Видове микроскопи, основни характеристики и предназначение

В тази статия ще разгледаме широко разработения метод за изследване на различни микроелементи от нашия свят - микроскопия. Тук разглеждаме описанието на микроскопа, неговото предназначение, устройство, правила на работа и исторически факти.

Въведение в инструментите за микроскопия

Микроскоп е механизъм, чиято цел е да получи увеличено изображение на даден обект, както и да измери структурни детайли, които не могат да бъдат наблюдавани с просто око.

Изобретението и създаването на различни видове микроскопи направи възможно създаването на микроскопия - технологичен метод за практическото използване на тези устройства.

Историческа информация

Кой е създал първия микроскоп в историята на човечеството, за да определи доста проблематично. За първи път такъв механизъм е изобретен в началото на XVI и XVII век. Захариус Янсен, холандски учен, се счита за вероятно изобретател.

Докато беше още дете, Янсен, използвайки инчова тръба, поставил изпъкнала леща по двата си ръба. Това, което видя, принуди изобретателя да създаде нещо ново и да го подобри. Може би това доведе до изобретяването на първия в света микроскоп, който се случи около 1590 година.

Още през 1538 г. един италианец Дж. Фракасторо, работещ като лекар, предложи комбинацията от две лещи, за да се създаде още по-голямо увеличение на изображенията. Следователно работата му може да бъде началото на появата на първия микроскоп. Въпреки че терминът беше въведен много по-късно.

Друг пионер е Галилео Галилей. Като чул за появата на подобно увеличително устройство около 1609 г. и разбрал общата идея за неговия механизъм, още през 1612 г. италианският физик създал собствено масово производство на микроскопи. Името на това устройство е дадено от академичния приятел на Галилео Джовани Фабер през 1613 година.

Още през шейсетте години на XVII век са получени данни за използването на микроскоп в научноизследователската дейност. Първият е направен от Робърт Хук, който наблюдава устройството на различни растения. Той е този, който в работата "микрограф" направи скици на изображението, видяно чрез микроскоп. Той открил, че растителните организми са изградени от клетки.

разделителна способност

Един от параметрите на микроскопа е неговата резолюция. Различните типове микроскопи имат съответно различен индикатор за тази характеристика. И така, какво е това?

Резолюцията е способността на устройството да покаже ясна и висококачествена картина, картина на два съседни фрагмента от изследвания обект. Индексът на степента на задълбочаване в микросвета и общата възможност за неговото изследване се основават именно на тази способност. Тази характеристика определя дължина на вълната радиация, която се използва в микроскопа. Основното ограничение е невъзможността да се получи картина на обект, чиито размери са по-малки от размера на дължината на излъчване.

С оглед на написаното по-горе става очевидно, че благодарение на резолюцията можем да получим ясна картина на детайлите на разглеждания обект.

Основни параметри

Други важни параметри в структурата на микроскопа са неговото увеличение, дюзи, размера на сцената, възможността за осветяване, оптично покритие и др.

Разгледайте основните показатели, изброени в този параграф - увеличение.

Увеличението е цялостната способност на микроскопа да показва предмети, които се изучават в по-големи размери, отколкото в действителност са. Изчисляването на този параметър може да се извърши чрез умножаване на увеличението на обектива с окуляра. Тази възможност в оптичните микроскопи достига 2000 пъти, а електронът се увеличава стотици пъти повече от светлината.

Основната характеристика на микроскопа е точно нейната резолюция, както и нейното увеличение. Ето защо, при избора на такова устройство, тези индикатори трябва да обърнат специално внимание.

Съставни елементи

Микроскоп, подобно на всеки друг механизъм, се състои от определени детайли, сред които се различават:

• тематична таблица;
• превключвател;
• окуляр;
• тръба;
• държач за тръба;
• микрометричен винт;
• винт грубо насочване;
• огледало;
• щанд;
• леща;
• багажник;
• бинокулярно прикрепване;
• оптична глава;
• кондензатор;
• светлинен филтър;
• диафрагма на ириса.

Да се ​​запознаем с основните характеристики на формиращите структури на микроскопа.

Обектив - е средство за определяне на полезното увеличение. Формира се от определен брой лещи. Нарастващите възможности се обозначават с числа на повърхността му.

Окулярът е микроскопичен елемент, състоящ се от две или три лещи, чието увеличение е обозначено с цифри. Общият индекс на възможностите за увеличаване на устройството се определя чрез умножаване на индекса за увеличение на лещата с увеличението на окуляра.

Осветителните устройства включват огледало или електрически осветител, кондензатор и диафрагма, светлинен филтър и маса.

Механичната система е оформена от стойка, кутия с микрометров механизъм и винт, държач за тръба, груб винт, кондензатор, винт за преместване на кондензатора, револвер и сцена.

Оптична микроскопия

Сред съществуващите видове микроскопи има няколко основни групи, характеризиращи се с определени характеристики на устройството и предназначението.

Човешкото око е вид естествена оптична система с определени параметри, например резолюция. Резолюцията, от своя страна, се характеризира с най-малкия индикатор за разликата в разстоянието между съставните компоненти на обекта, който се следи. Най-важната точка тук е наличието на визуална разлика между наблюдаваните фрагменти. С оглед на факта, че човешкото око не е в състояние да наблюдава естествено микроорганизми, са създадени такива увеличителни устройства.

