In cosa consiste un microscopio? Le parti principali del microscopio: meccanica, ottica e illuminazione. Domande principali dell'argomento

Il design di un microscopio dipende direttamente dal suo scopo. Come probabilmente avrai già intuito, esistono diversi microscopi e un microscopio ottico differirà in modo significativo da un microscopio elettronico o a raggi X. Questo articolo esaminerà in dettaglio la struttura microscopio ottico ottico, che attualmente è la scelta più apprezzata da dilettanti e professionisti e con cui è possibile risolvere molti problemi di ricerca.

Anche i microscopi ottici hanno una propria classificazione e possono differire nella loro struttura. Tuttavia, esiste un insieme base di parti che entrano in qualsiasi microscopio ottico. Diamo un'occhiata a ciascuno di questi dettagli.

Un microscopio può essere diviso in parti ottiche e meccaniche. L'ottica di un microscopio comprende obiettivi, oculari e un sistema di illuminazione. Treppiede, tubo, tavolino, supporti per il condensatore e filtri luminosi, meccanismi per la regolazione del tavolino e portatubo costituiscono la parte meccanica del microscopio.

Cominciamo, forse, con parte ottica .

• Oculare. Quella parte del sistema ottico direttamente collegata agli occhi dell'osservatore. Nel caso più semplice, l'obiettivo è costituito da un'unica lente. A volte, per maggiore comodità, o, come si suol dire, "ergonomia", l'obiettivo può essere dotato, ad esempio, di un "oculare" in gomma o plastica morbida. I microscopi stereoscopici (binoculari) hanno due oculari.
• Lente. Forse la parte più importante del microscopio, poiché fornisce l'ingrandimento principale. Il parametro principale è l'apertura; di cosa si tratta è descritto in dettaglio nella sezione "Parametri di base dei microscopi". Gli obiettivi si dividono in “a secco” e “ad immersione”, acromatici e apocromatici, e anche nei microscopi semplici economici rappresentano un sistema di lenti piuttosto complesso. Alcuni microscopi sono dotati di elementi di montaggio dell'obiettivo standardizzati, che consentono di configurare il dispositivo in base alle attività e al budget del consumatore.
• Illuminatore. Molto spesso viene utilizzato un normale specchio che consente di dirigere la luce del giorno sul campione in esame. Attualmente vengono spesso utilizzate speciali lampade alogene che hanno uno spettro vicino alla luce bianca naturale e non causano grosse distorsioni cromatiche.
• Diaframma. Per lo più nei microscopi vengono utilizzati i cosiddetti diaframmi “iris”, così chiamati perché contengono petali simili ai petali di un fiore di iris. Muovendo o allargando i petali, puoi regolare agevolmente la forza del flusso luminoso che entra nel campione studiato.
• Collettore. Utilizzando un collettore situato vicino alla sorgente luminosa, si crea un flusso luminoso che riempie l'apertura del condensatore.
• Condensatore. Questo elemento, che è una lente convergente, forma un cono di luce diretto sull'oggetto. L'intensità dell'illuminazione è regolata dal diaframma. Molto spesso, i microscopi utilizzano un condensatore Abbe standard a due lenti.

Vale la pena notare che un microscopio ottico può utilizzare uno dei due metodi principali di illuminazione: illuminazione a luce trasmessa e illuminazione a luce riflessa. Nel primo caso, il flusso luminoso attraversa l'oggetto, determinando la formazione di un'immagine. Nel secondo, la luce viene riflessa dalla superficie dell'oggetto.

Per quanto riguarda il sistema ottico nel suo insieme, a seconda della sua struttura, è consuetudine distinguere microscopi diretti (lenti, attacco, oculari si trovano sopra l'oggetto), microscopi invertiti (l'intero sistema ottico si trova sotto l'oggetto), microscopi stereoscopici (microscopi binoculari, costituiti essenzialmente da due microscopi disposti ad angolo tra loro e che formano un'immagine tridimensionale).

Ora passiamo a parte meccanica del microscopio .

