Kā darbojas mikroskops? Mikroskopa optiskās daļas Mikroskopa un tā sastāvdaļu rasējums

Pirmie priekšstati par mikroskopu veidojas skolā bioloģijas stundās. Tur bērni praktiski apgūst, ka ar šīs optiskās ierīces palīdzību var apskatīt mazus objektus, kas nav redzami ar neapbruņotu aci. Mikroskops un tā uzbūve interesē daudzus skolēnus. Šo turpinājums interesantas nodarbības dažiem no viņiem kļūst visa nākotne pilngadība. Izvēloties dažas profesijas, ir jāzina mikroskopa uzbūve, jo tas ir galvenais darba instruments.

Mikroskopa uzbūve

Optisko instrumentu dizains atbilst optikas likumiem. Mikroskopa uzbūve balstās uz to sastāvdaļas. Ierīces komponentiem caurules, okulāra, lēcas, statīva un galda apgaismotāja novietošanai ar kondensatoru ir noteikts mērķis.

Statīvā ir caurule ar okulāru un objektīvu. Uz statīva ir piestiprināta objekta skatuve ar apgaismotāju un kondensatoru. Apgaismotājs ir iebūvēta lampa vai spogulis, kas kalpo pētāmā objekta apgaismošanai. Attēls ir gaišāks ar elektrisko lampu. Kondensatora mērķis šajā sistēmā ir regulēt apgaismojumu un fokusēt starus uz pētāmo objektu. Mikroskopu uzbūve bez kondensatoriem ir zināma, tajos ir uzstādīta viena lēca. IN praktiskais darbsĒrtāk ir izmantot optiku ar pārvietojamu skatuvi.

Mikroskopa struktūra un dizains ir tieši atkarīgs no šīs ierīces mērķa. Priekš zinātniskie pētījumi Tiek izmantotas rentgena un elektronu optiskās iekārtas, kurām ir sarežģītāka uzbūve nekā gaismas ierīcēm.

Gaismas mikroskopa uzbūve ir vienkārša. Tie ir vispieejamākie un visplašāk tiek izmantoti praksē. Gaismas mikroskopa galvenās sastāvdaļas ir okulārs divu palielināmo stiklu formā, kas ievietots rāmī, un objektīvs, kas arī sastāv no rāmī ieliktiem palielināmajiem stikliem. Viss šis komplekts ir ievietots caurulē un piestiprināts pie statīva, kurā ir uzstādīta skatuve ar spoguli, kas atrodas zem tā, kā arī apgaismotājs ar kondensatoru.

Gaismas mikroskopa galvenais darbības princips ir palielināt uz skatuves novietoto attēlu, izlaižot tai cauri gaismas starus un pēc tam ietriecot tos objektīva lēcu sistēmā. Tādu pašu lomu spēlē okulāra lēcas, kuras pētnieks izmanto objekta izpētes procesā.

Jāpiebilst, ka arī gaismas mikroskopi nav vienādi. Atšķirību starp tām nosaka optisko vienību skaits. Ir monokulāri, binokulāri vai stereomikroskopi ar vienu vai divām optiskām vienībām.

Neskatoties uz to, ka šie optiskie instrumenti ir izmantoti jau daudzus gadus, tie joprojām ir neticami pieprasīti. Katru gadu tie uzlabojas un kļūst precīzāki. Vēl nav teikts pēdējais vārds tādu noderīgu instrumentu kā mikroskopi vēsturē.

Materiāli un aprīkojums. Mikroskopi: MBR-1, BIOLAM, MIKMED-1, MBS-1; pastāvīgu mikroslaidu komplekts

Mikroskops-Šo optiskais instruments, kas ļauj iegūt pētāmā objekta apgrieztu attēlu un izpētīt nelielas tā struktūras detaļas, kuru izmēri pārsniedz acs izšķirtspēju.

Kas ir izšķirtspēja?

Iedomājieties, ka ar neapbruņotu aci cilvēks var atšķirt divas ļoti tuvas līnijas vai punktus tikai tad, ja attālums starp tiem ir vismaz 0,10 mm (100 mikroni). Ja šis attālums ir mazāks, tad abas līnijas vai punkti saplūdīs vienā. Tādējādi rezolūcija cilvēka acs vienāds ar 100 µm. Tāpēc, jo lielāka ir objektīva izšķirtspēja, jo vairāk var atklāt novērojamā objekta struktūras detaļas. Objektīvam (x8) izšķirtspēja ir 1,68 mikroni, objektīvam (x40) - 0,52 mikroni.

Labākais gaismas mikroskops cilvēka acs spēju uzlabo aptuveni 500 reizes, t.i., tā izšķirtspēja ir aptuveni 0,2 µm vai 200 nm.

Izšķirtspēja un palielinājums nav viens un tas pats. Ja izmantojat gaismas mikroskopu, lai fotografētu divas līnijas, kas atrodas mazāk nekā 0,2 mikronu attālumā, neatkarīgi no tā, kā palielināt attēlu, līnijas saplūdīs vienā. Pieejams liels palielinājums, bet neuzlabo tā izšķirtspēju.

