Какие есть микроскопы. Что такое микроскоп? Режим работы в бактериологической лаборатории

В данной статье мы ознакомимся широко развитой методикой исследования разнообразных микроэлементов нашего мира - микроскопией. Здесь мы рассмотрим описание микроскопа, его предназначение, устройство, правила работы и исторические факты.

Ознакомление с приборами микроскопии

Микроскоп - это механизм, предназначение которого заключается в получении увеличенного изображения какого-либо объекта, а также в измерении структурных деталей, которых невозможно наблюдать невооруженным глазом.

Изобретение и создание разнообразных видов микроскопов позволило создать микроскопию - технологический метод практической эксплуатации этих приборов.

Исторические сведения

Кем был создан первый микроскоп в истории человечества, определить довольно проблематично. Впервые такой механизм был изобретен на рубеже шестнадцатого и семнадцатого веков. Вероятным изобретателем считают Захария Янсена, голландского ученого.

Будучи еще ребенком, Янсен используя дюймовую трубочку, установил на двух ее краях по одной выпуклой линзе. Увиденное заставило изобретателя создать нечто новое и улучшить его. Возможно, это обусловило изобретение первого в мире микроскопа, что произошло приблизительно в 1590 году.

Однако еще в 1538 г. итальянец Дж. Фракасторо, работая врачом, выдвинул предположение о комбинировании двух линз с целью создания еще большего увеличения изображений. Следовательно, его работа могла стать началом для появления первого микроскопа. Хотя термин был введен гораздо позже.

Другим первооткрывателем считается Галилео Галилей. Услышав приблизительно в 1609 г. о появлении такого увеличительного устройства и разобравшись в общей идее его механизма, уже в 1612 г. итальянский физик создал собственное массовое изготовление микроскопов. Название этому прибору дал академический друг Галилея, Джованни Фабер в 1613.

Уже в шестидесятых годах XVII века были получены данные о применении микроскопа в научной исследовательской деятельности. Первый это сделал Роберт Гук, занимавшийся наблюдением за устройством разнообразных растений. Именно он в работе «микрография» сделал зарисовки увиденного в микроскоп изображения. Он установил, что растительные организмы строятся из клеток.

Разрешающие способности

Одним из параметров микроскопа является его разрешающая способность. Различные виды микроскопов имеют, соответственно, разный показатель этой характеристики. Так что же это такое?

Разрешающая способность - это возможности прибора показывать четкое и качественное изображение, картинку двух расположенных рядом, фрагментов исследуемого объекта. Показатель степени углубления в микромир и общая возможность его исследования базируются именно на этой способности. Данную характеристику определяет длина волны излучения, которую используют в микроскопе. Главным ограничением является невозможность получения картинки объекта, размеры которого меньше размера длины излучения.

Ввиду написанного выше становится очевидно, что благодаря разрешающей способности мы можем получать четкое изображение деталей изучаемого объекта.

Основные параметры

К другим важным параметрам в строении микроскопа относятся его увеличение, насадки, размер предметного столика, возможности подсветки, оптическое покрытие и т. д.

Рассмотрим главный из перечисленных в этом пункте показателей - увеличение.

Увеличение - это общая способность микроскопа показывать изучаемые объекты в больших размерах, чем они есть на самом деле. Вычисление этого параметра можно произвести путем умножения объективного увеличения на окулярное. Данная возможность в оптических микроскопах доходит до 2000 крат, а электронный имеет увеличение в сотни раз больше, чем световой.

Основная характеристика микроскопа - это именно его разрешающая способность, а также увеличение. Поэтому при выборе такого прибора на эти показатели необходимо обратить особое внимание.

Составные элементы

Микроскоп, как и любой другой механизм, состоит из определенных деталей, среди которых выделяют:

• предметный столик;
• рукоятку переключения;
• окуляр;
• тубус;
• держатель для тубуса;
• микрометренный винт;
• винт грубой наводки;
• зеркальце;
• подставку;
• объектив;
• стойку;
• бинокулярную насадку;
• оптическую головку;
• конденсор;
• светофильтр;
• ирисовую диафрагму.