• Tubo. Il tubo è un tubo che contiene l'oculare. Il tubo deve essere sufficientemente robusto e non deve deformarsi, cosa che peggiorerebbe le proprietà ottiche, quindi solo nei modelli più economici il tubo è in plastica; più spesso vengono utilizzati alluminio, acciaio inossidabile o leghe speciali. Per eliminare l'abbagliamento, l'interno del tubo è solitamente rivestito con vernice nera che assorbe la luce.
• Base. Di solito è piuttosto massiccio, realizzato in fusione di metallo, per garantire la stabilità del microscopio durante il funzionamento. Su questa base sono fissati un portatubo, un tubo, un portacondensatore, manopole di messa a fuoco, un dispositivo girevole e un attacco con oculari.
• Torretta per cambiare rapidamente le lenti. Di norma, i modelli economici con un solo obiettivo non hanno questo elemento. La presenza di una torretta permette di regolare velocemente l'ingrandimento cambiando le lenti semplicemente ruotandola.
• Tabella degli argomenti, su cui vengono posizionati i campioni di prova. Si tratta o di sezioni sottili su vetrini per microscopi a “luce trasmessa”, oppure di oggetti volumetrici per microscopi a “luce riflessa”.
• Elementi di fissaggio, con cui le diapositive vengono fissate sul palco.
• Vite di regolazione della messa a fuoco grossolana. Consente di ottenere l'immagine più nitida modificando la distanza dalla lente al campione da esaminare.
• Vite di messa a fuoco fine. La stessa cosa, solo con un passo più piccolo e meno “passo” della filettatura per una regolazione più precisa.

Un microscopio è un dispositivo ottico che consente di ottenere un'immagine inversa dell'oggetto studiato ed esaminare piccoli dettagli della sua struttura, le cui dimensioni vanno oltre la risoluzione dell'occhio.

Risoluzione il microscopio fornisce un'immagine separata di due linee vicine l'una all'altra. L'occhio umano nudo ha una risoluzione di circa 1/10 mm o 100 micron. Il miglior microscopio ottico migliora la capacità dell'occhio umano di circa 500 volte, ovvero il suo potere risolutivo è di circa 0,2 µm o 200 nm.

Risoluzione e ingrandimento non sono la stessa cosa. Se utilizzi un microscopio ottico per scattare fotografie di due linee situate a una distanza inferiore a 0,2 micron, indipendentemente da come ingrandisci l'immagine, le linee si uniranno in una sola. È possibile ottenere un ingrandimento elevato, ma non migliorarne la risoluzione.

Distinguere utile E aumento inutile. Per utile intendiamo un tale aumento dell'oggetto osservato che sia possibile rivelare nuovi dettagli della sua struttura. Inutile è un ingrandimento in cui, ingrandendo un oggetto centinaia o più volte, è impossibile rilevare nuovi dettagli strutturali. Ad esempio, se l'immagine ottenuta utilizzando un microscopio viene ingrandita molte volte proiettandola su uno schermo, i dettagli nuovi e più fini della struttura non verranno rivelati, ma aumenterà solo la dimensione delle strutture esistenti.

Tipicamente utilizzato nei laboratori didattici microscopi ottici, in cui i microdiapositive vengono esaminati utilizzando la luce naturale o artificiale. Più comune microscopi biologici ottici: BIOLAM, MIKMED, MBR (microscopio biologico da lavoro), MBI (microscopio biologico per la ricerca) e MBS (microscopio biologico stereoscopico). Forniscono un ingrandimento che va da 56 a 1350 volte. Stereomicroscopio(MBS) fornisce una percezione veramente tridimensionale di un microoggetto e ingrandisce da 3,5 a 88 volte.

In un microscopio esistono due sistemi: ottico E meccanico. A sistema ottico comprendono lenti, oculari e un dispositivo di illuminazione (un condensatore con diaframma e filtro luminoso, uno specchio o una luce elettrica).

La struttura dei microscopi ottici è mostrata in Fig. 1.

Riso. 1. Progettazione di microscopi ottici:

A-MIKMED-1; B - BIOLAM.

1 - oculare, 2 - tubo, 3 - supporto tubo, 4 - vite di puntamento grossolana, 5 - vite micrometrica, 6 - supporto, 7 - specchio, 8 - condensatore, diaframma a iride e filtro luminoso, 9 - tavolino, 10 - dispositivo rotante , 11 - lente, 12 - corpo lente collettore, 13 - presa con lampada, 14 - alimentatore.

Obiettivo - una delle parti più importanti di un microscopio, poiché determina ingrandimento utile dell'oggetto. L'obiettivo è costituito da un cilindro metallico al cui interno sono incorporate lenti, il cui numero può variare. L'ingrandimento dell'obiettivo è indicato da numeri su di esso. Per scopi didattici vengono solitamente utilizzati obiettivi x8 e x40. La qualità di un obiettivo è determinata dalla sua risoluzione.

Oculare molto più semplice di un obiettivo. È costituito da 2-3 lenti montate in un cilindro metallico. Tra le lenti c'è un'apertura costante che definisce i confini del campo visivo. La lente inferiore focalizza l'immagine dell'oggetto costruito dalla lente nel piano del diaframma e quella superiore serve direttamente per l'osservazione. L'ingrandimento degli oculari è indicato su di essi dai numeri: x7, x10, x15. Gli oculari non rivelano nuovi dettagli strutturali e, a questo proposito, il loro aumento inutile. Così l'oculare, come una lente d'ingrandimento, restituisce un'immagine diretta, virtuale, ingrandita dell'oggetto osservato, costruita dalla lente.

