Микроскоп оптический

Типы подсветки

Дни, когда единственным вариантом сбора света для микроскопа было зеркало, ушли в прошлое. Современные приборы оснащены электрической подсветкой, а значит, возможность работы с микроскопом не зависит более от условий освещения. Остановимся на самых распространенных типах подсветки.

Лампа накаливания

Освещение лампой накаливания – наиболее дешевый в производстве тип подсветки. Вольфрамовые лампы характеризуются стабильным свечением, но для микроскопии это не лучший вариант. Основные недостатки ламп накаливания перечислены ниже.

Теплый спектр излучаемого света: такое освещение заметно искажает цветопередачу оптики

Для образовательной сферы это не так уж важно, однако серьезные задачи с такой подсветкой не решаются.
Очень большое тепловое излучение: оно может убить исследуемых живых существ или иссушить препараты на слайдах.
Типы ламп не стандартизованы: бывает сложно найти подходящую для данной модели микроскопа.
Невозможно регулировать интенсивность свечения.

Светодиодная подсветка

LED (Light-Emitting Diode) – новейшая технология, применение которой дает множество преимуществ.

1. Светодиоды потребляют крайне мало энергии: это позволяет выпускать даже переносные микроскопы, работающие от аккумуляторной батареи.
2. LED-лампы излучают свет холодного спектра, наиболее предпочтительный для исследования прозрачных образцов.
3. Осветители на светодиодах могут быть оборудованы диммером для плавного регулирования яркости.

Изначально LED-подсветкой оснащали в основном микроскопы студенческого уровня. Но последующие достижения в области LED- технологий сделали эти лампы ярче, надежней и долговечней, поэтому они быстро завоевали популярность в профессиональной сфере.

Галогеновая лампа

Галогеновую подсветку применяют на медицинских и исследовательских приборах. Лампы такого типа дают мощный поток света и всегда комплектуются регулятором яркости. На монокулярные микроскопы галогеновую подсветку почти не устанавливают из-за чрезмерной для такой оптической системы яркости, зато для бинокулярных моделей мощность светового излучения как раз оптимальна.

В микроскопии используются и другие виды подсветки – например, флюоресцентные кольцевые осветители. Но служат они весьма частным целям, и в общем обзоре останавливаться на их описании не имеет смысла.

Строение микроскопа

На данный момент существуют простые и сложные микроскопы. Первые работают с одной системой линз, именно такое строение получила лупа. В сложном же сочетают две простейшие линзы. Поговорим немного о последнем варианте.

Сложный микроскоп будет давать большее увеличение, также он имеет хорошую разрешающую способность. Именно благодаря ей можно различать элементы образцов. Например, клетка под микроскопом сложной конструкции будет идеально разложена на составляющие. Увеличенное изображение, где нельзя различать подробности, никакой полезной информации не несет.

Большая часть сложных микроскопов основана на двухступенчатых схемах. Одна линза подносится практически вплотную к объекту, то есть благодаря ей и создается увеличенное изображение. После при помощи окуляра, то есть другой системы линз, само изображение увеличивается. Именно он располагается ближе к глазу наблюдателя. Описанные системы линз должны находиться на разных концах тубуса прибора.

Отличие растительной клетки от животной

Растения отличаются от животных на клеточном уровне. Например, клетки растений имеют жёсткие клеточные стенки, а клеточные мембраны животных клеток гибче растительных. В клеточных стенках много целлюлозы, материала, придающего клетке жёсткость. Будучи накоплена в большом количестве во многих структурах, целлюлоза обеспечивает прочность и жёсткость всего, от цветочных стеблей до стволов деревьев.

Растительные клетки имеют одну большую вакуоль. Вакуоль — это большая открытая область, расположенная в центре клетки, которая используется в качестве резервуара для воды и ионов, а в некоторых случаях — для хранения токсинов. Хотя клетки животных могут иметь вакуоли, они представлены не как один большой центральный резервуар, а как несколько меньших резервуаров. Клетки растений также имеют хлоропласты. Это органеллы, содержащие хлорофилл в системных массивах для получения света и преобразования его в глюкозу.

Одно из отличий растительной клетки от животной — наличие вакуоли. Вакуоли содержат необходимую воду, ионы и ряд органических молекул, вырабатываемых растением. Они необходимы растениям для пигментации и образования химических веществ, влияющих на наличие у растений характерного аромата. В луке вакуоль очень большая и отчётливая.

§ 3. Устройство микроскопа и техника микроскопирования

Для исследования дрожжей, бактерий и плесневых грибов применяют микроскопы, предназначенные для рассмотрения прозрачных препаратов в проходящем свете (рис. 8).

Рис. 8. Микроскоп МБИ-1: 1 — зеркало, 2 — конденсор, 3 — предметный столик, 4 — объективы, 5 — револьвер, 6 — окуляр, 7 — тубус, 8 — тубусодержатель, 9 — макрометрический винт, 10 — микрометрический винт, 11 — ножка

Оптическая часть микроскопа. Основной частью оптической системы микроскопа является объектив, увеличивающий изображение предмета. Он состоит из ряда линз, склеенных канадским бальзамом и заключенных в металлическую трубку; на трубке имеется резьба, при помощи которой объектив ввинчивается в специальное гнездо револьвера.

