Vrste mikroskopov, osnovne značilnosti in namen

V tem članku si bomo ogledali široko razvito metodo raziskovanja različnih mikroelementov našega sveta - mikroskopijo. Tukaj pogledamo opis mikroskopa, njegov namen, napravo, pravila dela in zgodovinska dejstva.

Uvod v instrumente za mikroskopijo

Mikroskop je mehanizem, katerega namen je pridobiti povečano sliko predmeta in meriti strukturne podrobnosti, ki jih s prostim očesom ni mogoče opaziti.

Izum in izdelava različnih vrst mikroskopov sta omogočila izdelavo mikroskopije - tehnološke metode za praktično delovanje teh naprav.

Zgodovinske informacije

Kdo je ustvaril prvi mikroskop v zgodovini človeštva, da bi ugotovil zelo problematično. Prvič je bil takšen mehanizem izumljen na prelomu 16. in 17. stoletja. Verjeten izumitelj velja za nizozemskega znanstvenika Zachariusa Jansena.

Medtem ko je bil še otrok, je Jansen z uporabo palčne cevi namestil konveksno lečo vzdolž dveh robov. Kar je videl, je izumitelja prisilil, da je ustvaril nekaj novega in ga izboljšal. Morda je to pripeljalo do izuma prvega svetovnega mikroskopa, ki se je zgodil okoli leta 1590.

Že leta 1538 je Italijan J. Frakastoro, ki je delal kot zdravnik, predlagal kombinacijo dveh leč, da bi ustvaril še večje povečave slik. Zato je lahko njegovo delo začetek za pojav prvega mikroskopa. Čeprav je bil izraz uveden veliko kasneje.

Še en pionir je Galileo Galilei. Italijanski fizik je že leta 1612 ustvaril lastno množično proizvodnjo mikroskopov, ko je leta 1612 slišal o pojavu takšne povečevalne naprave in razumel splošno idejo o njenem mehanizmu. Ime te naprave je dal akademski prijatelj Galileo, Giovanni Faber leta 1613.

Že v šestdesetih letih XVII. Stoletja so bili pridobljeni podatki o uporabi mikroskopa v znanstveno-raziskovalni dejavnosti. Prvo je naredil Robert Hooke, ki je opazoval napravo različnih rastlin. To je bil tisti, ki je v delu "mikrografija" izdelal skice slike, videne skozi mikroskop. Ugotovil je, da so rastlinski organizmi zgrajeni iz celic.

Resolucije

Eden od parametrov mikroskopa je njegova ločljivost. Različni tipi mikroskopov imajo drugačen indikator te značilnosti. Kaj je torej?

Ločljivost je zmožnost naprave, da prikaže jasno in visoko kakovostno sliko, sliko dveh sosednjih fragmentov obravnavanega predmeta. Indeks stopnje poglabljanja v mikrosvijetu in splošna možnost njegove raziskave temeljijo prav na tej sposobnosti. Ta značilnost določa valovna dolžina sevanja, ki se uporablja v mikroskopu. Glavna omejitev je nezmožnost pridobitve slike objekta, katerega dimenzije so manjše od velikosti sevalne dolžine.

Glede na zgoraj navedeno je postalo očitno, da lahko zahvaljujoč resoluciji dobimo jasno sliko podrobnosti predmeta, ki ga proučujemo.

Osnovni parametri

Drugi pomembni parametri v strukturi mikroskopa so njegova povečava, šobe, velikost odra, možnost osvetlitve, optični premaz itd.

Razmislite o glavnih kazalnikih, navedenih v tem odstavku - povečanje.

Povečanje je splošna zmožnost mikroskopa, da pokaže predmete, ki se preučujejo v večjih velikostih, kot so v resnici. Izračun tega parametra se lahko izvede z množenjem povečave objektiva z okularjem. Ta možnost v optičnih mikroskopih doseže 2000-krat, elektron pa se poveča za stotine krat več kot svetloba.