Per determinare ingrandimento generale del microscopio L'ingrandimento dell'obiettivo deve essere moltiplicato per l'ingrandimento dell'oculare.

Dispositivo di illuminazioneè costituito da uno specchio o illuminatore elettrico, un condensatore con diaframma a iride e un filtro luminoso, situato sotto il tavolino portaoggetti. Sono progettati per illuminare un oggetto con un fascio di luce.

Specchio serve a dirigere la luce attraverso il condensatore e l'apertura del tavolino sull'oggetto. Ha due superfici: piana e concava. Nei laboratori a luce diffusa viene utilizzato uno specchio concavo.

Illuminazione elettricaè installato sotto il condensatore nella presa del supporto.

Condensatoreè costituito da 2-3 lenti inserite in un cilindro metallico. Quando viene sollevato o abbassato tramite una vite speciale, la luce che cade dallo specchio sull'oggetto viene rispettivamente condensata o diffusa.

Diaframma dell'iride situato tra lo specchio e il condensatore. Serve a modificare il diametro del flusso luminoso diretto dallo specchio attraverso il condensatore all'oggetto, in base al diametro della lente anteriore dell'obiettivo ed è costituito da sottili piastre metalliche. Utilizzando una leva è possibile collegarli, coprendo completamente la lente condensatrice inferiore, oppure separarli, aumentando il flusso di luce.

Anello con vetro satinato O filtro della luce riduce l'illuminazione dell'oggetto. Si trova sotto il diaframma e si muove su un piano orizzontale.

Sistema meccanico Il microscopio è costituito da un supporto, una scatola con un meccanismo micrometrico e una vite micrometrica, un tubo, un supporto per tubo, una vite di puntamento grossolana, una staffa del condensatore, una vite mobile del condensatore, un revolver e un tavolino portacampioni.

In piedi- Questa è la base del microscopio.

Scatola con meccanismo micrometrico, costruito secondo il principio degli ingranaggi interagenti, è fissato saldamente al supporto. La vite micrometrica serve a spostare leggermente il portatubo e, di conseguenza, la lente su distanze misurate in micrometri. Un giro completo della vite micrometrica sposta il supporto del tubo di 100 micron e un giro di una divisione abbassa o solleva il supporto del tubo di 2 micron. Per evitare danni al meccanismo del micrometro, è consentito ruotare la vite del micrometro in una direzione non più di mezzo giro.

Tubo O un tubo- un cilindro nel quale sono inseriti gli oculari dall'alto. Il tubo è collegato in modo mobile alla testa del portatubo; è fissato con una vite di bloccaggio in una determinata posizione. Allentando la vite di bloccaggio è possibile rimuovere il tubo.

Revolver progettato per cambiare rapidamente le lenti avvitate nelle sue prese. La posizione centrata dell'obiettivo è assicurata da un fermo situato all'interno del revolver.

Vite di mira grossolana utilizzato per spostare in modo significativo il supporto del tubo e, di conseguenza, l'obiettivo per mettere a fuoco l'oggetto a basso ingrandimento.

Tabella degli argomenti destinato a posizionare il farmaco su di esso. Al centro del tavolo è presente un foro rotondo nel quale si inserisce la lente anteriore del condensatore. Sul tavolo ci sono due terminali elastici: morsetti che fissano il farmaco.

Staffa del condensatore collegato in modo mobile alla scatola del meccanismo micrometrico. Può essere alzato o abbassato tramite una vite che fa ruotare un ingranaggio che si inserisce nelle scanalature di una cremagliera tagliata a pettine.

Dispositivo per microscopio

Dalla storia del microscopio

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Nel racconto “Microscope” di Vasily Shukshin, il falegname del villaggio Andrei Erin ha acquistato il sogno di tutta la sua vita – un microscopio – con lo stipendio “trattenuto” da sua moglie e si è posto come obiettivo quello di trovare un modo per eliminare tutti i microbi sulla terra , poiché credeva sinceramente che, senza di loro, una persona avrebbe potuto vivere più di centocinquanta anni. E solo uno sfortunato malinteso gli ha impedito di intraprendere questa nobile causa. Per persone che svolgono molte professioni, un microscopio è un'attrezzatura estremamente importante, senza la quale è semplicemente impossibile condurre molti studi e operazioni tecnologiche. Ebbene, in condizioni “domestiche”, questo dispositivo ottico consente a tutti coloro che desiderano espandere i confini delle proprie capacità guardando nel “microcosmo” ed esplorando i suoi abitanti.

