Микроскоп это инструмент, который позволяет людям видеть те вещества и организмы, которые невозможно наблюдать невооруженным глазом. Микроскопы в своей базовой модели содержит одну или несколько линз, что облегчает увеличение изображений, удерживаемых в фокальной плоскости объектива.
Первый микроскоп был изобретен в 1590 году и представлял собой вид оптического устройства.
История
История микроскопа может быть прослежена с конца 16-го или начала 17-го века. До сих пор ведутся споры о том, кто же на самом деле изобрел этот инструмент. Согласно новой всемирной энциклопедии, считается что прибор был предоставлен производителями очков из Нидерландов: Хансу Липперши, Хансу и Захариасу Янсену.
Также Галилео Галилей в 1600-х годах изобрел устройство, внесшее свой вклад в область микроскопии. В его устройстве использовались линзы вогнутой и выпуклой формы.
Этот инструмент становился все более сложным с появлением науки и техники и теперь доступен в различных типах, которые используются для многих целей.
Наиболее распространенным среди них является самый старый и простейший тип микроскопа, называемый оптическим или световым микроскопом, который имеет три типа — простой, сложный свет и стерео.
Типы микроскопов
От самого первого до инструмента, доступного сегодня, есть большая разница в технологии. Сегодня существуют различные виды микроскопов, которые способны увеличить объект в значительной степени. Они различаются по увеличению, разрешению, способу освещения, типу объекта, формированию изображения, глубине резкости и т. д.
Составной
Вид микроскопа – составной, обыкновенно используется в учебных заведениях и входит в категорию чаще всего применяемых в биологии. Он имеет две линзы, а именно объектив и окулярную линзу и обеспечивает увеличение 1500-х. Объектив окуляра имеет увеличение 10-х или 15-х. Инструмент используется для наблюдения за бактериями, простейшими, различными клетками и т. д.
Некоторые используют естественный свет, в то время как другие имеют осветитель, прикрепленный к основанию, который действует как источник света.
Образец помещают на площадку и наблюдают через линзы, которые имеют различную силу увеличения.
Световой
Вид микроскопа – световой, также называют оптическим. Объектив окуляра 10-х или 16-х и обеспечивает увеличение до 1500-х. Применяют при изучении анатомии и физиологии мельчайших существ.
Препаровальный
Его еще называют стереомикроскопом. Его сила увеличения меньше, чем другие типы микроскопов, но он дает трехмерную картину. Из-за низкой увеличительной мощности они используются для наблюдения небольших объектов. Необходимы в хирургических операциях, вскрытии, криминалистике и т. д.
Цифровой
Тип микроскопа – цифровой, имеет цифровую камеру, которая крепится к монитору. Он имеет оптическую линзу, а также датчики и обеспечивает увеличение в 1000 раз. Используется для получения снимков объекта с высоким разрешением.
Электронный
Электронный имеет высокое разрешение чем другие типы микроскопов. Строение устройства сложное и имеет схему испускающую пучок электронов, которые сталкиваются с объектом. Это один из лучших видов, используемых для изучения клеток.
Они бывает двух типов: сканирующий электронный и просвечивающий. Некоторые работают в вакууме, что снижает вероятность столкновения электронов с другими молекулами воздуха.
Просвечивающий электронный
Обеспечивает достаточно высокий уровень увеличения используя электронный луч дающий 2-мерное изображение. Электроны ударяют в объект, который делает его видимым. Объект виден темным на светлом фоне.
Сканирующий электронный
Это разновидность типа электронного микроскопа. Он имеет ниже увеличение, чем просвечивающий электронный, но может получить трехмерное изображение.
Фазовый контрастный
Эти виды микроскопов работают с помощью специального светового конденсатора. Свет падает на объект с разной скоростью. В этом устройстве можно увидеть неокрашенные и живые микроорганизмы. Также можно наблюдать различные части клетки, такие как митохондрии,лизосомы, тела Гольджи, ядра и т. д.
Люминесцентный
Этот тип микроскопа работает с помощью ультрафиолетового света. Ультрафиолетовый свет освещает образец и возбуждает электроны объекта, которые можно увидеть в разных цветах. Для подсветки объекта используются флуоресцентные красители. Ультрафиолетовый свет увеличивает разрешение, что полезно для идентификации микроорганизмов.
Функция и строение инструмента
Микроскоп является важным инструментом в мире биологических наук. Это инструмент для научного образования и научных исследований. Без него человек никогда не сможет понять мир микроорганизмов.
Функция состоит в том, чтобы видеть вещи на разных уровнях или увеличениях (например, клетки, которые нельзя увидеть невооруженным глазом).
Чтобы лучше понять функцию и основную структуру рассмотрим строение устройства:
Окуляр
Именно через окуляр мы смотрим на образец, помещенный на подмостки микроскопа. Он содержит две или более линз. Наиболее распространенное увеличение для окуляра 10-х однако они также могут быть 2-x и 5-x. Глазная часть съемная и может быть заменена другой частью с другим увеличением.