Изображение, даваемое объективом, рассматривают с помощью окуляра, находящегося в верхней части тубуса микроскопа. Биологические микроскопы снабжаются тремя сменными окулярами. На верхней оправе линзы окуляра указано его увеличение. Обычно окуляры дают увеличение в 7, 10 и 15 раз. Общее увеличение объекта микроскопом равно произведению увеличения окуляра на увеличение объектива = 900 раз.

Осветительное устройство располагается под столиком микроскопа и состоит из конденсора с ирис-диафрагмой и зеркала.

Механическая часть микроскопа. Эта часть состоит из штатива, тубусодержателя с револьвером, винтов для передвижения тубуса (макрометрического и микрометрического), осветительного аппарата и предметного столика микроскопа. Основными частями штатива являются нижняя подставка (ножка), придающая микроскопу устойчивость, и тубусодержатель микроскопа.

Техника микроскопирования. Прежде чем начать микроскопирование, необходимо установить правильное освещение. Для этого с микроскопа снимают окуляр и, глядя прямо в объектив, устанавливают зеркало так, чтобы источник света (лампа или окно) были видны посредине объектива. После предварительной установки света на предметный столик микроскопа кладут готовый препарат и закрепляют его зажимами. При помощи макрометрического винта опускают тубус почти до соприкосновения с покровным стеклом. Затем, глядя в окуляр, постепенно поднимают тубус до появления изображения. Для наведения резкости пользуются микрометрическим винтом.

При микроскопиравании следует держать оба глаза открытыми. Смотрят в микроскоп левым глазом.

Техника приготовления препарата для микроскопирования

Каплю исследуемой жидкости наносят на чистое предметное стекло и осторожно накрывают покровным стеклом. Если препарат готовят с плотной питательной среды, то на предметное стекло наносят капельку чистой водопроводной воды, в нее помещают исследуемую культуру и препарат накрывают покровным стеклом

Под последним не должно оставаться пузырьков воздуха, так как они мешают микроскопированию. Избыток жидкости, выступающий из-за покровного стекла, убирают фильтровальной бумагой, заранее нарезанной небольшими узкими полосками. Готовый препарат помещают на предметный столик и исследуют.

Техника посевов на питательные среды и состав сред описаны в разделе «Микробиологический контроль».

маникюр краснодар

Лучшие электронные микроскопы для школьников и студентов

Levenhuk DTX 500 LCD

Здесь вместо традиционных окуляров установлен жк-дисплей с диагональю 3,5 дюйма. Возможность увеличения: от 20х до 500х. Прибор работает от встроенного аккумулятора, оптика допускает ручную фокусировку до 150 мм.

Плюсы:

• Фото и видеосъемки можно сохранять на карту памяти (формат microSD);
• На измерительном столике нанесена размерная шкала;
• Равномерное распределение подсветки благодаря 8 светодиодам с возможностью регулировки яркости;
• Совмещается с большинством популярных программных оболочек: Win (от ХР до 10) и Mac версий 10.6-10.10;
• Возможность делать снимки с разрешением от 1,3 до 12 Мп, соответственно, фотографии получаются размером от 1280х1024 до 4288х2848 рх;
• Яркость и баланс цветов легко регулируются вручную на самом мониторе.

Минусы:

• Программа с установочного диска запускается только после подключения микроскопа к компьютеру;
• Нет возможности установить видеоокуляр;
• Времени на зарядку аккумулятора уходит столько же, сколько на автономную работу – 2 ч.

Покупатели называют этот микроскоп наиболее функциональным и удобным. Он автоматически выполняет замеры параметров исследуемого объекта и выводит их на экран.

Sititek Микрон Space

Очень удобный и предельно простой в обращении USB-микроскоп с увеличением от 50 до 400 крат. Питается от трех батареек АА, продается сразу в жестком кейсе – для удобства и безопасной переноски. В комплекте идет камера 1,3 Мп с подключением к компьютеру через USB-шнур 2.0/1.1 или к телевизору (проектору) через кабель AV.

Плюсы:

• Возможность снять камеру или весь рабочий блок, если необходимо рассмотреть крупный предмет, не помещающийся на столике;
• Можно пользоваться традиционным оптическим окуляром;
• Двухсторонняя подсветка для изучения прозрачных и непрозрачных предметов;
• Удобное регулирование zoom с помощью поворотного колесика;
• В комплекте идут стекла, инструментарий и даже образец для изучения, что для электронных микроскопов редкость.

Минусы:

• ПО устанавливается только на системы Windows XP, 32-битную Vista и «семерку»;
• Маркий белоснежный корпус.

Благодаря возможности работы от батареек микроскоп можно использовать «в поле». А съемная камера позволяет применять его для изучения предметов разных размеров и под любым углом.

Bresser Junior DM 400

Недорогой школьный микроскоп имеет варианты кратности 20х, 80х и 350х, а также камеру 1,3 Мп. Однако предназначен он только для просмотра тонких предметов, пропускающих свет. В комплекте идет несколько уже готовых образцов.

