest caz, se menține o distanță de doar câțiva angstromi. Apoi, un mic potențial este aplicat acului, rezultând un curent de tunel. În acest caz, observatorul primește o imagine tridimensională a obiectului studiat.

Microscoape "Leevenguk"

În 2002, în America a apărut o nouă companie producătoare de instrumente optice. Gama sa de produse include microscoape, telescoape și binocluri. Toate aceste dispozitive se disting prin calitatea ridicată a imaginii.

Sediul central și departamentul de dezvoltare al companiei se află în SUA, în Fremond (California). Dar în ceea ce privește unitățile de producție, acestea sunt situate în China. Datorită tuturor acestora, compania furnizează pieței produse avansate și de înaltă calitate la un preț accesibil.

Ai nevoie de un microscop? Levenhuk va oferi opțiunea necesară. Gama de echipamente optice a companiei include dispozitive digitale și biologice pentru mărirea obiectului studiat. În plus, cumpărătorului i se oferă modele de designer într-o varietate de culori.

Microscopul Levenhuk are extinse funcţionalitate. De exemplu, un dispozitiv de predare entry-level poate fi conectat la un computer și este, de asemenea, capabil să înregistreze video a cercetării efectuate. Modelul Levenhuk D2L este echipat cu această funcționalitate.

Compania oferă microscoape biologice de diferite niveluri. Acestea includ modele mai simple și articole noi care sunt potrivite pentru profesioniști.