Atšķirt noderīga Un bezjēdzīgs pieaugums. Ar lietderīgu saprotam tādu novērojamā objekta pieaugumu, ka ir iespējams atklāt jaunas tā struktūras detaļas. Bezjēdzīgs ir palielinājums, kurā, palielinot objektu simtiem vai vairāk reižu, nav iespējams atklāt jaunas konstrukcijas detaļas. Piemēram, ja attēls, kas iegūts ar mikroskopa palīdzību (noderīgi!), tiek palielināts daudzkārt vairāk, projicējot to uz ekrāna, tad jaunas, smalkākas struktūras detaļas netiks atklātas, bet attiecīgi palielināsies tikai esošo konstrukciju izmēri.

Parasti izmanto mācību laboratorijās gaismas mikroskopi, kurā mikroslaidus izmeklē, izmantojot dabisko vai mākslīgo gaismu. Visbiežāk gaismas bioloģiskie mikroskopi: BIOLAM, MIKMED, MBR (bioloģiskais darba mikroskops), MBI (bioloģiskās izpētes mikroskops) un MBS (bioloģiskais stereoskopiskais mikroskops). Tie nodrošina palielinājumu no 56 līdz 1350 reizēm. Stereomikroskops(MBS) nodrošina patiesi trīsdimensiju mikroobjekta uztveri un palielina no 3,5 līdz 88 reizēm.

Mikroskopā ir divas sistēmas: optiskais Un mehānisks(1. att.). UZ optiskā sistēma ietver lēcas, okulārus un apgaismes ierīci (kondensatoru ar diafragmu un gaismas filtru, spoguli vai elektrisko gaismu).

1. attēls. Izskats mikroskopi Biomed 1 un Biomed 2

Objektīvs - viena no vissvarīgākajām mikroskopa daļām, jo tā nosaka noderīgs objekta palielinājums. Objektīvs sastāv no metāla cilindra ar tajā iebūvētām lēcām, kuru skaits var atšķirties. Objektīva palielinājumu norāda ar cipariem uz tā. Izglītības nolūkos parasti tiek izmantoti x8 un x40 objektīvi. Objektīva kvalitāti nosaka tā izšķirtspēja.

Objektīvs prasa ļoti rūpīgu apiešanos, īpaši objektīviem ar lielu palielinājumu, jo viņiem ir darba attālums, t.i. attālumu no vāka stikla līdz priekšējam objektīvam mēra milimetra desmitdaļās. Piemēram, objektīva (x40) darba attālums ir 0,6 mm.

Okulārs daudz vienkāršāk nekā objektīvs. Tas sastāv no 2-3 lēcām, kas uzstādītas metāla cilindrā. Starp objektīviem ir nemainīga diafragma, kas nosaka redzes lauka robežas. Apakšējais objektīvs fokusē objektīva konstruētā objekta attēlu diafragmas plaknē, bet augšējais kalpo tieši novērošanai. Okulāru palielinājums uz tiem norādīts ar cipariem: x7, x10, x15. Okulāri neatklāj jaunas strukturālas detaļas, un šajā sakarā to pieaugums bezjēdzīgi. Tādējādi okulārs, tāpat kā palielināmais stikls, sniedz tiešu, virtuālu, palielinātu novērotā objekta attēlu, ko konstruē objektīvs.

Lai noteiktu vispārējs mikroskopa palielinājums jāpalielina palielinājums objektīvs okulāra palielināšanai. Piemēram, ja okulārs nodrošina 10x palielinājumu un objektīvs nodrošina 20x palielinājumu, tad kopējais palielinājums ir 10x20 = 200x.

Apgaismes ierīce sastāv no spoguļa vai elektriskā apgaismotāja, kondensatora ar varavīksnenes diafragmu un gaismas filtru, kas atrodas zem objekta skatuves. Tie ir paredzēti, lai apgaismotu objektu ar gaismas staru.

Spogulis kalpo gaismas virzīšanai caur kondensatoru un skatuves atveri uz objektu. Tam ir divas virsmas: plakana un ieliekta. Izkliedētās gaismas laboratorijās izmanto ieliektu spoguli.

Elektriskais apgaismojums ir uzstādīts zem kondensatora statīva ligzdā.

Kondensators sastāv no 2-3 lēcām, kas ievietotas metāla cilindrā. Kad to paceļ vai nolaiž, izmantojot speciālu skrūvi, no spoguļa uz objektu krītošā gaisma attiecīgi kondensējas vai izkliedējas.

Varavīksnenes diafragma atrodas starp spoguli un kondensatoru. Tas kalpo, lai mainītu spoguļa caur kondensatoru uz objektu virzītās gaismas plūsmas diametru atbilstoši objektīva priekšējās lēcas diametram un sastāv no plānām metāla plāksnēm. Izmantojot sviru, varat tos vai nu savienot, pilnībā nosedzot apakšējo kondensatora lēcu, vai arī atdalīt, palielinot gaismas plūsmu.

