Sisu
- Objektiivid liitmikroskoobis
- Mikroskoobi osade ja funktsioonide jaotamine
- Mikroskoobi objektiivide iidne ajalugu
- Esimesed mikroskoobid
- Mikroskoobi tehnoloogia areng
- Mikroskoopide läätsed tänapäeval
Mikroskoobi sisse piilumine võib teid viia teistsugusesse maailma. See, kuidas mikroskoobid objekte väikeses mõõtmes suurendavad, sarnanevad sellega, kuidas klaasid ja suurendusklaasid võimaldavad teil paremini näha.
Eelkõige töötavad liitmikroskoobid, kasutades läätsede paigutust valguse murdmiseks, et suumida rakkudesse ja muudesse näidistesse, et viia teid mikromaailmasse. Mikroskoopi nimetatakse liitmikroskoobiks, kui see koosneb rohkem kui ühest läätsede komplektist.
Liitmikroskoobid, tuntud ka kui optilised või valguse mikroskoobid, muudavad pildi kahe läätsede süsteemi abil palju suuremaks. Esimene neist on silma- või okulaari lääts, mida uurite mikroskoobi kasutamisel, mis tavaliselt suureneb vahemikus viis kuni 30 korda. Teine on objektiivi objektiivide süsteem et suumib tugevuse suurendamiseks neli korda kuni 100 korda ja liitmikroskoopidel on neid tavaliselt kolm, neli või viis.
Objektiivid liitmikroskoobis
Objektiivi objektiivisüsteem kasutab väikest fookuskaugust, läätse ja uuritava proovi või objekti vahelist kaugust. Proovi reaalkujutis projitseeritakse läbi objektiivi, et saada objektiivi poolt tekitatava valguse vahepealne kujutis objektiivse konjugeeritud kujutise tasapind või esmane pilditasapind.
Objektiivi objektiivi suurenduse muutmine muudab selle pildi suurendamist selles projektsioonis. optilise toru pikkus tähistab kaugust objektiivi tagumisest fookustasapinnast mikroskoobi kere primaarse kujutistasandini. Esmane kujutistasand asub tavaliselt kas mikroskoobi korpuses endas või okulaaris.
Seejärel projitseeritakse tegelik pilt mikroskoobi abil inimese silma. Silmalääts teeb seda lihtsa suurendusklaasina. See süsteem objektiivist silmani näitab, kuidas kaks läätsesüsteemi üksteise järel töötavad.
Kombineeritud läätsede süsteem võimaldab teadlastel ja teistel teadlastel luua ja uurida pilte palju suurema suurendusega, mida nad muidu saaksid saavutada ainult ühe mikroskoobi abil. Kui prooviksite nende suurenduste saamiseks kasutada ühe läätsega mikroskoopi, peate objektiivi asetama oma silma lähedale või kasutama väga laia objektiivi.
Mikroskoobi osade ja funktsioonide jaotamine
Mikroskoobi osade ja funktsioonide lahkamine võib teile näidata, kuidas nad kõik proovide uurimisel koos töötavad. Võite mikroskoobi lõigud laias laastus jagada pähe või kehasse, alusesse ja õlavarre nii, et pea on ülaosas, põhi põhjas ja käe vahel.
Peas on okulaar ja okulaari toru, mis hoiab okulaari paigas. Okulaar võib olla kas monokulaarne või binokulaarne, kusjuures viimane võib pildi ühtlasemaks muutmiseks kasutada dioptri reguleerimisrõngast.
Mikroskoobi haru sisaldab objekte, mille saate valida ja paigutada erineva suurenduse jaoks. Enamik mikroskoope kasutab 4x, 10x, 40x ja 100x läätsi, mis töötavad koaksiaalnuppudena, kontrollides, mitu korda lääts pilti suurendab. See tähendab, et need on ehitatud samale teljele kui nupud, mida kasutatakse peeneks fokuseerimiseks, nagu sõna "koaksiaal" tähendaks. Objektiiv lääts mikroskoobi funktsioonis
Allosas on alus, mis toetab lava ja valgusallikat, mis eendub läbi ava ja laseb kujutisel projitseerida läbi ülejäänud mikroskoobi. Suurema suurendusega kasutatakse tavaliselt mehaanilisi astmeid, mis võimaldavad kasutada kahte erinevat nuppu nii vasakule kui ka paremale ning edasi ja tagasi liikumiseks.
