Typy mikroskopů, základní charakteristiky a účel

V tomto článku se podíváme na široce vyvinutou metodu výzkumu různých mikroelementů našeho světa - mikroskopie. Zde se podíváme na popis mikroskopu, jeho účelu, zařízení, pracovních pravidel a historických skutečností.

Úvod do mikroskopických nástrojů

Mikroskop je mechanismus, jehož účelem je získat zvětšený obraz objektu a také měřit strukturální detaily, které nelze pozorovat pouhým okem.

Vynález a vytvoření různých typů mikroskopů umožnilo vytvořit mikroskopii - technologickou metodu pro praktické ovládání těchto zařízení.

Historické informace

Kdo vytvořil první mikroskop v historii lidstva, aby zjistil, že je poměrně problematický. Poprvé byl tento mechanismus vynalezen na přelomu šestnáctého a sedmnáctého století. Zacharius Jansen, holandský vědec, je považován za pravděpodobného vynálezce.

Zatímco ještě dítě, Jansen, používající centimetrovou trubici, instaloval konvexní čočku podél obou svých okrajů. To, co viděl, donutil vynálezce vytvořit něco nového a vylepšit ho. Možná to vedlo k vynalezu prvního mikroskopu na světě, který se objevil kolem roku 1590.

Nicméně už v roce 1538 navrhl italský J. Frakastoro, který pracoval jako doktor, kombinaci dvou čoček, aby vytvořila ještě větší zvětšení obrazu. Následkem toho by jeho práce mohla být začátkem vzhledu prvního mikroskopu. Ačkoli termín byl zaveden mnohem později.

Dalším průkopníkem je Galileo Galilei. Slyšení o vzhledu takového zvětšovacího zařízení kolem roku 1609 a pochopení obecné představy o jeho mechanismu, již v roce 1612 vytvořil italský fyzik svou vlastní masovou výrobu mikroskopů. Název tohoto zařízení dal akademický přítel Galileo Giovanni Faber v roce 1613.

Již v šedesátých letech 17. století byly získány údaje o použití mikroskopu ve vědeckovýzkumné činnosti. První provedl Robert Hooke, který pozoroval zařízení různých rostlin. Byl to ten, kdo v díle "mikrograf" vytvořil nákresy obrazu viděné mikroskopem. Zjistil, že rostlinné organismy jsou z buněk.

Rozlišení

Jedním z parametrů mikroskopu je jeho rozlišení. Různé typy mikroskopů mají odlišný ukazatel této charakteristiky. Tak co je to?

Rozlišení je schopnost přístroje zobrazit jasný a vysoce kvalitní obraz, obraz dvou přilehlých fragmentů studovaného objektu. Index stupně prohloubení mikrosvěta a obecná možnost jeho výzkumu jsou založeny právě na této schopnosti. Tato charakteristika určuje vlnová délka záření, které se používá v mikroskopu. Hlavním omezením je nemožnost získat obraz objektu, jehož rozměry jsou menší než velikost délky záření.

Vzhledem k tomu, co bylo napsáno výše, je zřejmé, že díky řešením můžeme získat jasný obrázek o podrobnostech zkoumaného objektu.

Základní parametry

Dalšími důležitými parametry ve struktuře mikroskopu jsou jeho zvětšení, trysky, velikost jeviště, možnost osvětlení, optická vrstva atd.

Zvažte hlavní ukazatele uvedené v tomto odstavci - zvýšení.

Zvětšení je celková schopnost mikroskopu zobrazovat objekty, které jsou studovány ve větších velikostech, než skutečně jsou. Výpočet tohoto parametru lze provést vynásobením objektivního zvětšení okulárem. Tato možnost v optických mikroskopech dosahuje 2000 krát a elektron má stokrát více než světlo.

Hlavním znakem mikroskopu je přesně jeho rozlišení, stejně jako jeho zvětšení. Proto při výběru takového zařízení je třeba věnovat zvláštní pozornost těmto indikátorům.