Gredzens ar matētu stiklu vai gaismas filtrs samazina objekta apgaismojumu. Tas atrodas zem diafragmas un pārvietojas iekšā horizontālā plakne.

Mehāniskā sistēma Mikroskops sastāv no statīva, kastes ar mikrometra mehānismu un mikrometra skrūvi, mēģenes, mēģenes turētāja, rupjās mērķēšanas skrūves, kondensatora kronšteina, kondensatora pārvietošanas skrūves, revolvera un parauga skatuves.

Stāvēt- Šī ir mikroskopa pamatne.

Kaste ar mikrometra mehānismu, kas veidots pēc mijiedarbības zobratu principa, ir nekustīgi piestiprināts pie statīva. Mikrometra skrūve kalpo, lai nedaudz pārvietotu caurules turētāju un līdz ar to arī objektīvu attālumos, ko mēra mikrometros. Pilns mikrometra skrūves pagrieziens izkustina mēģenes turētāju par 100 mikroniem, un vienas iedaļas pagrieziens pazemina vai paceļ mēģenes turētāju par 2 mikroniem. Lai izvairītos no mikrometra mehānisma bojājumiem, ir atļauts griezt mikrometra skrūvi vienā virzienā ne vairāk kā puse pagrieziena.

Caurule vai caurule- cilindrs, kurā no augšas tiek ievietoti okulāri. Caurule ir kustīgi savienota ar caurules turētāja galvu, tā tiek fiksēta ar fiksējošo skrūvi noteiktā pozīcijā. Atskrūvējot bloķēšanas skrūvi, cauruli var noņemt.

Revolveris paredzēts ātrai lēcu maiņai, kas ir ieskrūvētas tā ligzdās. Objektīva centrēto stāvokli nodrošina fiksators, kas atrodas revolvera iekšpusē.

Rupja mērķēšanas skrūve izmanto, lai ievērojami pārvietotu caurules turētāju un līdz ar to arī objektīvu, lai fokusētu objektu ar mazu palielinājumu.

Priekšmeta tabula paredzēts zāļu novietošanai uz tā. Galda vidū ir apaļš caurums, kurā iederas kondensatora priekšējā lēca. Uz galda ir divi atsperīgi spailes - skavas, kas nostiprina zāles.

Kondensatora kronšteins kustīgi savienots ar mikrometra mehānisma kārbu. To var pacelt vai nolaist ar skrūvi, kas griež zobratu, kas iekļaujas ķemmes griezuma statīva rievās.

Galvenais uzdevums, ko risina mehāniskā daļa, ir pavisam vienkāršs - mikroskopa optiskās daļas un objekta stiprinājuma un kustības nodrošināšana.

Tēmu tabulas paredzēts novērošanas objekta nostiprināšanai noteiktā pozīcijā. Galvenās prasības ir saistītas ar pašu tabulu stiprinājuma stingrību, kā arī ar objekta (sagatavošanas) fiksāciju un koordināciju (orientāciju) attiecībā pret objektīvu.

Galds ir uzstādīts uz speciāla kronšteina. Darbības ērtībai galdi ir strukturāli izveidoti nekustīgi un kustīgi.

Fiksēts posmi parasti tiek izmantoti vienkāršākajos mikroskopu modeļos. Objekta kustība uz tiem tiek veikta ar novērotāja roku palīdzību ātrai kustībai ekspresdiagnostikas laikā. Zāles tiek fiksētas uz galda, izmantojot atsperu kājas vai īpašu zāļu turētāja ierīci.

Objekta mehāniskai kustībai vai pagriešanai zem mikroskopa lēcas, kustams(32. att.) tabulas. Narkotikas tiek fiksētas un pārvietotas, izmantojot narkotiku vadītāju. Objekta koordinātu kustība pa diviem X-Y asis(vai tikai vienu X vienlaikus) tiek veikta, izmantojot rokturi (parasti dubultkoaksiālo) manuāli vai ar elektromotoru (parasti stepperi). Pēdējās tiek sauktas par "skenēšanas tabulām". Uz galda gar vadotnēm gar X un Y asīm ir izvietotas svari ar noniji, lai uzraudzītu pozīciju un lineāros mērījumus kustības horizontālajā plaknē.

Fokusēšanas mehānisms: rupja un smalka fokusēšana. Fokusēšanas mehānisms nodrošina galda vai objektīva kustību, lai izveidotu noteiktu attālumu starp novērojamo objektu un optiskā daļa mikroskopu Šis attālums garantē asu objekta attēlu. “Fokusēšana” tiek veikta ar diviem regulējumiem – rupju un smalku. Katram regulējumam ir savs mehānisms un savs rokturis. Vadības rokturus var novietot atsevišķi vai kombinēt, bet tiem jāatrodas mikroskopa sānos: labajā un kreisajā pusē pa pāriem.