Ознакомимся с основными характеристиками образующих структур микроскопа.

Объектив - является средством определения полезного увеличения. Образуется из определенного количества линз. Увеличительные возможности указываются цифрами на его поверхности.

Окуляр - состоящий из двух-трех линз элемент микроскопа, увеличение которого обозначается на нем цифрам. Общий показатель увеличительных способностей прибора определяется путем перемножения показателя увеличения объектива на увеличение окуляра.

Осветительные устройства включают в себя зеркальце или электроосветитель, конденсор и диафрагмой, светофильтр и столик.

Механическая система образуется подставкой, коробочкой с микрометренным механизмом и винтом, тубусодержателем, винтом грубой наводки, конденсором, винтом перемещения конденсора, револьвером и предметным столиком.

Оптическая микроскопия

Среди существующих видов микроскопов выделяют несколько основных групп, характеризующихся определенными особенностями устройства и предназначения.

Глаз человека - это своего рода естественная оптическая система с определенными параметрами, например, разрешением. Разрешение, в свою очередь, характеризуется наименьшим показателем разности в расстоянии между составными компонентами объекта, за которым наблюдают. Важнейшим пунктом здесь является наличие визуального отличия между наблюдаемыми фрагментами. Ввиду того, человеческий глаз не в силах наблюдать естественным путем за микроорганизмами, как раз и были созданы подобные увеличительные приборы.

Оптические микроскопы позволяли работать с излучением, лежащем в диапазоне от 400 до 700 нм и с ближним ультрафиолетом. Это длилось до середины двадцатого века. Подобные приборы не позволяли получать разрешающую способность меньшую, чем полупериод волны излучения опорного типа. Вследствие этого микроскоп позволял наблюдать за структурами, расстояние между которыми было около 0.20 мкм, из чего следует, что максимальное увеличение могло достигать 2000 крат.

Микроскопы бинокулярного типа

Бинокулярный микроскоп - это устройство, при помощи которого можно получить объемное увеличенное изображение. Другое название таких приборов - стереомикроскопы. Они позволяют человеку четко различать детали исследуемых объемных объектов.

В бинокулярном микроскопе рассмотрение объекта происходит сквозь две линзы, независимые между собой. В настоящее время используются сразу 2 окуляра и 1 объектов. Отлично работают в условиях наличия проходящего и отраженного света.

Электронная микроскопия

Появление электронного микроскопа позволило использовать электроны, обладающие свойствами и частиц, и волн в микроскопии.

Электрон обладает длинной волны, которая зависит от его энергетического потенциала: E = Ve, где V - величина разности потенциалов, e - электронный заряд. Длина волны электрона при пролете разности в потенциалах равной 200000 В составит около 0,1 нм. Электрон легко фокусируется при помощи электромагнитных линз, что обуславливается его зарядом. После электронную версию изображения переводят в видимую.

Среди таких увеличительных устройств набрал широкую известность цифровой микроскоп. Он позволяет подключать адаптеры к аппарату с целью переноса изображения на компьютер и его сохранения. При работе с подобными устройствами камера регистрирует наблюдаемое изображение, далее переносит его на ПК при помощи USB-кабеля.

Цифровой микроскоп может классифицироваться в соответствии с его режимом работы, увеличительной кратности, числу подсветок и разрешению камеры. Их главными достоинствами считаются наличие возможности переносить изображение на ПК и сохранять его, возможность в пересылке полученной информации на большие расстояния, редактирование, детальный анализ и хранение результатов исследования, а также умение проецировать картинку при помощи проекторов.

Электронные микроскопы обладают разрешающей способностью превосходящей световые в 1000-10000 раз.