Glavna značilnost mikroskopa je natančno njegova resolucija in njena povečava. Zato morajo pri izbiri take naprave ti kazalniki nameniti posebno pozornost.

Sestavni elementi

Mikroskop, kot vsak drugi mehanizem, je sestavljen iz določenih podrobnosti, med katerimi so:

• preglednica;
• gumb za prestavljanje;
• okular;
• cev;
• držalo za cev;
• mikrometrski vijak;
• navojno vodilo;
• ogledalo;
• stojalo;
• leče;
• stojalo;
• binokularna vezava;
• optična glava;
• kondenzator;
• svetlobni filter;
• membrana irisa.

Spoznajmo glavne značilnosti oblikovalnih struktur mikroskopa.

Lens - je sredstvo za določanje uporabne povečave. Oblikovano iz določenega števila leč. Naraščajoče priložnosti so označene s številkami na njeni površini.

Okular je mikroskopski element, sestavljen iz dveh ali treh leč, katerih povečava je označena s številkami. Celotni indeks povečevalnih zmožnosti naprave je določen z množenjem indeksa povečave objektiva s povečavo okularja.

Naprave za osvetljevanje vključujejo ogledalo ali električno osvetljevalnik, kondenzator in membrano, svetlobni filter in mizo.

Mehanski sistem je sestavljen iz stojala, škatle z mikrometrskim mehanizmom in vijaka, držala za cevi, grobega vijaka, kondenzatorja, vijaka za premikanje kondenzatorja, revolvera in odra.

Optična mikroskopija

Med obstoječimi vrstami mikroskopov obstaja več glavnih skupin, za katere so značilne določene lastnosti naprave in namen.

Človeško oko je nekakšen naravni optični sistem z določenimi parametri, na primer ločljivostjo. Za ločljivost je značilen najmanjši indikator razlike v razdalji med sestavljenimi komponentami objekta, ki se spremlja. Najpomembnejša točka je prisotnost vizualne razlike med opazovanimi fragmenti. Glede na to, da človeško oko ne more opazovati naravnih mikroorganizmov, so nastale takšne povečevalne naprave.

Optični mikroskopi so omogočili delo z obsevanjem v območju od 400 do 700 nm in z ultravijolično svetlobo. Trajala je do sredine dvajsetega stoletja. Takšne naprave niso omogočile doseganja ločljivosti, manjše od polovičnega obdobja sevalnega vala referenčnega tipa. Zaradi tega je mikroskop omogočil opazovanje struktur, razdalja med katerimi je bila približno 0,20 μm, kar pomeni, da bi lahko največja povečava dosegla 2000-krat.

Binokularni mikroskopi

Binokularni mikroskop je naprava, s katero lahko dobite volumetrično povečano sliko. Drugo ime za take naprave so stereomikroskopi. Omogočajo osebi, da jasno loči podrobnosti preučenih predmetov volumna.

V binokularnem mikroskopu se predmet pregleda skozi dve leči, neodvisno drug od drugega. Trenutno se uporabljata 2 okularja in 1 predmet. Odlično delo v prisotnosti oddane in odbite svetlobe.

Elektronska mikroskopija

Videz elektronskega mikroskopa je omogočil uporabo elektronov z lastnostmi obeh delcev in valov v mikroskopiji.

Elektron ima dolgo valovno dolžino, ki je odvisna od njenega energetskega potenciala: E = Ve, kjer je V vrednost razlike v potencialu, e je naboj elektrona. Valovna dolžina elektrona s prehodom razlike v potencialih, ki je enak 200000 V, bo približno 0,1 nm. Elektron se z lahkoto osredotoči s pomočjo elektromagnetnih leč, ki jih povzroča polnjenje. Po prenosu elektronske različice slike na vidno.