Parasti rupja fokusēšana(regulēšana) tiek veikta ar lielu rokturu pāri (31. att.), kas atrodas abās statīva pusēs. Tie veic objektīva "rupju" kustību virzienā uz objektu vai prom no tā. Minimālais kustības apjoms ir 1 mm uz apgriezienu. Tajā pašā laikā rupjā fokusēšana darbojas tiem pētījumiem, kuros mikroskopa palielinājums nepārsniedz 400x.

Precīzs fokuss(regulēšana) tiek veikta ar nelielu kloķu pāri, kas parasti vienā apgriezienā pārvieto galdu vai objektīvu objekta virzienā par 0,01 -0,05 mm. Kustības apjoms vienā apgriezienā ir atkarīgs no dizaina iezīmes dažādu firmu mikroskopi.

Parasti vienam no smalkajiem fokusēšanas rokturiem tiek uzlikta skala, kas ļauj kontrolēt mikroskopa vertikālo kustību attiecībā pret novērojamo objektu.

Piemēram, sadzīves mikroskopam MIKMED-2 ir rupja fokusēšanas kustība līdz 30 mm, savukārt viens roktura pagrieziens nodrošina kustību 2,5 mm, smalkā fokusēšana tiek veikta 2,5 mm robežās ar vienu 0,25 mm apgriezienu vienā no rokturi Precīzai fokusēšanai ir skala ar dalījuma vērtību 0,002 mm.

Fokusēšanas kustības funkcionālais mērķis ir daudz lielāks, nekā parasti tai tiek piešķirts. Jūs nevarat iztikt bez precīzas fokusēšanas:

Ja mikroskopa palielinājums ir lielāks par 400 x;

Strādājot ar iegremdējamām lēcām;

Strādājot ar objektīviem, kas nenodrošina asu attēlu visā novērotajā laukā;

Ja visā redzamajā laukā objektam ir nevienmērīgs biezums vai tilpums.

Abu rokturu kombinācija (koaksiālais izvietojums) ievērojami vienkāršo darbu, vienlaikus sarežģījot dizainu un palielinot mikroskopa izmaksas.

Vienība kondensatora stiprināšanai un pārvietošanai. Kondensators, kā neatkarīga vienība, ir savienojošais elements starp apgaismojuma sistēmu (gaismas avotu) un mikroskopu (objektīvu un attēlveidošanas daļu).

Kondensatora montāžas bloks atrodas zem objekta skatuves. Tas izskatās kā kronšteins ar kontaktligzdu. Paredzēts kondensatora uzstādīšanai, fiksēšanai un centrēšanai, t.i., pārvietošanai horizontālā plaknē, kas ir perpendikulāra mikroskopa optiskajai asij.

Turklāt komplektā ir vadotne kondensatora kustības (kustības) fokusēšanai vertikāli pa optisko asi.

Neatkarīgi no tā, kā kondensators ir uzstādīts ligzdā - no sāniem, no augšas vai no apakšas - tas ir stingri nostiprināts ar fiksācijas skrūvi, kas neļauj tam izkrist, no vienas puses, un nodrošina centrētu stāvokli darbības laikā, uz citiem.

Centrēšanas skrūves nodrošina apgaismojuma staru no gaismas avota izlīdzināšanu un mikroskopa optisko asi (Kohler apgaismojuma regulēšana). Tas ir ļoti svarīgs posms apgaismojuma iestatījumi mikroskopā, kas ietekmē apgaismojuma vienmērīgumu un objekta reproducēšanas precizitāti, kā arī elementu kontrastu un izšķirtspēju objekta attēlā.

Kondensatora fokusēšana (augstuma regulēšana) tiek veikta, izmantojot rokturi uz kronšteina, un tāpat kā centrēšana ietekmē visas mikroskopa optiskās daļas darbību.

Kondensators var būt nekustīgs. Parasti šāds dizains ir raksturīgs izglītojošie mikroskopi . Šie mikroskopi tiek izmantoti ikdienas darbā, kur tiek izmantoti papildu metodes kontrastējošs, un objekts neprasa sīkāku izpēti.

Objektīva stiprinājums. Mikroskopā ir vairāki objektīva stiprinājumu veidi:

Lēcas ieskrūvēšana tieši caurulē (parasti izglītojošos “skolas” mikroskopos);

“ragavas” - lēcu montāža, izmantojot īpašu bezvītnes ierīci (ceļvedi);

Rotējoša ierīce ar vairākiem slotiem.

Šobrīd visizplatītākais objektīva stiprinājuma veids ir rotējoša ierīce (tornīša galva) (33. att.).

Objektīva stiprinājuma bloks rotējošas ierīces veidā veic šādas funkcijas:

Palielinājuma maiņa mikroskopā, pagriežot galviņu, kuras katrā ligzdā ieskrūvē noteikta palielinājuma lēcu;

Fiksēta objektīva uzstādīšana darba stāvoklī;

garantēta lēcas optiskās ass centrēšana attiecībā pret mikroskopa optisko asi kopumā, ieskaitot apgaismojuma sistēmu.