Základní prvky

Mikroskop, stejně jako jakýkoli jiný mechanismus, se skládá z určitých detailů, mezi které patří:

• tabulka předmětů;
• posuvný knoflík;
• okulár;
• trubice;
• držák pro trubku;
• mikrometrický šroub;
• šroubové hrubé vedení;
• zrcadlo;
• stojan;
• čočka;
• rack;
• binokulární upevnění;
• optická hlavice;
• kondenzátor;
• světelný filtr;
• iris membránu.

Seznámíme se s hlavními charakteristikami tvarovacích struktur mikroskopu.

Objektiv - je prostředkem pro určení užitečného zvětšení. Tvořeno z určitého počtu čoček. Rostoucí příležitosti jsou označeny čísly na jeho povrchu.

Okulár je mikroskopický prvek sestávající ze dvou nebo tří čoček, jejichž zvětšení je na nich vyznačeno čísly. Celkový index zvětšovacích schopností zařízení je určen vynásobením indexu zvětšení objektivu zvětšením okuláru.

Osvětlovací zařízení zahrnuje zrcadlo nebo elektrický osvětlovač, kondenzátor a membránu, světelný filtr a stůl.

Mechanický systém je tvořen stojanem, krabičkou s mikrometrickým mechanismem a šroubem, držákem trubky, hrubým vyjímacím šroubem, kondenzátorem, šroubem pro pohyb kondenzátoru, revolverem a stupněm.

Optická mikroskopie

Mezi stávajícími typy mikroskopů existuje několik hlavních skupin, které jsou charakterizovány určitými rysy zařízení a účelu.

Lidské oko je druh přirozeného optického systému s určitými parametry, například rozlišením. Rozlišení se naopak vyznačuje nejmenším indikátorem rozdílu ve vzdálenosti mezi složenými součástmi objektu, který je sledován. Nejdůležitějším bodem je přítomnost vizuálního rozdílu mezi pozorovanými fragmenty. Vzhledem k tomu, že lidské oko není schopno pozorovat přirozeně mikroorganismy, byly takové magnety vytvořeny.

Optické mikroskopy umožnily pracovat se zářením ležícím v rozmezí od 400 do 700 nm as blízkým ultrafialovým světlem. To trvalo až do poloviny dvacátého století. Taková zařízení neumožňují získat rozlišení menší než poločas referenčního typu radiové vlny. V důsledku toho umožnil mikroskop pozorování struktur, jejichž vzdálenost byla kolem 0,20 μm, což znamená, že maximální zvětšení by mohlo dosáhnout 2000 násobek.

Mikroskopy s binokulárním typem

Binokulární mikroskop je zařízení, pomocí něhož můžete získat zvlhčený zvětšený obraz. Dalším názvem těchto zařízení jsou stereomikroskopy. Umožňují osobě jasně rozlišit detaily studovaných objemových objektů.

V binokulárním mikroskopu se objekt zkoumá dvěma čočkami nezávisle na sobě. V současné době se současně používají 2 okuláry a 1 objekt. Vynikající práce za přítomnosti přenášeného a odraženého světla.

Elektronová mikroskopie

Vzhled elektronového mikroskopu umožnil použití mikroskopických vlastností elektronů s vlastnostmi obou částic a vln.

Elektron má dlouhou vlnovou délku, která závisí na jeho energetickém potenciálu: E = Ve, kde V je hodnota potenciálního rozdílu, e je elektronový náboj. Vlnová délka elektronu s průchodem rozdílu potenciálů rovnajícím se 200000 V bude asi 0,1 nm. Elektron je snadno zaměřen pomocí elektromagnetických čoček, což je způsobeno jeho nabitím. Po přenesení elektronické verze obrazu na viditelnou.