Оптичните микроскопи позволяват да се работи с лъчение в диапазона от 400 до 700 nm и с почти ултравиолетова светлина. Тя продължи до средата на ХХ век. Такива устройства не позволяват да се получи разделителна способност, по-малка от полупериода на радиационната вълна с референтен тип. В резултат на това микроскопът дава възможност да се наблюдават структурите, разстоянието между които е около 0.20 μm, което означава, че максималното увеличение може да достигне 2000 пъти.

Бинокулярни микроскопи

Бинокулярният микроскоп е устройство, с което можете да получите обемно увеличено изображение. Друго име за такива устройства са стереомикроскопите. Те позволяват на човек ясно да разграничи детайлите на изследваните обемни обекти.

При бинокулярния микроскоп обектът се изследва през две лещи, независими една от друга. Понастоящем се използват 2 окуляра и 1 обект. Отлична работа при наличие на пренесена и отразена светлина.

Електронна микроскопия

Появата на електронния микроскоп позволи използването на електрони с свойствата на частиците и вълните при микроскопията.

Електронът има дълга дължина на вълната, която зависи от нейния енергиен потенциал: E = Ve, където V е стойността на потенциалната разлика, e е електронен заряд. Дължината на вълната на електрона при преминаването на разликата в потенциалите, равна на 200000 V, ще бъде около 0.1 nm. Електронът се фокусира лесно с помощта на електромагнитни лещи, които се причиняват от заряда му. След като електронната версия на изображението се прехвърли на видимата.

Сред тези увеличаващи устройства, цифров микроскоп е придобил широка популярност. Тя ви позволява да свържете адаптери към устройството, за да прехвърлите изображението на компютър и да го запазите. Когато работите с такива устройства, камерата регистрира наблюдаваното изображение, след което я прехвърля към компютъра чрез USB кабел.

Цифровият микроскоп може да се класифицира според режима на работа, увеличението, броя на акцентите и резолюцията на камерата. Основните им предимства са възможността да се прехвърли изображението на компютър и да се запази, възможността за изпращане на получената информация на дълги разстояния, редактиране, подробен анализ и съхраняване на резултатите от изследванията, както и възможността за прожектиране на картина чрез проектори.

Електронните микроскопи имат резолюция, която надвишава светлите 1000-10000 пъти.

Сканиращи сонди

Друг вид микроскоп е сканираща сонда. Сравнително нов клон в разработването на такива устройства.

Съкратените се наричат ​​- ZSM. Изображението се възпроизвежда чрез записване на взаимодействието на сондата и повърхността, която изследва. В съвременния свят такива механизми позволяват да се наблюдава взаимодействието на сондата с атомите. Разделителната способност на ZSM е сравнима с електронните микроскопи и дори по-добре в някои параметри.

Рентгенова микроскопия

Създаден е рентгенов микроскоп за наблюдение на изключително малки обекти, чиято величина е сравнима с рентгеновите вълни. Въз основа на действието на радиация електромагнитна природа, при която дължината на вълната не надвишава един нанометър.

Разделителната способност на такива микроскопи заемаше междинно място между оптичните и електронните. Теоретични ps такова устройство може да достигне 2-20 nm, което е много повече от възможностите на оптичните микроскопи.

Обща информация за работа с микроскоп

При работа с това устройство е необходимо да знаете правилата за работа с микроскоп:

1. Работата трябва да се извърши, докато седи.
2. Трябва да инспектирате устройството и да избършете праха от огледалото с мека кърпа, леща и окуляр.
3. Когато работите с микроскоп, не е желателно да го премествате, поставяйте го отляво.
4. Отворете диафрагмата, изведете кондензатора в горна позиция.
5. Работата трябва да започне с малко увеличение.
6. Обективът да доведе до един сантиметър от стъклото с наблюдавания обект.
7. Равномерно разпределете осветяването на зрителното поле с помощта на окуляра, който трябва да разгледате вдлъбнато огледало.
8. Преместете микроскопа на етапа на микроскопа. Наблюдавайки отстрани, свалете лещата до нивото на 4-5 мм над изследваното обект, като използвате макро винт.
9. Гледайки с окото в окуляра, за да произведете въртеливо движение на грубия винт, за да изведете лещата до положение, в което изображението ще бъде ясно видимо.
10. Като премествате чашата с лекарството, намерете мястото, където обектът ще се намира в центъра на вашето зрително поле в микроскопа.
11. Ако няма изображение, повторете от шестия до деветия параграф.
12. С помощта на микро-винт, постигане на необходимата яснота на изображението. Той ще обърне внимание на това дали точката между рисковете в микрометричния механизъм надхвърля границите на рисковете. Ако е така, върнете го в стандартното положение.
13. Сключваме правилата за работа с микроскоп, почистване на работното място. Необходимо е да се върне увеличението от голямо към малко, да се повдигне лещата, да се отстрани препаратът и да се избърше микроскопа, след това да се покрие с полиетилен и да се върне в шкафа.

Тези правила са по-подходящи за оптичните микроскопи. Структурата на микроскопа, например електронна или рентгенова, е различна от светлината и затова основните правила на работа също могат да се различават. Характеристиките на работа с такива устройства могат да бъдат намерени в инструкциите за тях.