Il primo microscopio non fu progettato da uno scienziato professionista, ma da un “dilettante”, un commerciante di tessuti, Anthony Van Leeuwenhoek, vissuto in Olanda nel XVII secolo. Fu proprio questo curioso autodidatta il primo a guardare attraverso un dispositivo da lui stesso costruito una goccia d'acqua e vide migliaia di minuscoli esseri, che chiamò con la parola latina Animalculus (ʼʼpiccoli animaliʼʼ). Durante la sua vita, Leeuwenhoek riuscì a descrivere più di duecento specie di “piccoli animali” e, studiando sezioni sottili di carne, frutta e verdura, scoprì la struttura cellulare dei tessuti viventi. Per i servizi resi alla scienza, Leeuwenhoek fu eletto membro a pieno titolo della Royal Society nel 1680 e poco dopo divenne accademico dell'Accademia francese delle scienze.

I microscopi di Leeuwenhoek, di cui ne realizzò personalmente più di trecento durante la sua vita, erano una piccola lente sferica delle dimensioni di un pisello inserita in una cornice. I microscopi avevano un tavolino, la cui posizione rispetto all'obiettivo poteva essere regolata mediante una vite, ma questi strumenti ottici non avevano né supporto né treppiede: dovevano essere tenuti in mano. Dal punto di vista dell'ottica odierna, il dispositivo, comunemente chiamato microscopio Leeuwenhoek, non è un microscopio, ma una lente d'ingrandimento molto potente, poiché la sua parte ottica è costituita da una sola lente.

Nel corso del tempo, il design del microscopio si è evoluto in modo significativo, sono apparsi nuovi tipi di microscopi e i metodi di ricerca sono stati migliorati. Allo stesso tempo, lavorare con un microscopio amatoriale fino ad oggi promette molte scoperte interessanti sia per gli adulti che per i bambini.

Il microscopio è un dispositivo ottico progettato per studiare immagini ingrandite di microoggetti invisibili a occhio nudo.

Le parti principali di un microscopio ottico (Fig. 1) sono la lente e l'oculare, racchiusi in un corpo cilindrico: un tubo. La maggior parte dei modelli destinati alla ricerca biologica sono dotati di tre obiettivi con diverse lunghezze focali e un meccanismo rotante progettato per il cambio rapido: una torretta, spesso chiamata torretta. Il tubo si trova sulla parte superiore di un enorme treppiede, che include un supporto per tubo. Appena sotto la lente (o una torretta con più lenti) c'è un palco su cui sono montate le diapositive con i campioni da studiare. La nitidezza viene regolata utilizzando la vite di regolazione grossolana e fine, che consente di modificare la posizione del tavolino rispetto all'obiettivo.

Affinché il campione in studio abbia una luminosità sufficiente per un'osservazione confortevole, i microscopi sono dotati di altre due unità ottiche (Fig. 2): un illuminatore e un condensatore. L'illuminatore crea un flusso di luce che illumina il provino. Nei microscopi ottici classici, la progettazione dell'illuminatore (integrato o esterno) prevede una lampada a bassa tensione con un filamento spesso, una lente collettrice e un diaframma che modifica il diametro del punto luminoso sul campione. Il condensatore, che è una lente collettrice, è progettato per focalizzare i raggi dell'illuminatore sul campione. Il condensatore ha anche un diaframma a iride (campo e apertura), con il quale viene regolata l'intensità della luce.

Quando si lavora con oggetti che trasmettono luce (liquidi, sezioni sottili di piante, ecc.), vengono illuminati con luce trasmessa: l'illuminatore e il condensatore si trovano sotto il tavolino portaoggetti. I campioni opachi devono essere illuminati frontalmente. Per fare ciò, l'illuminatore viene posizionato sopra il tavolino dell'oggetto e i suoi raggi vengono diretti verso l'oggetto attraverso la lente utilizzando uno specchio traslucido.

L'illuminatore deve essere passivo, attivo (lampada) o composto da entrambi gli elementi. I microscopi più semplici non dispongono di lampade per illuminare i campioni. Sotto il tavolo hanno uno specchio a due vie, di cui un lato è piatto e l'altro è concavo. Alla luce del giorno, se il microscopio è posizionato vicino a una finestra, è possibile ottenere un'illuminazione abbastanza buona utilizzando uno specchio concavo. Se il microscopio si trova in una stanza buia, per l'illuminazione vengono utilizzati uno specchio piano e un illuminatore esterno.

L'ingrandimento di un microscopio è uguale al prodotto dell'ingrandimento dell'obiettivo e dell'oculare. Con un ingrandimento dell'oculare di 10 e un ingrandimento dell'obiettivo di 40, il fattore di ingrandimento totale è 400. Tipicamente, un kit per microscopio da ricerca include obiettivi con un ingrandimento da 4 a 100. Un tipico set di lenti per microscopio per ricerca amatoriale e didattica (x 4 , x 10 e x 40) fornisce un aumento da 40 a 400.