Torņa ierīce var būt 3, 4, 5, 6 vai 7 dobumu atkarībā no mikroskopa sarežģītības klases un tā risināmajiem uzdevumiem.

Mikroskopos, kas izmanto diferenciālo traucējumu kontrastu, tornītim virs ligzdas ir viena vai vairākas spraugas vadotnes ar prizmu uzstādīšanai.

IN izglītojošie mikroskopi Lēcas parasti tiek piestiprinātas tā, ka to nomaiņa ir sarežģīta (tas ir, tās ir izgatavotas nenoņemamas).

Stingri jāievēro lēcu secība: no mazāka palielinājuma uz lielāku palielinājumu, kamēr tornītis pārvietojas pulksteņrādītāja virzienā.

Parasti, saliekot mikroskopus, tiek veikta lēcu atlase - iekārtas . Tas ļauj nepazaudēt objekta attēlu no redzes lauka, pārejot no viena palielinājuma uz otru.

Un rotējošajai ierīcei ir jānodrošina vēl viens nosacījums - parfokalitāte . Revolvera ligzda vai drīzāk tā ārējā virsma, ir materiāla pamatnes virsma objektīva augstuma un objektīva caurules garuma mērīšanai (mikroskops). Lēcai jābūt ieskrūvētai ligzdā tā, lai starp to un tornīti nebūtu atstarpes. Tajā pašā laikā tiek nodrošinātas visu mikroskopā esošo montāžas optisko elementu aprēķinātās vērtības, kā arī to dizains un tehnoloģiskais atbalsts. Tas nozīmē, ka, ja ar vienu objektīvu tiek iegūts ass objekta attēls, tad, pārejot uz otru objektīva lauka dziļuma robežās, tiek saglabāts ass objekta attēls.

Parfokalitāti lēcu komplektā nodrošina mikroskopa dizains un ražošanas tehnoloģija. Ja šī nosacījuma nav, pārejot no viena objektīva uz otru, tas ir nozīmīgs apakšfokuss pēc attēla asuma.

Montāžas vienība okulāriem (caurule) mūsdienu mikroskopos tas ir kronšteins ar ligzdu, kurā Dažādi sprauslas: vizuālie pielikumi (monokulārais un binokulārais (34. att.)), fotometrisks Un spektrofotometriskais , mikrofoto - Un adapteru ierīces video sistēmām . Turklāt šajā slotā var uzstādīt: salīdzināšanas sprauslas , zīmēšanas mašīnas , ekrāna pielikumi , un krītošās gaismas apgaismotāji . Ierīces ir nostiprinātas ar bloķēšanas skrūvi.

Nav iespējams iedomāties moderna mikroskopa modeli bez tā dokumentācijas sistēmas . Praksē tas ir binokulārais stiprinājums ar piekļuvi foto vai televīzijas sistēmai.

Strukturāli okulāra montāžas bloku var aprīkot ar maināma palielinājuma papildu optiski mehānisko moduli, ko sauc par “Optovar”. Parasti tam ir vairāki palielinājuma posmi no mazāk nekā 1 līdz 2,5 x, taču ir arī iespējas ar vienu pakāpi. Parasti modulis atrodas starp vizuālo galvu un tornīti, tādējādi nodrošinot papildu palielinājumu gan vizuālajam kanālam, gan fotoattēla izvadei. noteikti, augstākā vērtība tas ir foto kanālam.

MIKROSKOPA OPTIKA

Optiskie komponenti un piederumi nodrošina mikroskopa galveno funkciju - aplūkojamā objekta palielināta attēla izveidošanu ar pietiekamu formas, izmēru attiecības un krāsas uzticamības pakāpi. Turklāt mikroskopa optikai jānodrošina tāds elementu palielinājums, kontrasts un izšķirtspēja, kas ļaus novērot, analizēt un mērīt, kas atbilst klīniskās diagnostikas prakses metožu prasībām.

Galvenie mikroskopa optiskie elementi ir: objektīvs , okulārs , kondensators . Palīgelementi - apgaismojuma sistēma , vairumtirgotājs, vizuāli Un foto pielikumi ar optiskajiem adapteriem un projektoriem.

Mikroskopa lēca paredzēti, lai izveidotu attiecīgā objekta palielinātu attēlu ar nepieciešamo kvalitāti, izšķirtspēju un krāsu atveidi.

Lēcu klasifikācija ir diezgan sarežģīta un saistīta ar objektiem, kuru izpētei ar mikroskopu paredzēts, tas ir atkarīgs no objekta reproducēšanas vajadzīgās precizitātes, ņemot vērā izšķirtspēju un krāsu atveidi centrā un visā redzes laukā.