Держатель окуляра
Просто соединяет окуляр с корпусом обычно с помощью установочного винта, чтобы пользователь мог легко менять окуляр для изменения увеличительной мощности.
Линза объектива
Основные линзы составного микроскопа и могут иметь увеличение 4-x, 5-x, 10-x, 20-x, 40-x, 50-x и 100-x. Значения увеличения обычно гравируются на стороне каждой линзы. Составная часть к которой крепятся эти линзы может поворачиваться вручную, чтобы получить объектив нужного увеличения для фокусировки на объекте.
Опора и наконечник
Опора соединяет линзовый аппарат с основанием. Наконечник соединяет объектив с корпусом. С помощью вращающейся носовой части можно прикрепить до пяти различных степеней увеличения при повороте в нужное положение и использовании с существующим окуляром.
Механизм фокусировки
Регулировочные ручки позволяют производить грубые или тонкие (сотые доли миллиметра) изменения фокусировки ступени или объектива. Есть две регулировочные ручки — ручка тонкой регулировки и ручка грубой регулировки, которые улучшают фокус линз. Ручка грубой регулировки помогает улучшить фокус на небольшом увеличении, в то время как ручка тонкой регулировки помогает регулировать фокус линз с более высоким увеличением.
Объект наблюдения
Инструмент имеет платформу на которой размещается подготовленный объект для просмотра. Объект обычно удерживается на месте подпружиненными металлическими зажимами. Более сложные мощные микроскопы имеют механические ступени, которые позволяют зрителю плавно перемещать платформу вдоль оси X (горизонтальный путь) и Y (вертикальный путь). Механическая ступень является обязательным условием для проведения высокомощных наблюдений.
Источник света
Самым простым является осветительное зеркало, которое отражает окружающий источник света для освещения объекта. Многие типы микроскопов имеют электрический источник света для более легкого и последовательного освещения. Как правило, электрические источники света являются либо вольфрамовыми, либо флуоресцентными, причем флуоресцентные предпочтительны, поскольку они работают при более низкой температуре. Большинство устройств освещают снизу, через объект, к объективу. С другой стороны, стереомикроскопы используют как верхнее, так и нижнее освещение.
Увеличение
Увеличение микроскопа полезно при изучении биологических структур, особенно на клеточном уровне. Увеличение масштаба для четкого наблюдения того, что мы не можем видеть невооруженным глазом, позволяет нам исследовать формы жизни, как растительные, так и животные, и понять их функции.
Увеличение на микроскопе означает величину или степень увеличения наблюдаемого объекта. Он измеряется кратными числами, такими как 2-x, 4-x и 10-x, что указывает на то, что объект увеличен в два раза, в четыре раза или в 10 раз соответственно. Увеличение должно быть тщательно отрегулировано пропорционально расстоянию.
Чем выше увеличение, тем ближе объектив должен быть расположен к наблюдаемому объекту. Большинство микроскопов позволяют регулировать расстояние между объективом и объектом, а также обеспечивают заранее заданные положения по умолчанию, которые помещают линзы с более высоким увеличением ближе к объекту.
Увеличение регулируется как на окулярах, так и на линзах большинства типов микроскопов. Наиболее распространенными линзовыми увеличениями для типичных лабораторных микроскопов являются 4-x, 10-x и 40-x, хотя существуют альтернативы с более меньшим или большим.
Почему микроскоп увеличивает изображение?
Самый простой ответ, почему микроскоп увеличивает изображение, заключается в том, что он построен таким образом, что прибор изменяет направление световых лучей определенным образом, чтобы увеличить изображение объекта.
Одна вещь, которую нужно знать об уровнях увеличения, заключается в том, что увеличение можно изменять как на окулярах, так и на линзе устройства. Использование увеличения позволяет исследователям и ученым изучать биологические структуры на их клеточном уровне.
Разрешающая способность
Разрешение микроскопа (разрешающая способность) определяется как расстояние между двумя объектами в точке, в которой они все еще кажутся двумя различными объектами. При плохом разрешении две точки смываются в одну, чем при просмотре под устройством с более высоким разрешением. Разрешающая способность может варьироваться от различных типов микроскопа и зависит от ряда условий.
Разрешение микроскопа — это способность четко определять две отдельные точки, или объекты, как единичные, различающиеся сущности. Если объекты расположены ближе друг к другу, чем это соответствует разрешению, они размываются вместе, что делает невозможным различение.
Некоторые ученые-микроскописты рекомендуют 0,2 мкм=200 Нм в качестве наилучшего разрешения для оптического вида микроскопа.
Влияние длины волны и интенсивности света
Разрешающая способность стандартного светового микроскопа зависит от длины волны света, освещающего объект: чем короче длина волны, тем выше разрешение. Таким образом, свет, стремящийся к синему концу спектра видимого света, даст более высокое разрешение изображения, чем свет, стремящийся к красному концу спектра.
Разрешение стандартного светового микроскопа также будет зависеть от количества или интенсивности света, достигающего изображения.