La risoluzione è un'altra caratteristica importante di un microscopio, poiché determina la qualità e la chiarezza dell'immagine che forma. Maggiore è la risoluzione, più dettagli fini possono essere visti ad alto ingrandimento. In relazione alla risoluzione si parla di ingrandimento “utile” e “inutile”. Per "utile" si intende solitamente l'ingrandimento massimo al quale viene fornito il massimo dettaglio dell'immagine. Un ulteriore ingrandimento ("inutile") non è supportato dalla risoluzione del microscopio e non rivela nuovi dettagli, ma può influire negativamente sulla chiarezza e sul contrasto dell'immagine. Tuttavia, il limite dell'ingrandimento utile di un microscopio ottico non è limitato dal fattore di ingrandimento generale della lente e dell'oculare - può essere reso grande quanto desiderato - ma dalla qualità dei componenti ottici del microscopio, cioè dalla risoluzione .

Il microscopio comprende tre parti funzionali principali:

1. Parte illuminante Progettata per creare un flusso luminoso che consenta di illuminare un oggetto in modo tale che le parti successive del microscopio svolgano le loro funzioni con estrema precisione. La parte illuminante di un microscopio a luce trasmessa si trova dietro l'oggetto sotto la lente nei microscopi diretti e davanti all'oggetto sopra la lente nei microscopi invertiti. La parte illuminante comprende una sorgente luminosa (lampada e alimentatore elettrico) e un sistema ottico-meccanico (collettore, condensatore, diaframmi regolabili in campo e apertura/iride).

2. Parte riproduttiva Progettata per riprodurre un oggetto sul piano dell'immagine con la qualità dell'immagine e l'ingrandimento richiesti per la ricerca (ᴛ.ᴇ. per costruire tale immagine, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ riprodurrebbe l'oggetto nel modo più accurato possibile e in tutti i dettagli con una risoluzione, ingrandimento corrispondente all'ottica del microscopio, contrasto e resa cromatica). La parte di riproduzione costituisce il primo stadio di ingrandimento e si trova dopo l'oggetto rispetto al piano dell'immagine del microscopio. La parte riproduttiva comprende una lente e un sistema ottico intermedio. I moderni microscopi dell'ultima generazione si basano su sistemi di lenti ottiche corrette all'infinito. Ciò richiede l’uso aggiuntivo dei cosiddetti sistemi di tubi, che “raccolgono” fasci di luce paralleli che escono dalla lente nel piano dell’immagine del microscopio.

3. Parte di visualizzazione Progettata per ottenere un'immagine reale di un oggetto sulla retina dell'occhio, pellicola o lastra fotografica, sullo schermo di un televisore o monitor di computer con ingrandimento aggiuntivo (secondo stadio di ingrandimento).

La parte di visualizzazione si trova tra il piano dell'immagine dell'obiettivo e gli occhi dell'osservatore (macchina fotografica, macchina fotografica). La parte di imaging comprende una testina di imaging monoculare, binoculare o trinoculare con un sistema di osservazione (oculari che funzionano come una lente di ingrandimento). Allo stesso tempo, questa parte comprende ulteriori sistemi di ingrandimento (sistemi di ingrandimento grossista/cambio); accessori di proiezione, incl. discussione per due o più osservatori; apparecchi per disegnare; sistemi di analisi e documentazione delle immagini con relativi elementi di abbinamento (canale foto).

Il dispositivo di un microscopio: concetto e tipi. Classificazione e caratteristiche della categoria "Dispositivo per microscopio" 2017, 2018.

Un microscopio ottico è uno strumento ottico progettato per esaminare oggetti invisibili a occhio nudo. I microscopi ottici possono essere suddivisi in due gruppi principali: biologici e stereoscopici. spesso chiamati anche laboratori, medici: si tratta di microscopi per l'esame di campioni sottili e trasparenti in luce trasmessa. I microscopi da laboratorio biologici hanno un ingrandimento elevato, il più comune è 1000x, ma alcuni modelli possono avere un ingrandimento fino a 1600x.

Utilizzato per studiare oggetti volumetrici opachi (monete, minerali, cristalli, circuiti elettrici, ecc.) in luce riflessa. I microscopi stereoscopici hanno un piccolo ingrandimento (20x, 40x, alcuni modelli fino a 200x), ma allo stesso tempo creano un'immagine tridimensionale (tridimensionale) dell'oggetto osservato. Questo effetto è molto importante, ad esempio, quando si esamina la superficie di metalli, minerali e pietre, poiché consente di rilevare avvallamenti, crepe e altri elementi strutturali.