Mūsdienu lēcām ir sarežģīts dizains, lēcu skaits optiskajās sistēmās sasniedz 7-13. Šajā gadījumā aprēķini balstās galvenokārt uz brillēm ar īpašas īpašības un kristāls fluorīts vai tam līdzīgas brilles pēc pamata fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Atkarībā no aberācijas korekcijas pakāpes ir vairāki lēcu veidi:

Izlabots spektrālā diapazonā:

Monohromatiskās lēcas (monohromāti) paredzēti lietošanai šaurā spektra diapazonā, praksē tie labi darbojas vienā viļņa garumā. Aberācijas tiek koriģētas šaurā spektra diapazonā. Monohromāti bija plaši izplatīti 60. gados, izstrādājot fotometriskās izpētes metodes un veidojot iekārtas pētījumiem ultravioletā (UV) un infrasarkanā (IR) spektra apgabalā.

Ahromatiskās lēcas (ahromāti) paredzēts lietošanai spektra diapazonā 486-656 nm. Šīs lēcas novērš sfērisko aberāciju, hromatiskās pozīcijas aberāciju diviem viļņu garumiem (zaļā un dzeltenā), komu, astigmatismu un daļēji sferohromatisko aberāciju.

Objekta attēlam ir nedaudz zilgani sarkanīgs nokrāsa. Tehnoloģiski lēcas ir diezgan vienkāršas - neliels lēcu skaits, tehnoloģiski attīstīts stikla ražošanai, lēcu rādiuss, diametrs un biezums. Salīdzinoši lēti. Iekļauts mikroskopu komplektā, kas paredzēts ikdienas darbam un apmācībai.

Pateicoties dizaina vienkāršībai (tikai 4 lēcas), ahromātiem ir šādas priekšrocības:

Augsta gaismas caurlaidība, kas nepieciešama, veicot fotometriskos mērījumus un luminiscences pētījumus;

Nodrošinot aprēķinos grūti kombinējamus apstākļus: liels darba attālums, strādājot ar objektīvu ar vāka stiklu, kas nepārprotami pārsniedz standarta biezumu un tajā pašā laikā vēlme saglabāt izšķirtspēju, kas nepieciešama, strādājot pie apgrieztiem mikroskopiem.

Pie trūkumiem var minēt to, ka lauka aberācijas tīros ahromātos visbiežāk tiek koriģētas par 1/2-2/3 lauka, t.i. bez pārfokusēšanas iespējama novērošana 1/2-2/3 robežās no redzes centra. Tas palielina novērošanas laiku, jo nepieciešama pastāvīga pārorientēšanās uz lauka malu.

Apohromatiskās lēcas. U apohromāti spektra apgabals tiek paplašināts un tiek veikta ahromatizācija trīs viļņu garumiem. Papildus pozīcijas hromatismam, sfēriskā aberācija, koma un astigmatisms, diezgan labi tiek koriģēta arī sekundārā spektra un sferohromatiskā aberācija.

Šāda veida lēcas tika izstrādātas pēc tam, kad lēcas optiskajā dizainā tika ieviestas lēcas, kas izgatavotas no kristāliem un īpašiem stikliem. Objektīvu skaits iekšā optiskais dizains apohromātu skaits palielinās līdz 6. Salīdzinot ar ahromātiem, apohromātiem parasti ir lielākas skaitliskās apertūras, tie rada skaidru attēlu un precīzi nodod objekta krāsu.

Lauku aberācijas tīros apohromātos koriģē vēl mazāk nekā ahromātos, visbiežāk par 1/2 lauka, t.i. bez pārfokusēšanas ir iespējama novērošana 1/2 redzes centra robežās.

Apohromātus parasti izmanto īpaši delikātos un svarīgos pētījumos, un jo īpaši gadījumos, kad nepieciešama augstas kvalitātes mikrofotografēšana.

Gaismas mikroskops ir optisks instruments, kas paredzēts ar neapbruņotu aci neredzamu objektu pārbaudei. Gaismas mikroskopus var iedalīt divās galvenajās grupās: bioloģiskajos un stereoskopiskajos. bieži sauc arī par laboratorijas, medicīnas - tie ir mikroskopi plānu caurspīdīgu paraugu pārbaudei caurlaidīgā gaismā. Bioloģiskajiem laboratorijas mikroskopiem ir liels palielinājums, visizplatītākais ir 1000x, bet dažiem modeļiem var būt palielinājums līdz 1600x.

Izmanto, lai pētītu necaurspīdīgus tilpuma objektus (monētas, minerālus, kristālus, elektriskās ķēdes utt.) atstarotā gaismā. Stereoskopiskajiem mikroskopiem ir neliels palielinājums (20x, 40x, atsevišķi modeļi līdz 200x), bet tajā pašā laikā tie rada trīsdimensiju (trīsdimensiju) novērojamā objekta attēlu. Šis efekts ir ļoti svarīgs, piemēram, pārbaudot metāla, minerālu un akmeņu virsmu, jo ļauj atklāt ieplakas, plaisas un citus konstrukcijas elementus.

Šajā rakstā sīkāk aplūkosim struktūru, kurai atsevišķi aplūkosim mikroskopa optiskās, mehāniskās un apgaismojuma sistēmas.