Сканирующие зонды

Другой вид микроскопа - это сканирующий зонд. Сравнительно новая ветвь в развитии таких приборов.

Сокращенно их называют - ЗСМ. Изображение воспроизводится благодаря регистрации взаимодействия зонда и поверхности, которую он исследует. В современном мире такие механизмы позволяют наблюдать за взаимодействием зонда с атомами. Разрешающая способность ЗСМ сопоставима с микроскопами электронного типа, а в некоторых параметрах даже лучше.

Рентгеновская микроскопия

Рентгеновский микроскоп был создан для наблюдением за чрезвычайно малыми объектами, величина которых сопоставима с рентгеновскими волнами. Базируется на эксплуатации излучения электромагнитного характера, в котором длина волны не превышает один нанометр.

Разрешающая способность таких микроскопов заняла промежуточное место между оптическими и электронными. Теоретическая р.с. такого устройства может достигать 2-20 нм, что гораздо больше возможностей оптических микроскопов.

Общие сведения для работы с микроскопом

Эксплуатируя данный прибор необходимо знать правила работы с микроскопом:

1. Работу необходимо выполнять сидя.
2. Следует осмотреть прибор и протереть от пыли мягкими салфетками зеркальце, объектив и окуляр.
3. При работе с микроскопом нежелательно его передвигать, поставить слева от себя.
4. Произвести открытие диафрагмы, привести конденсор к верхнему положению.
5. Работу стоит начинать с малого увеличения.
6. Объектив довести до одного сантиметра от стекла с наблюдаемым объектом.
7. Равномерно распределить освещение поля зрения, используя окуляр, в который необходимо смотреть глазом, и вогнутое зеркало.
8. Переместить микропрепарат на столик микроскопа. Наблюдая сбоку, опустить объектив до уровня 4-5 мм над исследуемым объектом, используя для этого макровинт.
9. Глядя глазом в окуляр, производить вращательные движения грубого винта, для подведения объектива к положению, в котором будет четко видно изображение.
10. Перемещая стекло с препаратом, найдите место, где исследуемый объект будет располагаться по центру вашего поля зрения в микроскопе.
11. В случае отсутствия изображения, повторите с шестого по девятый пункты.
12. Используя микрометренный винт, добейтесь необходимой четкости изображения. Обратит внимание на то, не выходит ли точка между рисками на микрометренном механизме, за пределы рисок. Если выходит, то верните ее в стандартное положение.
13. Заключаем правила работы с микроскопом, уборкой рабочего места. Необходимо вернуть увеличение с большого на малое, произвести поднятие объектива, снять препарат и протереть микроскоп, далее накрыть полиэтиленом и вернуть в шкафчик.

Данные правила в большей мере относятся к оптическим микроскопам. Строение микроскопа, например, электронного или рентгеновского, отличается от светового, а потому основные правила работы могут также отличаться. Особенности работы с такими устройствами можно найти в инструкции к ним.

Применяют для получения больших увеличений при наблюдении мелких предметов. Увеличенное изображение предмета в микроскопе получается с помощью оптической системы, состоящей из двух короткофокусных линз – объектива и окуляра. Объектив даст действительное перевернутое увеличенное изображение предмета. Это промежуточное изображение рассматривается глазом через окуляр, действие которого аналогично действию лупы. Окуляр располагают так, чтобы промежуточное изображение находилось в его фокальной плоскости, в этом случае лучи от каждой точки предмета распространяются после окуляра параллельным пучком. Прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых или плохо видимых невооружённым глазом, используемые для многократного увеличения рассматриваемых объектов. С помощью этих приборов определяются размеры, форма и строение мельчайших частиц. Микроскоп – незаменимое оптическое оборудование для таких сфер деятельности, как медицина, биология, ботаника, электроника и геология, так как на результатах исследований основываются научные открытия, ставится правильный диагноз и разрабатываются новые препараты.

