Udtrykket "mikroskop" har græske rødder. Det består af to ord, som i oversættelse betyder "lille" og "se". Mikroskopets hovedrolle er dets brug, når man undersøger meget små genstande. Samtidig giver denne enhed dig mulighed for at bestemme størrelsen og formen, strukturen og andre karakteristika af kroppe, der er usynlige for det blotte øje.
Skabelsehistorie
Der er ingen nøjagtige oplysninger om, hvem der var opfinderen af mikroskopet i historien. Ifølge nogle kilder blev den designet i 1590 af faderen og søn til Janssen, en mester i fremstilling af briller. En anden udfordrer til titlen som opfinder af mikroskopet er Galileo Galilei. I 1609 præsenterede denne videnskabsmand en enhed med konkave og konvekse linser til offentlig visning på Accademia dei Lincei.
I årenes løb har systemet til visning af mikroskopiske objekter udviklet sig og forbedret. Et stort skridt i dens historie var opfindelsen af en enkel akromatisk justerbar to-linse enhed. Dette system blev indført af hollænderen Christian Huygens i slutningen af 1600-tallet. Okularer af denne opfinderer i produktion i dag. Deres eneste ulempe er den utilstrækkelige bredde af synsfeltet. Desuden har Huygens okularer, sammenlignet med moderne apparater, en ubehagelig position for øjnene.
Et særligt bidrag til mikroskopets historie blev givet af fabrikanten af sådanne instrumenter Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Det var ham, der henledte biologernes opmærksomhed på denne enhed. Leeuwenhoek lavede små produkter udstyret med en, men meget stærk linse. Det var ubelejligt at bruge sådanne enheder, men de fordoblede ikke billedfejlene, der var til stede i sammensatte mikroskoper. Opfinderne var først i stand til at rette op på denne mangel efter 150 år. Sammen med udviklingen af optik er billedkvaliteten i sammensatte enheder forbedret.
Forbedringen af mikroskoper fortsætter i dag. Så i 2006 udviklede tyske forskere, der arbejder ved Institut for Biofysisk Kemi, Mariano Bossi og Stefan Hell, det seneste optiske mikroskop. På grund af evnen til at observere objekter med dimensioner på 10 nm og tredimensionelle højkvalitets 3D-billeder, blev enheden kaldt et nanoskop.
Klassificering af mikroskoper
I øjeblikket er der en lang række instrumenter designet til at undersøge små genstande. Deres gruppering er baseret på forskellige parametre. Dette kan være formålet med mikroskopet eller den anvendte belysningsmetode, strukturen brugt til det optiske design osv.
Men som regel hovedtyperne af mikroskoperklassificeres i henhold til opløsningen af mikropartikler, der kan ses ved hjælp af dette system. Ifølge denne opdeling er mikroskoper:
- optisk (lys);
-elektronisk;
-røntgen;-scanningssonde.
De mest udbredte mikroskoper er af lystypen. Deres brede udvalg fås i optikbutikker. Ved hjælp af sådanne enheder løses hovedopgaverne med at studere et objekt. Alle andre typer mikroskoper er klassificeret som specialiserede. Deres brug er norm alt lavet i et laboratorium.
Hver af de ovennævnte typer enheder har sine underarter, som bruges i et bestemt område. Derudover er det i dag muligt at købe et skolemikroskop (eller pædagogisk), som er et entry-level system. Tilbydes til forbrugere og professionelle enheder.
Application
Hvad er et mikroskop til? Det menneskelige øje, som er et særligt optisk system af biologisk type, har et vist opløsningsniveau. Der er med andre ord den mindste afstand mellem observerede objekter, når de stadig kan skelnes. For et norm alt øje er denne opløsning inden for 0,176 mm. Men dimensionerne af de fleste dyre- og planteceller, mikroorganismer, krystaller, mikrostrukturen af legeringer, metaller osv. er meget mindre end denne værdi. Hvordan studerer og observerer man sådanne genstande? Det er her forskellige typer mikroskoper kommer folk til hjælp. For eksempel gør optiske anordninger det muligt at skelne strukturer, hvori afstandenmellem elementer er minimum 0,20 µm.
Hvordan virker et mikroskop?
Enheden, som gør det muligt for det menneskelige øje at undersøge mikroskopiske genstande, har to hovedelementer. De er linsen og okularet. Disse dele af mikroskopet er fastgjort i et bevægeligt rør placeret på en metalbase. Den har også en emnetabel.