Med takšnimi povečevalnimi napravami je digitalni mikroskop pridobil veliko popularnost. Omogoča priključitev adapterjev na napravo, da se slika prenese v računalnik in shrani. Ko delate s takšnimi napravami, fotoaparat registrira opazovano sliko in jo nato prek kabla USB prenese v računalnik.

Digitalni mikroskop lahko razvrstite glede na način delovanja, povečavo, število osvetlitev in ločljivost kamere. Njihove glavne prednosti so sposobnost prenosa slike na osebni računalnik in shranjevanje, sposobnost pošiljanja prejetih informacij na dolge razdalje, urejanje, podrobna analiza in shranjevanje rezultatov raziskav ter sposobnost projiciranja slike s pomočjo projektorjev.

Elektronski mikroskopi imajo ločljivost, ki presega lahke 1000-10000 krat.

Sonde za skeniranje

Druga vrsta mikroskopa je sonda za skeniranje. Razmeroma nova veja v razvoju takih naprav.

Skrajšani se imenujejo - ZSM. Slika se reproducira s snemanjem interakcije sonde in površine, ki jo proučuje. V sodobnem svetu takšni mehanizmi omogočajo opazovanje interakcije sonde z atomi. Ločljivost ZSM je primerljiva z elektronskimi mikroskopi in še bolje v nekaterih parametrih.

Rentgenska mikroskopija

Za opazovanje izjemno majhnih predmetov, katerih obseg je primerljiv z rentgenskimi valovi, je bil ustvarjen rentgenski mikroskop. Na podlagi delovanja sevanja elektromagnetne narave, pri kateri valovna dolžina ne presega enega nanometra.

Ločljivost takih mikroskopov je bila vmesna med optičnimi in elektronskimi. Teoretični PS taka naprava lahko doseže 2-20 nm, kar je veliko več kot zmogljivosti optičnih mikroskopov.

Splošne informacije za delo z mikroskopom

Če uporabljate to napravo, morate poznati pravila za delo z mikroskopom:

1. Delo je treba opraviti med sedenjem.
2. Napravo pregledajte in obrišite prah z ogledala z mehko krpo, lečo in okularjem.
3. Pri delu z mikroskopom ni zaželeno, da bi ga premaknili, postavili ga levo od sebe.
4. Odprite diafragmo, kondenzator postavite v zgornji položaj.
5. Delo se mora začeti z majhnim povečanjem.
6. Objektiv z enim centimetrom od stekla z opazovanim predmetom.
7. Enakomerno razporedite osvetlitev vidnega polja z okularjem, ki ga morate gledati z očmi, in konkavno zrcalo.
8. Premaknite mikroskop na mikroskopsko stopnjo. Opazovanje s strani, z uporabo makro vijaka spustite lečo na raven 4-5 mm nad predmetom, ki se preiskuje.
9. Če pogledate z očesom v okular, ustvarite rotacijska gibanja grobega vijaka, da objektiv postavite v položaj, v katerem bo slika jasno vidna.
10. S premikanjem kozarca z zdravilom poiščite kraj, kjer bo predmet, ki ga proučujemo, v središču vašega vidnega polja v mikroskopu.
11. Če slike ni, ponovite od šestega do devetega odstavka.
12. S pomočjo mikro vijaka dosežete zahtevano jasnost slike. Bodo pozorni na to, ali točka med tveganji na mikrometrskem mehanizmu presega meje tveganj. Če se to zgodi, ga vrnite v standardni položaj.
13. Zaključujemo pravila za delo z mikroskopom, čiščenje delovnega mesta. Povečavo je treba vrniti z velike na majhno, dvigniti lečo, odstraniti pripravek in obrisati mikroskop, pokriti s polietilenom in se vrniti v omarico.

Ta pravila so bolj pomembna za optične mikroskope. Struktura mikroskopa, na primer elektronska ali rentgenska, se razlikuje od svetlobe, zato se lahko razlikujejo tudi osnovna pravila dela. Značilnosti dela s takimi napravami najdete v navodilih za njih.