Mezi takové zvětšovací přístroje získal široký oblib digitální mikroskop. Umožňuje připojení adaptérů k zařízení, aby se obraz přenesl do počítače a uložil. Při práci s těmito zařízeními zaznamenává kamera pozorovaný snímek a poté jej přenese do počítače pomocí kabelu USB.

Digitální mikroskop lze klasifikovat podle způsobu jeho ovládání, zvětšení, počtu vylepšení a rozlišení fotoaparátu. Jejich hlavní výhodou je schopnost přenášet obraz na PC a uložit jej, schopnost odesílat přijaté informace na dlouhé vzdálenosti, editovat, podrobně analyzovat a ukládat výsledky výzkumu, stejně jako schopnost promítat obraz pomocí projektorů.

Elektronové mikroskopy mají rozlišení, které přesahuje světelné hodnoty 1000-10000krát.

Skenovací sondy

Jiným typem mikroskopu je snímací sonda. Relativně nová pobočka ve vývoji takových zařízení.

Zkratky jsou nazývány - ZSM. Obraz je reprodukován záznamem interakce sondy a povrchu, který zkoumá. V moderním světě tyto mechanismy umožňují sledovat interakci sondy s atomy. Rozlišení ZSM je srovnatelné s elektronovými mikroskopy a v některých parametrech je ještě lepší.

Rentgenová mikroskopie

Byla vytvořena rentgenová mikroskopie pro pozorování extrémně malých objektů, jejichž velikost je srovnatelná s rentgenovými vlnami. Na základě činnosti záření elektromagnetické povahy, ve kterém vlnová délka nepřesahuje jeden nanometr.

Rozlišení takových mikroskopů mělo mezitímné místo mezi optickými a elektronickými. Teoretické ps takové zařízení může dosáhnout 2-20 nm, což je mnohem víc, než schopnosti optických mikroskopů.

Obecné informace pro práci s mikroskopem

Při obsluze tohoto přístroje je třeba znát pravidla pro práci s mikroskopem:

1. Při práci se musí pracovat.
2. Měl byste zkontrolovat přístroj a otřít prach z zrcadla měkkým hadříkem, objektivem a okulárem.
3. Když pracujete s mikroskopem, je nežádoucí pohybovat ho, a to vlevo od sebe.
4. Otevřete membránu a přeneste kondenzátor do horní polohy.
5. Práce by měly začít s malým nárůstem.
6. Objektiv, který přenáší až jeden centimetr od skla s pozorovaným objektem.
7. Rovnoměrně rozšiřte osvětlení zorného pole pomocí okuláru, který je třeba vidět s očima, a konkávní zrcadlo.
8. Přesuňte mikroskop do mikroskopu. Při pozorování z boku sklopte objektiv na úroveň 4 až 5 mm nad objektem, který je předmětem šetření.
9. Když se podíváte okem do okuláru, abyste vytvořili rotační pohyby hrubého šroubu, přemístěte objektiv do polohy, ve které bude obraz dobře viditelný.
10. Přemístěním skleněného léku najděte místo, kde bude předmět studie umístěn ve středu vašeho zorného pole v mikroskopu.
11. Pokud není obraz, opakujte od šestého do devátého odstavce.
12. Pomocí mikrošroubu dosáhnete požadované jasnosti obrazu. Bude věnovat pozornost tomu, zda bod mezi riziky na mechanismu mikrometrů přesahuje hranice rizik. Pokud ano, vrátíte jej do standardní polohy.
13. Uzavřeme pravidla pro práci s mikroskopem, čištění pracoviště. Je nutné vrátit zvětšení z velkých na malý, zvednout čočku, vyjmout přípravek a otřít mikroskop, pak zakrýt polyethylenem a vrátit se do skříně.

Tato pravidla jsou relevantnější pro optické mikroskopy. Struktura mikroskopu, například elektronické nebo rentgenové, se liší od světla, a proto se mohou i základní pracovní předpisy lišit. Funkce práce s takovými zařízeními naleznete v pokynech k nim.