In questo articolo ne vedremo più in dettaglio la struttura, per la quale considereremo separatamente i sistemi ottico, meccanico e di illuminazione del microscopio.

2. Ugello

4. Base

5. Torretta

6. Lenti

7. Tabella delle coordinate

8. Palcoscenico

9. Condensatore a diaframma ad iride

10. Più leggero

11. Accensione/spegnimento

12. Vite di messa a fuoco macrometrica (grezza).

13. Vite di messa a fuoco micrometrica (fine).

Sistema ottico del microscopio

Il sistema ottico del microscopio è costituito da lenti situate sulla testa della torretta, oculari e può anche includere un blocco prisma. Con l'aiuto del sistema ottico, sulla retina dell'occhio si forma effettivamente l'immagine del campione in esame. Pertanto, è importante prestare attenzione alla qualità dell'ottica utilizzata nella progettazione ottica del microscopio. Si noti che l'immagine ottenuta utilizzando un microscopio biologico è invertita.

INGRANDIMENTO = INGRANDIMENTO LENTE X INGRANDIMENTO OCCHIO.

Oggi molti microscopi per bambini utilizzano una lente di Barlow con un fattore di ingrandimento di 1,6x o 2x. Il suo utilizzo consente di aumentare ulteriormente e senza problemi l'ingrandimento del microscopio oltre 1000x. Il vantaggio di una lente di Barlow di questo tipo è molto dubbio. La sua applicazione pratica porta ad un significativo deterioramento della qualità dell'immagine e in rari casi può essere utile. Ma i produttori di microscopi per bambini lo usano con successo come stratagemma di marketing per promuovere i loro prodotti, perché spesso i genitori, senza comprendere a fondo i parametri tecnici del microscopio, lo scelgono secondo il principio errato "maggiore è l'ingrandimento, meglio è". E, naturalmente, nessun microscopio da laboratorio professionale sarà dotato di una lente del genere, il che ovviamente deteriorerà la qualità dell'immagine. I microscopi professionali utilizzano esclusivamente una combinazione di oculari e obiettivi diversi per modificare l'ingrandimento.

Nel caso di una lente di Barlow, la formula per calcolare l'ingrandimento del microscopio assume la seguente forma:

INGRANDIMENTO = INGRANDIMENTO LENTE X INGRANDIMENTO OCCHIO X FATTORE DI INGRANDIMENTO LENTE BARLOW.

Sistema di microscopio meccanico

Il sistema meccanico è costituito da un tubo, un treppiede, un tavolino, meccanismi di messa a fuoco e una torretta.

I meccanismi di messa a fuoco vengono utilizzati per mettere a fuoco l'immagine. La vite di messa a fuoco grossolana (macrometrica) viene utilizzata quando si lavora con ingrandimenti bassi, mentre la vite di messa a fuoco fine (micrometrica) viene utilizzata quando si lavora con ingrandimenti elevati. I microscopi per bambini e scuole, di regola, hanno solo una messa a fuoco grossolana. Tuttavia, se si sceglie un microscopio biologico per la ricerca di laboratorio, è indispensabile una messa a fuoco precisa. Si prega di notare che la figura mostra un esempio di microscopio biologico con messa a fuoco fine e grossolana separata, mentre a seconda delle caratteristiche costruttive, molti microscopi possono avere viti coassiali per la regolazione della messa a fuoco macro e micrometrica. Tieni presente che gli stereomicroscopi hanno solo una messa a fuoco grossolana.

A seconda delle caratteristiche costruttive del microscopio, la messa a fuoco può essere effettuata spostando il tavolino dell'oggetto su un piano verticale (su/giù) oppure spostando il tubo del microscopio con la sua unità ottica anche su un piano verticale.

L'oggetto in studio viene posizionato sul palco. Esistono diversi tipi di tabelle oggetto: fisse (stazionarie), mobili, coordinate e altre. Il più comodo per il lavoro è il tavolo delle coordinate, con il quale è possibile spostare il campione in esame su un piano orizzontale lungo gli assi X e Y.

Le lenti si trovano sulla torretta. Ruotandolo è possibile selezionare un obiettivo o un altro e quindi modificare l'ingrandimento. I microscopi per bambini economici possono essere dotati di lenti non sostituibili, mentre i microscopi biologici professionali utilizzano lenti sostituibili che vengono avvitate nella torretta utilizzando una filettatura standard.

Un oculare viene inserito nel tubo del microscopio. Nel caso di un attacco binoculare o trinoculare è possibile adattare la distanza interpupillare e la correzione diottrica alle caratteristiche anatomiche individuali dell'osservatore. Nei microscopi per bambini è possibile installare prima la lente di Barlow “parassita” nel tubo e poi l'oculare.