Racki peatus võimaldab teil kontrollida objektiivi ja slaidi vahelist kaugust, et proovi veelgi lähemalt vaadata.
Alusest tuleva valguse reguleerimine on oluline. Kondensaatorid võtavad sissetuleva valguse ja keskenduvad selle proovile. Diafragma võimaldab teil valida, kui palju valgust proovile jõuab. Liitmikroskoobi läätsed kasutavad seda valgust kasutajale pildi loomisel. Mõni mikroskoop kasutab peegleid, et peegeldada valgusele tagasi valgusallikat.
Mikroskoobi objektiivide iidne ajalugu
Inimesed on uurinud, kuidas klaas paindub sajandeid kergelt. Vana-Rooma matemaatik Claudius Ptolemy kasutas matemaatikat, et selgitada täpset murdumisnurka selle kohta, kuidas kepi pilt veepinnale murdus. Ta kasutaks seda murdumiskonstant või vee murdumisnäitaja.
Murdumisnäitaja abil saate kindlaks teha, kui palju valguse kiirus teise keskkonda üle kandes muutub. Konkreetse söötme jaoks kasutage murdumisnäitaja võrrandit n = c / v murdumisnäitaja jaoks n, valguse kiirus vaakumis c (3,8 x 108 m / s) ja valguse kiirus keskkonnas v.
Võrrandid näitavad, kuidas valgus aeglustub sisenemisel sellistesse keskkondadesse nagu klaas, vesi, jää või mõni muu keskkond, olgu see siis tahke, vedel või gaasiline. Ptolemaiose töö osutub oluliseks nii mikroskoopia kui ka optika ja muude füüsikavaldkondade jaoks.
Võite kasutada ka Snelli seadust, et mõõta nurka, mille korral valguskiir murdub, kui see siseneb keskkonda, samamoodi nagu järeldas Ptolemaios. Snelli seadus on n1/ n2 = sinθ2/ sinθ1 jaoks θ1 nurga all valguskiire joone ja söötme serva joone vahel enne, kui valgus siseneb keskkonda ja θ2 kui nurk pärast valguse sisenemist. n1 ja _n2__ - kas keskmise valguse murdumisnäitajad olid varem sees ja keskmine tuli siseneb.
Kuna uurimistööd tehti rohkem, asusid teadlased klaasi omadusi ära kasutama umbes I sajandil pKr. Selleks ajaks olid roomlased leiutanud klaasi ja hakanud katsetama selle kasutamist selle suurenduse jaoks, mida selle kaudu näha saab.
Nad hakkasid katsetama erineva kuju ja suurusega prille, et selgitada välja parim viis millegi suurendamiseks, vaadates seda läbi, sealhulgas kuidas ta suudaks päikesekiiri suunata tulesse tulevatele objektidele. Nad nimetasid neid läätsi "luupideks" või "põlevateks prillideks".
Esimesed mikroskoobid
13. sajandi lõpus hakkasid inimesed prillide abil läätsi tootma. 1590. aastal tegid kaks hollandi meest Zaccharias Janssen ja tema isa Hans läätsede abil katseid. Nad avastasid, et läätsede asetamine üksteise peale torusse võib pilti suurendada palju suurema suurendusega, kui üks lääts suudaks saavutada, ja Zaccharias leiutas varsti mikroskoobi. See sarnasus mikroskoopide objektiivi objektiivisüsteemiga näitab, kui kaugele ulatub idee kasutada läätsi süsteemina.
Jansseni mikroskoobis kasutati umbes kahe ja poole jala pikkust messingist statiivi. Janssen moodustas esmase messingitoru, mida mikroskoop kasutas umbes tolli või poole tolli raadiuses. Messingitorul olid kettad nii põhjas kui ka mõlemas otsas.
Teised mikroskoopide kujundused hakkasid tekkima teadlaste ja inseneride poolt.Mõni neist kasutas suure torusüsteemi, milles paiknesid kaks teist neisse libisevat toru. Need käsitsi valmistatud torud suurendavad objekte ja on moodsate mikroskoopide kujundamise aluseks.
Need mikroskoobid olid teadlaste jaoks veel kasutatavad. Nad suurendaksid pilte umbes üheksa korda, jättes nende loodud pildid raskesti nähtavaks. Aastaid hiljem, 1609. aastaks, uuris astronoom Galileo Galilei valguse füüsikat ja selle mõju mateeriale viisil, mis osutub mikroskoobi ja teleskoobi jaoks kasulikuks. Ta lisas ka seadme pildi fookustamiseks omaenda mikroskoopi.