Первый микроскоп , изобретённый человечеством, были оптическими, и первого изобретателя не так легко выделить и назвать. Самые ранние сведения о микроскопе относят к 1590 году. Чуть позже, в 1624-ом году Галилео Галилей представляет свой составной микроскоп , который он первоначально назвал «оккиолино». Годом спустя его друг по Академии Джованни Фабер предложил для нового изобретения термин микроскоп .

Виды микроскопов

В зависимости от требуемой величины разрешения рассматриваемых микрочастиц материи, микроскопии, микроскопы классифицируются на:

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, то есть наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличны один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешение составляет 0,176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины. До середины XX века работали только с видимым оптическим излучением, в диапазоне 400-700 нм, а также с ближним ультрафиолетом (люминесцентный микроскоп). Оптически микроскоп не мог давать разрешающей способности менее полупериода волны опорного излучения (диапазон длин волн 0,2-0,7 мкм, или 200-700 нм). Таким образом, оптический микроскоп способен различать структуры с расстоянием между точками до ~0,20 мкм, поэтому максимальное увеличение, которого можно было добиться, составляло ~2000 крат.

позволяет получать 2 изображения объекта, рассматриваемые под небольшим углом, что обеспечивает объёмное восприятие, это оптический прибор для многократного увеличения рассматриваемых объектов, который обладает специальной бинокулярной насадкой, позволяющей вести изучение объекта при помощи обоих глаз. В этом и заключается его удобство и преимущество перед обычными микроскопами. Именно поэтому бинокулярный микроскоп чаще других применяется в профессиональных лабораториях, медицинских учреждениях и высших учебных заведениях. В числе других преимуществ данного прибора необходимо отметить высокое качество и контрастность изображения, механизмы грубой и точной настройки. Бинокулярный микроскоп работает по тому же принципу, что и обычные монокулярные: объект изучения помещают под объектив, где на него направляется искусственный световой поток. применяется для биохимических, патологоанатомических, цитологических, гематологических, урологических, дерматологических, биологических и общеклинических исследований. Общее увеличение (объектив*окуляр) оптических микроскопов с бинокулярной насадкой обычно больше, чем у соответствующих монокулярных микроскопов.

Стереомикроскоп , как и другие виды оптических микроскопов , позволяют работать как в проходящем, так и в отражённом свете. Обычно они имеют сменные окуляры бинокулярной насадки и один несменный объектив (есть и модели со сменными объективами). Большинство стереомикроскопов дает существенно меньшее увеличение, чем современный оптический микроскоп, однако имеет существенно большее фокусное расстояние, что позволяет рассматривать крупные объекты. Кроме того, в отличие от обычных оптических микроскопов, которые дают, как правило, инвертированное изображение, оптическая система стереомикроскопа не «переворачивает» изображение. Это позволяет широко использовать их для препарирования микроскопических объектов вручную или с использованием микроманипуляторов. Наиболее широко бинокуляры используются для исследования неоднородностей поверхности твёрдых непрозрачных тел, таких как горные породы, металлы, ткани; в микрохирургии и пр.

Специфика металлографического исследования заключается в необходимости наблюдать структуру поверхности непрозрачных тел. Поэтому металлографический микроскоп построены по схеме отраженного света, где имеется специальный осветитель установленный со стороны объектива. Система призм и зеркал направляет свет на объект, далее свет отражается от не прозрачного объекта и направляется обратно в объектив. Современный прямой металлографический микроскоп характеризуются большим расстоянием между поверхностью столика и объективами и большим вертикальным ходом столика, что позволяет работать с крупными образцами. Максимальное расстояние может достигать десятки сантиметров. Но обычно в материаловедении используются инвертированный микроскоп, как не имеющие ограничения на размер образца (только на вес) и не требующие параллельности опорной и рабочей граней образца (в этом случае они совпадают).