Sistema di illuminazione del microscopio

Il sistema di illuminazione è costituito da una sorgente luminosa e da un diaframma.

La sorgente luminosa può essere integrata o esterna. I microscopi biologici hanno un'illuminazione inferiore. I microscopi stereoscopici possono essere dotati di illuminazione inferiore, superiore e laterale per diversi tipi di illuminazione dei campioni. I microscopi biologici per bambini possono avere un'illuminazione superiore (laterale) aggiuntiva, il cui uso pratico, in effetti, di solito non ha senso.

Utilizzando un condensatore e un diaframma è possibile regolare l'illuminazione del preparato. I condensatori possono essere a lente singola, doppia o a tre lenti. Alzando o abbassando il condensatore si condensa o si disperde rispettivamente la luce che cade sul campione. Il diaframma può essere a iride con una variazione graduale del diametro del foro o a gradini con più fori di diverso diametro. Pertanto, riducendo o aumentando il diametro del foro, si limita o aumenta di conseguenza il flusso di luce che cade sull'oggetto studiato. Notiamo inoltre che il condensatore può essere dotato di portafiltro per l'installazione di vari filtri luce.

Qui potrai concludere la tua prima conoscenza con il microscopio. Ci auguriamo che il materiale di cui sopra ti aiuti a decidere i tuoi obiettivi.

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Materiali e attrezzature. Microscopi: MBR-1, BIOLAM, MIKMED-1, MBS-1; set di microslide permanenti

Microscopioè un dispositivo ottico che consente di ottenere un'immagine inversa dell'oggetto studiato ed esaminare piccoli dettagli della sua struttura, le cui dimensioni vanno oltre la risoluzione dell'occhio.

Cos'è la risoluzione?

Immagina che ad occhio nudo una persona possa distinguere due linee o punti molto vicini solo se la distanza tra loro è di almeno 0,10 mm (100 micron). Se questa distanza è inferiore, le due linee o punti si uniranno in uno solo. Pertanto, la risoluzione dell'occhio umano è di 100 micron. Pertanto, maggiore è la risoluzione dell'obiettivo, maggiori saranno i dettagli della struttura dell'oggetto osservato. Per l'obiettivo (x8) la risoluzione è 1,68 micron, per l'obiettivo (x40) - 0,52 micron.

Il miglior microscopio ottico migliora la capacità dell'occhio umano di circa 500 volte, ovvero il suo potere risolutivo è di circa 0,2 µm o 200 nm.

Risoluzione e ingrandimento non sono la stessa cosa. Se utilizzi un microscopio ottico per scattare fotografie di due linee situate a una distanza inferiore a 0,2 micron, indipendentemente da come ingrandisci l'immagine, le linee si uniranno in una sola. È possibile ottenere un ingrandimento elevato, ma non migliorarne la risoluzione.

Distinguere utile E aumento inutile. Per utile intendiamo un tale aumento dell'oggetto osservato che sia possibile rivelare nuovi dettagli della sua struttura. Inutile è un ingrandimento in cui, ingrandendo un oggetto centinaia o più volte, è impossibile rilevare nuovi dettagli strutturali. Ad esempio, se un'immagine ottenuta al microscopio (utile!) viene ingrandita molte volte proiettandola su uno schermo, non verranno rivelati nuovi e più fini dettagli della struttura, ma aumenterà solo di conseguenza la dimensione delle strutture esistenti.

Tipicamente utilizzato nei laboratori didattici microscopi ottici, in cui i microdiapositive vengono esaminati utilizzando la luce naturale o artificiale. Più comune microscopi biologici ottici: BIOLAM, MIKMED, MBR (microscopio biologico da lavoro), MBI (microscopio biologico per la ricerca) e MBS (microscopio biologico stereoscopico). Forniscono un ingrandimento che va da 56 a 1350 volte. Stereomicroscopio(MBS) fornisce una percezione veramente tridimensionale di un microoggetto e ingrandisce da 3,5 a 88 volte.

In un microscopio esistono due sistemi: ottico E meccanico(Fig. 1). A sistema ottico comprendono lenti, oculari e un dispositivo di illuminazione (un condensatore con diaframma e filtro luminoso, uno specchio o una luce elettrica).

Figura 1. Aspetto dei microscopi Biomed 1 e Biomed 2

Obiettivo - una delle parti più importanti di un microscopio, poiché determina ingrandimento utile dell'oggetto. L'obiettivo è costituito da un cilindro metallico al cui interno sono incorporate lenti, il cui numero può variare. L'ingrandimento dell'obiettivo è indicato da numeri su di esso. Per scopi didattici vengono solitamente utilizzati obiettivi x8 e x40. La qualità di un obiettivo è determinata dalla sua risoluzione.