2. Sprausla

4. Pamatne

5. Tornis

6. Lēcas

7. Koordinātu tabula

8. Skatuves

9. Iris diafragmas kondensators

10. Šķiltavas

11. Slēdzis (ieslēgt/izslēgt)

12. Makrometriskā (rupja) fokusēšanas skrūve

13. Mikrometriskā (smalkā) fokusēšanas skrūve

Mikroskopa optiskā sistēma

Mikroskopa optiskā sistēma sastāv no lēcām, kas atrodas uz torņa galvas, okulāriem un var ietvert arī prizmas bloku. Ar optiskās sistēmas palīdzību uz acs tīklenes faktiski veidojas pētāmā parauga attēls. Tāpēc ir svarīgi pievērst uzmanību mikroskopa optiskajā dizainā izmantotās optikas kvalitātei. Ņemiet vērā, ka attēls, kas iegūts, izmantojot bioloģisko mikroskopu, ir apgriezts.

PALIELINĀJUMS = LĒCAS PALIELINĀJUMS X ACU PALIELINĀJUMS.

Mūsdienās daudzos bērnu mikroskopos tiek izmantots Barlow objektīvs ar palielinājuma koeficientu 1,6x vai 2x. Tās izmantošana ļauj vēl vairāk vienmērīgi palielināt mikroskopa palielinājumu vairāk nekā 1000x. Šādas Barlow objektīva priekšrocības ir ļoti apšaubāmas. Viņa praktiska izmantošana rada ievērojamu attēla kvalitātes pasliktināšanos un var būt noderīga retos gadījumos. Bet bērnu mikroskopu ražotāji to veiksmīgi izmanto kā mārketinga triku savas produkcijas reklamēšanai, jo nereti vecāki, līdz galam neizprotot tehniskie parametri mikroskopu, izvēlieties to pēc kļūdaina principa “jo lielāks palielinājums, jo labāk”. Un, protams, ne viens vien profesionāls laboratorijas mikroskops nebūs aprīkots ar šādu objektīvu, kas acīmredzami pasliktinās attēla kvalitāti. Profesionālie mikroskopi izmanto tikai dažādu okulāru un objektīvu kombināciju, lai mainītu palielinājumu.

Bārlova lēcas gadījumā mikroskopa palielinājuma aprēķināšanas formula ir šāda:

PALIELINĀJUMS = LĒCAS PALIELINĀJUMS X EYE CARRY PALIELINĀJUMS X MIERO LĒCAS PALIELINĀŠANAS FAKTORS.

Mehāniskā mikroskopa sistēma

Mehāniskā sistēma sastāv no caurules, statīva, skatuves, fokusēšanas mehānismiem un torņa.

Attēla fokusēšanai tiek izmantoti fokusēšanas mehānismi. Rupjā (makrometriskā) fokusēšanas skrūve tiek izmantota, strādājot ar mazu palielinājumu, un smalkā (mikrometriskā) fokusēšanas skrūve tiek izmantota, strādājot ar liels palielinājums. Bērnu un skolas mikroskopiem, kā likums, ir tikai rupja fokusēšana. Tomēr jūs izvēlaties bioloģisko mikroskopu laboratorijas pētījumi, laba fokusēšana ir obligāta. Lūdzu, ņemiet vērā, ka attēlā parādīts bioloģiskā mikroskopa piemērs ar atsevišķu smalko un rupjo fokusēšanu, savukārt atkarībā no konstrukcijas iezīmēm daudziem mikroskopiem var būt koaksiālās skrūves makro un mikrometriskā fokusa regulēšanai. Ņemiet vērā, ka stereomikroskopiem ir tikai rupja fokusēšana.

Atkarībā no mikroskopa konstrukcijas īpatnībām fokusēšanu var veikt, pārvietojot objekta skatuvi vertikālā plaknē (augšup/uz leju) vai mikroskopa cauruli ar tās optisko bloku arī vertikālā plaknē.

Pētot objektu novieto uz skatuves. Ir vairāki objektu tabulu veidi: fiksētas (stacionāras), pārvietojamas, koordinātu un citas. Visērtākā darbam ir koordinātu tabula, ar kuru pētāmo paraugu var pārvietot horizontālā plaknē pa X un Y asīm.

Lēcas atrodas uz torņa. Pagriežot to, jūs varat izvēlēties vienu vai otru objektīvu un tādējādi mainīt palielinājumu. Lēti bērnu mikroskopi var būt aprīkoti ar nenomaināmām lēcām, savukārt profesionālajos bioloģiskajos mikroskopos tiek izmantotas maināmas lēcas, kas tiek ieskrūvētas tornī, izmantojot standarta vītni.

Mikroskopa caurulē tiek ievietots okulārs. Binokulāra vai trinokulāra stiprinājuma gadījumā ir iespējams pielāgot attālumu starp zīlītēm un dioptriju korekciju atbilstoši individuālajam anatomiskās īpašības novērotājs. Bērnu mikroskopu gadījumā vispirms caurulē var ievietot “kaitēkļu” Barlow lēcu, un tad tajā var ievietot okulāru.

Mikroskopa apgaismojuma sistēma

Apgaismojuma sistēma sastāv no gaismas avota un diafragmas.