В основе принципа действия поляризационного микроскопа лежит получение изображения исследуемого объекта при его облучении поляризованными лучами, которые в свою очередь должны быть получены из обычного света с помощью специального прибора - поляризатора. В сущности при прохождении поляризованного света через вещество либо отраженное от него меняет плоскость поляризации света в результате чего на втором поляризационном фильтре выявляется в виде излишнего затемнения. Либо дают специфичные реакции как двойное лучепреломление в жирах. предназначен для наблюдения, фотографирования и видеопроекции объектов в поляризованном свете, а также исследований по методам фокального экранирования и фазового контраста. используется для исследования широкого круга тех свойств и явлений, которые обычно недоступны для привычного оптического микроскопа. снабжается бесконечной оптикой с профессиональным программным обеспечением.

Принцип действия люминесцентных микроскопов основывается на свойствах флюоресцентного излучения. Микроскоп используются для исследования прозрачных и непрозрачных объектов. Люминесцентное излучение, по-разному отражается различными поверхностями и материалами, что и позволяет успешно применять его для проведения иммунохимических, иммунологических, иммуноморфологических и иммуногенетических исследований. Благодаря их уникальным возможностям, люминесцентный микроскоп широко используются в фармацевтике, ветеринарии и растениеводстве, а, кроме того, в биотехнологических отраслях промышленности. также практически незаменим для работы экспертно-криминалистических центров и санитарно-эпидемиологических учреждений.

служит для точного измерения угловых и линейных размеров объектов. Используется в лабораторной практике, в технике и машиностроении. На универсальном измерительном микроскопе проводятся измерения проекционным методом, а также методом осевого сечения. Универсальный измерительный микроскоп отличается простотой автоматизации благодаря своим конструктивным особенностям. Наиболее простым решением является установка квазиабсолютного датчика линейных перемещений, благодаря чему значительно упрощается процесс наиболее часто проводимых (на УИМ) измерений. Современное применение универсального измерительного микроскопа обязательно подразумевает наличие как минимум цифрового отсчетного устройства. Несмотря на появление новых прогрессивных средств измерения, универсальный измерительный микроскоп достаточно широко используется в измерительных лабораториях благодаря своей универсальности, простоте измерения, а также возможности легко автоматизировать процесс проведения измерения.

Электронный микроскоп позволяют получать изображение объектов с максимальным увеличением до 1000000 раз, благодаря использованию, в отличие от оптического микроскопа, вместо светового потока пучка электронов с энергиями 200 В ÷ 400 кэВ и более (например, просвечивающий электронный микроскоп высокого разрешения с ускоряющим напряжением 1 МВ). Разрешающая способность электронного микроскопа в 1000÷10000 раз превосходит разрешение светового микроскопа и для лучших современных приборов может быть меньше одного ангстрема. Для получения изображения электронный микроскоп использует специальные магнитные линзы, управляющие движением электронов в колонне прибора при помощи магнитного поля. Электронное изображение формируется электрическими и магнитными полями примерно так же, как световое - оптическими линзами.

это класс микроскопов для получения изображения поверхности и её локальных характеристик. Процесс построения изображения основан на сканировании поверхности зондом. В общем случае позволяет получить трёхмерное изображение поверхности (топографию) с высоким разрешением. в современном виде изобретен Гердом Карлом Биннигом и Генрихом Рорером в 1981 году. Отличительной СЗМ особенностью является наличие: зонда, системы перемещения зонда относительно образца по 2-м (X-Y) или 3-м (X-Y-Z) координатам, регистрирующей системы. Регистрирующая система фиксирует значение функции, зависящей от расстояния зонд-образец. Обычно регистрируемое значение обрабатывается системой отрицательной обратной связи, которая управляет положением образца или зонда по одной из координат (Z). В качестве системы обратной связи чаще всего используется ПИД-регулятор.