Плюсы:

• Плавная регулировка – колесиком на корпусе;
• Есть встроенная диодная подсветка – питается от компьютера через USB-шнур;
• В комплекте идут предметные стекла для подготовки собственных образцов для изучения;
• Достаточно широкий набор совместимого ПО Windows – от ХР до «десятки»;
• Длительная гарантия – 5 лет;
• Дает снимки с разрешением 1280х1024 рх.

Минусы:

• Нет верхней подсветки для изучения объемных непрозрачных объектов;
• Работает только при подключении к компьютеру и не предполагает автономного использования.

Принципы устройства

Главными компонентами микроскопа являются:

Система оптического микроскопа включает в себя ряд компонентов, основным из которых является объектив.

 
Оптика микроскопа состоит из двух элементов — окуляра и объектива которые закреплены в подвижном тубусе, находящимся на металлическом основании с предметный столиком. Увеличение микроскопа без дополнительных линз между окуляром и объективом равно произведению их увеличений
В наше время в микроскопе почти всегда есть система освещения и микро и макро винтами для настройки резкости.
В зависимости от назначения к исследовательскиму микроскопу могут прилагаться дополнительные системы и устройства, такие как
объективы с увеличеным разрешением 40, апертурой 0,65, коррекцией на толщину покровного стекла 0,17 мм и бесконечную длину тубуса

Объективы оптического микроскопа являются одной из главных частей и представляют собой сложный механизм для увеличения изображения изучаемого предмета.  Увеличенное с помощью оптического объектива изображение предмета рассматривается через окуляр, который также в свою очередь может создавать увеличение. Если объектив микроскопа каким-то образом искажает изображение, то это искажение будет усилено окуляром. Объектив микроскопа это сложная оптическая система, увеличевающее изображение объекта. Она является наиболее ответственной и основной частью исследовательского оборудования. Рассмотреть изображение созданное объективом, можно через окуляр.

Объективы исследовательских и других микроскопов кисключая стереоскопические в большей степени взаимозаменяемые и унифицированые. На взаимную заменяемость в первую очередь влияют присоединительные параметры объектива.

Объектами исследований микроскопов могут являться любые органические и не органические предметы, живые и не живые ткани, целые биологические организмы или их отдельные части.

Микроскоп имеет в качестве осветительной оптической системы галогеновую лампу или светодиодную систему. Достоинством светодиода является крайне долгое время работы, по сравнению с обычными галогеновыми лампами (в 100 и более раз превышающее данный показатель); малое энергопотребление (составляющее от 1/3 до 1/10 энергопотребления обычной лампы); спектральная “чистота” и т.д.

Электронный микроскоп

История развития электронного микроскопа началась в 1931 году, когда некто Р. Руденберг получил патент на первый просвечивающий электронный микроскоп. Затем в 40-х годах прошлого века появились растровые электронные микроскопы, достигшие своего технического совершенства уже в 60-е годы прошлого века. Они формировали изображение объекта благодаря последовательному перемещению электронного зонда малого сечения по объекту.

Как работает электронный микроскоп? В основе его работы лежит направленный пучок электронов, ускоренный в электрическом поле и выводящий изображение на специальные магнитные линзы, этот электронный пучок намного меньше длины волн видимого света. Все это дает возможность увеличить мощность электронного микроскопа и его разрешающую способность в 1000-10 000 раз по сравнению с традиционным световым микроскопом. Это главное преимущество электронного микроскопа.

Так выглядит современный электронный микроскоп.

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.

Строение микроскопа, его конструкция

1 — основание микроскопа; 2 — коробка с механизмом микрометрического фокусирования; 3 — микрометрический винт; 4 — макрометрический винт; 5 и 6 — винты для перемещения столика; 7 — тубусодержатель; 8 — головка микроскопа; 9 — насадка монокулярная (тубус с окуляром); 10 — винт для крепления насадки; 11 — винт, фиксирующий револьвер относительно тубуса; 12 — револьвер с объективами; 13 — предметный столик; 14 — винт для крепления конденсора; 15 — конденсор; 16 — дополнительная линза; 17 — рукоятка кронштейна; 18 — зеркало; 19 — кронштейн. Рисунок 1 — Схема микроскопа «Биолам»

 Схема и конструкция непосредственно зависят от предназначения этого прибора. Для научных исследований используется рентгеновское и электронное оптическое оборудование, имеющее более сложное устройство, чем световые приборы. Строение светового микроскопа отличается простотой. Это самые доступные оптические приборы, они наиболее широко применяются в практике. Окуляр в виде двух увеличительных стекол, помещенных в оправу, и объектив, который также состоит из увеличительных стекол, заправленных в оправу, – вот главные узлы светового микроскопа. Весь этот набор вставлен в тубус и прикреплен к штативу, в который вмонтирован и предметный столик с расположенным под ним зеркалом, а также осветитель с конденсором.

 Так же бывают микроскопы с нетипично расположенными объективами снизу, под столиком, а подсветка расположена сверху.(фото справа).