Gaismas avots var būt iebūvēts vai ārējs. Bioloģiskajiem mikroskopiem ir apakšējais apgaismojums. Stereoskopiskie mikroskopi var būt aprīkoti ar apakšējo, augšējo un sānu apgaismojumu dažādi veidi narkotiku apgaismojums. Bērnu bioloģiskajiem mikroskopiem var būt papildu augšējais (sānu) apgaismojums, kura praktiskā izmantošana patiesībā parasti ir bezjēdzīga.

Izmantojot kondensatoru un diafragmu, varat pielāgot preparāta apgaismojumu. Kondensatori var būt viena objektīva, dubultlēcu vai trīs objektīvu. Paceļot vai nolaižot kondensatoru, jūs attiecīgi kondensējat vai izkliedējat gaismu, kas krīt uz paraugu. Diafragma var būt varavīksnene ar vienmērīgu cauruma diametra maiņu vai pakāpeniska ar vairākiem dažāda diametra caurumiem. Tādējādi, samazinot vai palielinot urbuma diametru, jūs attiecīgi ierobežojat vai palielinat gaismas plūsmu, kas krīt uz pētāmo objektu. Tāpat atzīmējam, ka kondensatoru var aprīkot ar filtra turētāju dažādu gaismas filtru uzstādīšanai.

Šeit jūs varat pabeigt savu pirmo iepazīšanos ar mikroskopu. Mēs ceram, ka iepriekš minētais materiāls palīdzēs jums izlemt par jūsu mērķiem.

Mūsu OpticalMarket veikalā varat piegādāt Harkovā, Kijevā vai jebkurā citā Ukrainas pilsētā, iepriekš saņemot profesionālu padomu no mūsu speciālistiem.

Mikroskops ir optiska ierīce, kas ļauj iegūt pētāmā objekta apgrieztu attēlu un izpētīt nelielas tā struktūras detaļas, kuru izmēri pārsniedz acs izšķirtspēju.

Izšķirtspēja mikroskops sniedz atsevišķu attēlu no divām līnijām tuvu viena otrai. Cilvēka neapbruņota acs izšķirtspēja ir aptuveni 1/10 mm vai 100 mikroni. Labākais gaismas mikroskops cilvēka acs spēju uzlabo aptuveni 500 reizes, t.i., tā izšķirtspēja ir aptuveni 0,2 µm vai 200 nm.

Izšķirtspēja un palielinājums nav viens un tas pats. Ja izmantojat gaismas mikroskopu, lai fotografētu divas līnijas, kas atrodas mazāk nekā 0,2 mikronu attālumā, neatkarīgi no tā, kā palielināt attēlu, līnijas saplūdīs vienā. Jūs varat iegūt lielu palielinājumu, bet ne uzlabot tā izšķirtspēju.

Atšķirt noderīga Un bezjēdzīgs pieaugums. Ar lietderīgu saprotam tādu novērojamā objekta pieaugumu, ka ir iespējams atklāt jaunas tā struktūras detaļas. Bezjēdzīgs ir palielinājums, kurā, palielinot objektu simtiem vai vairāk reižu, nav iespējams atklāt jaunas konstrukcijas detaļas. Piemēram, ja ar mikroskopu iegūtais attēls tiek daudzkārt palielināts, projicējot to uz ekrāna, tad jaunas, smalkākas struktūras detaļas netiks atklātas, bet attiecīgi palielināsies tikai esošo konstrukciju izmēri.

Mikroskopā ir divas sistēmas: optiskais Un mehānisks. UZ optiskā sistēma ietver lēcas, okulārus un apgaismes ierīci (kondensatoru ar diafragmu un gaismas filtru, spoguli vai elektrisko gaismu).

Gaismas mikroskopu struktūra ir parādīta attēlā. 1.

Rīsi. 1. Gaismas mikroskopu dizains:

A - MIKMED-1; B - BIOLAM.

1 - okulārs, 2 - caurule, 3 - caurules turētājs, 4 - rupjā mērķēšanas skrūve, 5 - mikrometru skrūve, 6 - statīvs, 7 - spogulis, 8 - kondensators, varavīksnenes diafragma un gaismas filtrs, 9 - pakāpe, 10 - rotējoša ierīce , 11 - lēca, 12 - kolektora lēcas korpuss, 13 - ligzda ar lampu, 14 - barošanas avots.

Objektīvs - viena no vissvarīgākajām mikroskopa daļām, jo tā nosaka noderīgs objekta palielinājums. Objektīvs sastāv no metāla cilindra ar tajā iebūvētām lēcām, kuru skaits var atšķirties. Objektīva palielinājumu norāda ar cipariem uz tā. IN izglītības nolūkos Parasti tiek izmantoti x8 un x40 objektīvi. Objektīva kvalitāti nosaka tā izšķirtspēja.

Lai noteiktu vispārējs mikroskopa palielinājums Objektīva palielinājums jāreizina ar okulāra palielinājumu.