Основные типы сканирующих зондовых микроскопов :

Сканирующий атомно-силовой микроскоп

Сканирующий туннельный микроскоп

Ближнепольный оптический микроскоп

- устройство для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра. по разрешающей способности находится между электронными и оптическими микроскопами. Теоретическая разрешающая способность рентгеновского микроскопа достигает 2-20 нанометров, что на порядок больше разрешающей способности оптического микроскопа (до 150 нанометров). В настоящее время существуют рентгеновский микроскоп с разрешающей способностью около 5 нанометров.

Рентгеновский микроскоп бывают:

Проекционный рентгеновский микроскоп.
ППроекционный рентгеновский микроскоп представляет собой камеру, в противоположных концах которой располагаются источник излучения и регистрирующее устройство. Для получения чёткого изображения необходимо, чтобы угловая апертура источника была как можно меньше. В микроскопах такого типа до недавнего времени не использовались дополнительные оптические приборы. Основным способом получить максимальное увеличение является размещение объекта на минимально возможном расстоянии от источника рентгеновского излучения. Для этого фокус трубки располагается непосредственно на окне рентгеновской трубки либо на вершине иглы анода, помещенной вблизи окна трубки. В последнее время ведутся разработки микроскопов, использующих зонные пластинки Френеля для фокусировки изображения. Такой микроскоп имеют разрешающую способность до 30 нанометров.

Отражательный рентгеновский микроскоп.
В микроскопе этого типа используются приёмы, позволяющие добиться максимального увеличения, благодаря чему линейное разрешение проекционного рентгеновского микроскопа достигает 0,1-0,5 мкм. В качестве линз в них используется система зеркал. Изображения, создаваемые отражательными рентгеновскими микроскопами даже при точном выполнении профиля их зеркал искажаются различными аберрациями оптических систем: астигматизм, кома. Для фокусировки рентгеновского излучения применяются также изогнутые монокристаллы. Но при этом на качество изображения сказываются структурные несовершенства монокристаллов, а также конечная величина брэгговских углов дифракций. Отражательный рентгеновский микроскоп не получил широкого распространения из-за технических сложностей его изготовления и эксплуатации.

Дифференциальный интерференционно-контрастный микроскоп позволяет определить оптическую плотность исследуемого объекта на основе принципа интерференции и таким образом увидеть недоступные глазу детали. Относительно сложная оптическая система позволяет создать чёрно-белую картину образца на сером фоне. Это изображение подобно тому, которое можно получить с помощью фазово-контрастного микроскопа, но в нём отсутствует дифракционное гало. В дифференциальном интерференционно-контрастном икроскопе поляризованный луч из источника света разделяется на два луча, которые проходят через образец разными оптическими путями. Длина этих оптических путей (т. е. произведение показателя преломления и геометрической длины пути) различна. Впоследствии эти лучи интерферируют при слиянии. Это позволяет создать объемное рельефное изображение, соответствующее изменению оптической плотности образца, акцентируя линии и границы. Эта картина не является точной топографической картиной.

Микроскоп – это устройство, предназначенное для увеличения изображения объектов изучения для просмотра скрытых для невооруженного глаза деталей их структуры. Прибор обеспечивает увеличение в десятки или тысячи раз, что позволяет проводить исследования, которые невозможно получить используя любое другое оборудование или приспособление.

Микроскопы широко применяются в медицине и лабораторных исследованиях. С их помощью проводится инициализация опасных микроорганизмов и вирусов с целью определения метода лечения. Микроскоп является незаменимым и постоянно совершенствуется. Впервые подобие микроскопа было создано в 1538 году итальянским врачом Джироламо Фракасторо, который решил установить последовательно две оптические линзы, подобные тем, что используются в очках, биноклях, подзорных трубах и лупах. Над усовершенствованием микроскопа трудился Галилео Галилей, а также десятки всемирно известных ученых.

Устройство

Существует много разновидностей микроскопов, которые отличаются между собой по устройству. Большинство моделей объединяет похожая конструкция, но с небольшими техническими особенностями.