Hollandi teadlane Antonie Philips van Leeuwenhoek kasutas ühe läätsega mikroskoopi 1676. aastal, kui ta kasutaks väikseid klaaskerasid, et saada esimeseks inimeseks, kes vaatas baktereid otse, saades tuntuks kui "mikrobioloogia isa".
Kui ta vaatas tilka vett läbi kera läätse, nägi ta, et bakterid hõljuvad vees. Ta teeks avastusi taime anatoomias, avastaks vererakke ja teeks sadu mikroskoope uute suurendusvõimalustega. Üks selline mikroskoop suutis kasutada suurendust 275 korda, kasutades ühekordseks objektiiviks kahekordse kumera luubisüsteemi.
Mikroskoobi tehnoloogia areng
Järgnevad sajandid tõid mikroskoobi tehnoloogiasse veelgi rohkem parandusi. 18. ja 19. sajandil muudeti mikroskoopide kujundust, et optimeerida tõhusust ja tõhusust, näiteks muuta mikroskoobid ise stabiilsemaks ja väiksemaks. Erinevad läätsede süsteemid ja läätsede võimsus ise käsitlesid mikroskoopide abil tekkivate piltide hägususe või selguse puudumise probleeme.
Teaduse optika edusammud andsid parema arusaamise sellest, kuidas kujutised peegelduvad erinevatel tasapindadel, mida läätsed võivad luua. See võimaldas mikroskoopide loojatel nende edasiarenduste ajal luua täpsemaid pilte.
1890. aastatel avaldas toonane saksa abiturient August Köhler oma töö Köhleri valgustuse kohta, mis levitaks valgust optilise pimestamise vähendamiseks, fokuseeriks valgust mikroskoobi objektile ja kasutaks täpsemaid meetodeid valguse juhtimiseks üldiselt. Need tehnoloogiad tuginesid murdumisnäitajale, proovi ja mikroskoobi valguse vahelise avakontrasti suurusele ning suurema kontrolli all sellistele komponentidele nagu diafragma ja okulaar.
Mikroskoopide läätsed tänapäeval
Tänapäeval erinevad läätsed objektiividest, mis keskenduvad kindlatele värvidele, kuni objektiividele, mis kehtivad teatud murdumisnäitajate suhtes. Objektiivsete läätsede süsteemid kasutavad neid läätsi kromaatilise aberratsiooni ja värvierinevuste korrigeerimiseks, kui erinevad valguse värvid erinevad murdumisnurga all. See ilmneb erinevate valguse värvide lainepikkuste erinevuste tõttu. Saate aru saada, milline objektiiv sobib uuritavaks.
Akromaatilisi läätsi kasutatakse kahe erineva valguse lainepikkuse murdumisnäitajate tegemiseks. Neid hinnatakse üldiselt taskukohase hinnaga ja seetõttu kasutatakse neid laialdaselt. Pool-apokromaatsed läätsedvõi fluoriidläätsed muudavad kolme valguse lainepikkuse murdumisnäitajaid, et need muutuksid samaks. Neid kasutatakse fluorestsentsi uurimisel.
Apochromatic läätsedteisest küljest kasutage valgust läbilaskmiseks ja suurema eraldusvõime saavutamiseks suurt ava. Neid kasutatakse üksikasjalike vaatluste jaoks, kuid tavaliselt on need kallimad. Tasapinnalised läätsed käsitlevad välja kumeruse aberratsiooni mõju - fookuse kadu, kui kõverjooneline lääts loob pildi teravaima teravustamise tasapinnast, mis on ette nähtud pildi projitseerimiseks.
Keelekümblusläätsed suurendavad ava suurust vedeliku abil, mis täidab objektiivi ja proovi vahelise ruumi, mis suurendab ka pildi eraldusvõimet.
Läätsede ja mikroskoopide tehnoloogia arenguga määravad teadlased ja muud teadlased kindlaks haiguse täpsed põhjused ja bioloogilisi protsesse juhtinud raku spetsiifilised funktsioonid. Mikrobioloogia näitas palja silmaga tervet organismide maailma, mis viiks teoretiseerimiseni ja testimiseni selle kohta, mida tähendab organism olla ja milline oli elu olemus.