Moderne typer mikroskoper er norm alt udstyret med et belysningssystem. Dette er især en kondensator med en irismembran. Et obligatorisk sæt forstørrelsesanordninger er mikro- og makroskruer, som tjener til at justere skarpheden. Designet af mikroskoper sørger også for tilstedeværelsen af et system, der styrer kondensatorens position.
I specialiserede, mere komplekse mikroskoper bruges ofte andre ekstra systemer og enheder.
Lenses
Jeg vil gerne starte beskrivelsen af mikroskopet med en historie om en af dets hoveddele, det vil sige fra linsen. De er et komplekst optisk system, der øger størrelsen af det pågældende objekt i billedplanet. Linsernes design omfatter et helt system af ikke kun enkelte, men også limede to eller tre linser.
Kompleksiteten af et sådant optisk-mekanisk design afhænger af rækken af opgaver, der skal løses af en eller anden enhed. For eksempel har det mest komplekse mikroskop op til fjorten linser.
Inkluderet i objektiveter frontdelen og de systemer, der følger den. Hvad er grundlaget for at opbygge et billede af den ønskede kvalitet, samt bestemme driftstilstanden? Dette er en frontlinse eller deres system. Efterfølgende dele af objektivet er påkrævet for at give den nødvendige forstørrelse, brændvidde og billedkvalitet. Implementeringen af sådanne funktioner er dog kun mulig i kombination med en frontlinse. Det er værd at nævne, at designet af den næste del påvirker længden af røret og højden af enhedens linse.
okularer
Disse dele af mikroskopet er et optisk system designet til at bygge det nødvendige mikroskopiske billede på overfladen af nethinden i observatørens øjne. Okularerne indeholder to grupper af linser. Det, der er tættest på forskerens øje, kaldes øjet, og det fjerne kaldes feltet (med dens hjælp bygger linsen et billede af objektet under undersøgelse).
Lyssystem
Mikroskopet har et komplekst design af membraner, spejle og linser. Med dens hjælp sikres ensartet belysning af det undersøgte objekt. I de tidligste mikroskoper blev denne funktion udført af naturlige lyskilder. Efterhånden som de optiske enheder blev forbedret, begyndte de først at bruge flade og derefter konkave spejle.
Ved hjælp af sådanne enkle detaljer blev strålerne fra solen eller lampen rettet mod genstanden for undersøgelsen. I moderne mikroskoper er belysningssystemet mere perfekt. Den består af en kondensator og en opsamler.
Emnetabel
Mikroskopiske præparater, der kræver undersøgelse,placeres på en flad overflade. Dette er emnetabellen. Forskellige typer mikroskoper kan have denne overflade designet på en sådan måde, at undersøgelsesobjektet vil rotere i observatørens synsfelt horisont alt, lodret eller i en bestemt vinkel.
Driftsprincip
I den første optiske enhed gav linsesystemet et omvendt billede af mikroobjekter. Dette gjorde det muligt at se stofstrukturen og de mindste detaljer, der skulle studeres. Funktionsprincippet for et lysmikroskop i dag ligner det arbejde, der udføres af et refraktorteleskop. I denne enhed brydes lyset, når det passerer gennem glasdelen.
Hvordan forstørrer moderne lysmikroskoper? Efter en stråle af lysstråler kommer ind i enheden, omdannes de til en parallel strøm. Først da øges lysets brydning i okularet, på grund af hvilket billedet af mikroskopiske genstande øges. Yderligere indsættes disse oplysninger i den form, der er nødvendig for observatøren i hans visuelle analysator.
Underarter af lysmikroskoper
Moderne optiske instrumenter er klassificeret:
1. Ifølge kompleksitetsklassen for forskning, arbejde og skolemikroskop.
2. Efter anvendelsesområde for kirurgisk, biologisk og teknisk.
3. Efter typer af mikroskopi for enheder af reflekteret og transmitteret lys, fasekontakt, luminescerende og polariserende.4. I lysstrømmens retning til inverteret og direkte.
elektronmikroskoper
Med tiden er en enhed designet til at undersøge mikroskopiske genstande blevet mere og mere perfekt. Sådanne typer mikroskoper dukkede op, hvor et helt andet funktionsprincip, uafhængigt af lysets brydning, blev brugt. I processen med at bruge de nyeste typer enheder var elektroner involveret. Sådanne systemer gør det muligt at se individuelle dele af stof så små, at lysstråler simpelthen strømmer rundt om dem.