В подавляющем большинстве случаев микроскопы состоят из стойки, на которой закрепляется 4 главных элемента:

• Объектив.
• Окуляр.
• Осветительная система.
• Предметный столик.

Объектив

Объектив представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из идущих друг за другом стеклянных линз. Объективы сделаны в виде трубок, внутри которых могут быть закреплены до 14 линз. Каждая из них увеличивает изображение, снимая его с поверхности впереди стоящей линзы. Таким образом, если одна увеличит предмет в 2 раза, следующая сделает увеличение данной проекции еще больше и так до тех пор, пока предмет не отобразится на поверхности последний линзы.

Каждая линза имеет свое расстояние для фокусировки. В связи с этим они намертво закреплены в тубусе. Если любая из них будет передвинута ближе или дальше, получить отчетливое увеличение изображения не удастся. В зависимости от особенностей линзы, длина тубуса, в котором заключен объектив, может отличаться. Фактически, чем он выше, тем более увеличенным будет изображение.

Окуляр

Окуляр микроскопа также состоит из линз. Он предназначен для того чтобы оператор, который работает с микроскопом, мог приложить к нему глаз и увидеть увеличенное изображение на объективе. В окуляре имеются две линзы. Первая располагается ближе к глазу и называется глазной, а вторая полевой. С помощью последней осуществляется регулировка увеличенного объективом изображения для его правильной проекции на сетчатку глаза человека. Это необходимо для того, чтобы путем регулировки убрать дефекты восприятия зрения, поскольку у каждого человека фокусировка осуществляется на разном расстоянии. Полевая линза позволяет подстроить микроскоп под данную особенность.

Осветительная система

Чтобы рассмотреть изучаемый предмет необходимо его осветить, поскольку объектив закрывает естественный свет. В результате смотря в окуляр всегда можно видеть только черное или серое изображение. Специально для этого была разработана осветительная система. Она может быть выполнена в виде лампы, светодиода или другого источника света. У самых простых моделей осуществляется прием световых лучей из внешнего источника. Они направляются на предмет изучения с помощью зеркал.

Предметный столик

Последней важной и самой простой в изготовлении деталью микроскопа является предметный столик. На него направлен объектив, поскольку именно на нем закрепляется предмет для изучения. Столик имеет плоскую поверхность, что позволяет фиксировать объект без опаски, что он сдвинется. Даже минимальное передвижение объекта исследований под увеличением будет огромным, поэтому найти изначальную точку, которая исследовалась, заново будет непросто.

Типы микроскопов

За огромную историю существования данного прибора, было разработано несколько значительно отличающихся между собой по принципу действия микроскопов.

Среди самых часто используемых и востребованных типов этого оборудования выделяют такие виды:

• Оптические.
• Электронные.
• Сканирующие зондовые.
• Рентгеновские.

Оптические

Оптический микроскоп является самым бюджетным и простым устройством. Данное оборудование позволяет провести увеличение изображения в 2000 раз. Это довольно большой показатель, который позволяет изучать строение клеток, поверхность ткани, находить дефекты на искусственно созданных предметах и пр. Стоит отметить, что для достижения столь большого увеличения устройство должно быть очень качественно выполненным, поэтому стоит дорого. Подавляющее большинство оптических микроскопов сделано значительно проще и имеют сравнительно небольшое увеличение. Учебные типы микроскопов представлены именно оптическими. Это обусловлено их меньшей стоимостью, а также не слишком большой кратностью увеличения.

Обычно оптический микроскоп имеет несколько объективов, которые закрепляются на стойке подвижными. Каждый из них имеет свою степень увеличения. Рассматривая предмет можно передвинуть объектив в рабочее положение и изучить его под определенной кратностью. При желании еще больше приблизить изображение, нужно просто перейти на еще более увеличивающий объектив. Данные устройства не имеют сверхточной регулировки. К примеру, если необходимо лишь немного приблизить изображение, то перейдя на другой объектив, можно его приблизить в десятки раз, что будет чрезмерно и не позволит правильно воспринять увеличенную картинку и избежать ненужных деталей.