L'obiettivo richiede una manipolazione molto attenta, soprattutto per obiettivi con ingrandimento elevato, perché hanno una distanza di lavoro, cioè la distanza dal vetro di copertura alla lente anteriore viene misurata in decimi di millimetro. Ad esempio, la distanza di lavoro per un obiettivo (x40) è 0,6 mm.

Oculare molto più semplice di un obiettivo. È costituito da 2-3 lenti montate in un cilindro metallico. Tra le lenti c'è un'apertura costante che definisce i confini del campo visivo. La lente inferiore focalizza l'immagine dell'oggetto costruito dalla lente nel piano del diaframma e quella superiore serve direttamente per l'osservazione. L'ingrandimento degli oculari è indicato su di essi dai numeri: x7, x10, x15. Gli oculari non rivelano nuovi dettagli strutturali e, a questo proposito, il loro aumento inutile. Così l'oculare, come una lente d'ingrandimento, restituisce un'immagine diretta, virtuale, ingrandita dell'oggetto osservato, costruita dalla lente.

Per determinare ingrandimento generale del microscopio dovresti aumentare l'ingrandimento lente per ingrandire l'oculare. Ad esempio, se l'oculare fornisce un ingrandimento di 10x e l'obiettivo fornisce un ingrandimento di 20x, l'ingrandimento totale sarà 10x20 = 200x.

Dispositivo di illuminazioneè costituito da uno specchio o illuminatore elettrico, un condensatore con diaframma a iride e un filtro luminoso, situato sotto il tavolino portaoggetti. Sono progettati per illuminare un oggetto con un fascio di luce.

Specchio serve a dirigere la luce attraverso il condensatore e l'apertura del tavolino sull'oggetto. Ha due superfici: piana e concava. Nei laboratori a luce diffusa viene utilizzato uno specchio concavo.

Illuminazione elettricaè installato sotto il condensatore nella presa del supporto.

Condensatoreè costituito da 2-3 lenti inserite in un cilindro metallico. Quando viene sollevato o abbassato tramite una vite speciale, la luce che cade dallo specchio sull'oggetto viene rispettivamente condensata o diffusa.

Diaframma dell'iride situato tra lo specchio e il condensatore. Serve a modificare il diametro del flusso luminoso diretto dallo specchio attraverso il condensatore all'oggetto, in base al diametro della lente anteriore dell'obiettivo ed è costituito da sottili piastre metalliche. Utilizzando una leva è possibile collegarli, coprendo completamente la lente condensatrice inferiore, oppure separarli, aumentando il flusso di luce.

Anello con vetro satinato O filtro della luce riduce l'illuminazione dell'oggetto. Si trova sotto il diaframma e si muove su un piano orizzontale.

Sistema meccanico Il microscopio è costituito da un supporto, una scatola con un meccanismo micrometrico e una vite micrometrica, un tubo, un supporto per tubo, una vite di puntamento grossolana, una staffa del condensatore, una vite mobile del condensatore, un revolver e un tavolino portacampioni.

In piedi- Questa è la base del microscopio.

Scatola con meccanismo micrometrico, costruito secondo il principio degli ingranaggi interagenti, è fissato saldamente al supporto. La vite micrometrica serve a spostare leggermente il portatubo e, di conseguenza, la lente su distanze misurate in micrometri. Un giro completo della vite micrometrica sposta il supporto del tubo di 100 micron e un giro di una divisione abbassa o solleva il supporto del tubo di 2 micron. Per evitare danni al meccanismo del micrometro, è consentito ruotare la vite del micrometro in una direzione non più di mezzo giro.

Tubo O un tubo- un cilindro nel quale sono inseriti gli oculari dall'alto. Il tubo è collegato in modo mobile alla testa del portatubo; è fissato con una vite di bloccaggio in una determinata posizione. Allentando la vite di bloccaggio è possibile rimuovere il tubo.

Revolver progettato per cambiare rapidamente le lenti avvitate nelle sue prese. La posizione centrata dell'obiettivo è assicurata da un fermo situato all'interno del revolver.

Vite di mira grossolana utilizzato per spostare in modo significativo il supporto del tubo e, di conseguenza, l'obiettivo per mettere a fuoco l'oggetto a basso ingrandimento.

Tabella degli argomenti destinato a posizionare il farmaco su di esso. Al centro del tavolo è presente un foro rotondo nel quale si inserisce la lente anteriore del condensatore. Sul tavolo ci sono due terminali elastici: morsetti che fissano il farmaco.

Staffa del condensatore collegato in modo mobile alla scatola del meccanismo micrometrico. Può essere alzato o abbassato tramite una vite che fa ruotare un ingranaggio che si inserisce nelle scanalature di una cremagliera tagliata a pettine.