Hvad er et elektronmikroskop til? Det bruges til at studere strukturen af celler på det molekylære og subcellulære niveau. Lignende enheder bruges også til at studere vira.
Design af elektronmikroskoper
Hvad ligger til grund for driften af de nyeste instrumenter til at se mikroskopiske objekter? Hvordan adskiller et elektronmikroskop sig fra et lysmikroskop? Er der nogen ligheder mellem dem?
Princippet for et elektronmikroskops funktion er baseret på de egenskaber, som elektriske og magnetiske felter besidder. Deres rotationssymmetri er i stand til at have en fokuserende effekt på elektronstråler. Baseret på dette kan vi besvare spørgsmålet: "Hvordan adskiller et elektronmikroskop sig fra et lysmikroskop?" I det, i modsætning til en optisk enhed, er der ingen linser. Deres rolle spilles af passende beregnede magnetiske og elektriske felter. De er skabt af vindinger af spoler, gennem hvilke strøm passerer. I dette tilfælde fungerer sådanne felter som en konvergerende linse. Når strømmen stiger eller falder, ændres brændvidden.instrumentafstand.
Hvad angår kredsløbsdiagrammet, har elektronmikroskopet det svarende til kredsløbsdiagrammet for en lysanordning. Den eneste forskel er, at de optiske elementer er erstattet af elektriske, der ligner dem.
Forstørrelse af et objekt i elektronmikroskoper opstår på grund af brydningsprocessen af en lysstråle, der passerer gennem det undersøgte objekt. I forskellige vinkler kommer strålerne ind i objektivlinsens plan, hvor den første forstørrelse af prøven finder sted. Så passerer elektronerne vejen til mellemlinsen. I den er der en jævn ændring i stigningen i objektets størrelse. Det endelige billede af det undersøgte materiale er givet af projektionslinsen. Fra den falder billedet ned på den fluorescerende skærm.
Typer af elektronmikroskoper
Moderne typer forstørrelsesglas omfatter:
1. TEM, eller transmissionselektronmikroskop. I denne opsætning dannes et billede af et meget tyndt objekt, op til 0,1 µm tykt, ved vekselvirkningen af en elektronstråle med det undersøgte stof og dets efterfølgende forstørrelse med magnetiske linser i objektivet.
2. SEM, eller scanning elektronmikroskop. En sådan enhed gør det muligt at opnå et billede af overfladen af et objekt med en høj opløsning af størrelsesordenen flere nanometer. Når du bruger yderligere metoder, giver et sådant mikroskop information, der hjælper med at bestemme den kemiske sammensætning af lag nær overfladen.3. Tunneling scanning elektronmikroskop eller STM. Ved hjælp af denne enhed, aflastning af ledende overflader med en høj rumligtilladelse. I processen med at arbejde med STM bringes en skarp metalnål til genstanden, der undersøges. Samtidig holdes en afstand på kun få ångstrøm. Dernæst påføres et lille potentiale på nålen, på grund af hvilket der opstår en tunnelstrøm. I dette tilfælde modtager observatøren et tredimensionelt billede af objektet, der undersøges.
Leuwenhoek-mikroskoper
I 2002 dukkede et nyt firma op i Amerika, der producerede optiske instrumenter. Dets produktsortiment omfatter mikroskoper, teleskoper og kikkerter. Alle disse enheder udmærker sig ved høj billedkvalitet.
Virksomhedens hovedkontor og udviklingsafdeling er placeret i USA, i byen Fremond (Californien). Men hvad angår produktionsfaciliteterne, så ligger de i Kina. Takket være alt dette leverer virksomheden avancerede produkter af høj kvalitet til markedet til en overkommelig pris.
Har du brug for et mikroskop? Levenhuk vil foreslå den nødvendige mulighed. Virksomhedens udvalg af optisk udstyr omfatter digitale og biologiske enheder til at forstørre det undersøgte objekt. Derudover tilbydes køberen designermodeller, udført i en række forskellige farver.
Levenhuk-mikroskopet har omfattende funktionalitet. For eksempel kan en start-level træningsenhed tilsluttes en computer og er også i stand til at optage video af igangværende forskning. Levenhuk D2L-modellen er udstyret med denne funktionalitet.
Virksomheden tilbyder biologiske mikroskoper på forskellige niveauer. Disse er enklere modeller og nyheder,velegnet til professionelle.