Электронный микроскоп

Электронный является более совершенной конструкцией. Он обеспечивает увеличение изображения как минимум в 20000 раз. Максимальное увеличение подобного прибора возможно в 10 6 раз. Особенность этого оборудования заключается в том, что вместо луча света как у оптических, у них направляется пучок электронов. Получение изображения осуществляется благодаря применению специальных магнитных линз, которые реагируют на движение электронов в колоне прибора. Регулировка направленности пучка осуществляется с помощью . Данные устройства появились в 1931 году. В начале 2000-х годов начали совмещать компьютерное оборудование и электронные микроскопы, что значительно повысило кратность увеличения, диапазон настройки и позволило запечатлеть получаемое изображение.

Электронные устройства при всех своих достоинствах имеют большую цену, и требуют особенных условий для работы. Чтобы получать качественное четкое изображение необходимо, чтобы предмет изучения находился в вакууме. Это связано с тем, что молекулы воздуха рассеивают электроны, что нарушает четкость изображения и не позволяет проводить точную регулировку. В связи с этим данное оборудование применяют в лабораторных условиях. Также важным требованием для использования электронных микроскопов является отсутствие внешних магнитных полей. В связи с этим лаборатории, в которых их используют, имеют очень толстые изолированные стены или находятся в подземных бункерах.

Подобное оборудование используется в медицине, биологии, а также в различных отраслях промышленности.

Сканирующие зондовые микроскопы

Сканирующий зондовый микроскоп позволяет получать изображение с объекта путем его исследования с помощью специального зонда. В результате получается трехмерное изображение, с точными данными характеристики объектов. Данное оборудование имеет высокое разрешение. Это сравнительно новое оборудование, которое создали несколько десятков лет назад. Вместо объектива у данных приборов имеется зонд и система его перемещения. Получаемое из него изображение регистрируется сложной системой и записывается, после чего создается топографическая картина увеличенных объектов. Зонд оснащается чувствительными сенсорами, которые реагируют на движение электронов. Также встречаются зонды, которые работают по оптическому типу путем увеличения благодаря установке линз.

Часто зонды применяют для получения данных о поверхности предметов со сложным рельефом. Зачастую их опускают в трубу, отверстия, а также мелкие тоннели. Единственным условием является соответствие диаметра зонда диаметру объекта изучения.

Для данного метода характерна значительная погрешность измерения, поскольку получаемая в результате 3D картина сложно поддается расшифровке. Присутствует много деталей, которые искажаются компьютером при обработке. Первоначальные данные обрабатываются математическим способом с помощью специализированного программного обеспечения.

Рентгеновские микроскопы

Рентгеновский микроскоп относится к лабораторному оборудованию, применяемому для изучения объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Эффективность увеличения данного устройства находится между оптическими и электронными приборами. На изучаемый объект отправляются рентгеновские лучи, после чего чувствительные датчики реагируют на их преломление. В результате создается картинка поверхности изучаемого объекта. Благодаря тому, что рентгеновские лучи могут проходить сквозь поверхность предмета, подобное оборудование позволяет не только получить данные о структуре объекта, но и его химическом составе.

Рентгеновское оборудование обычно используется для оценки качества тонких покрытий. Его используют в биологии и ботанике, а также для анализа порошковых смесей и металлов.

Все существующее разумно, все разумное существует.

Всего 400 лет назад человечество получило два мощных инструмента познания окружающего мира – телескоп и микроскоп. Благодаря первому, люди стали открывать для себя космос, а благодаря второму - стали познавать себя.Мы приглашаем Вас, обратить внимание на микроскоп. Скромный труженик науки дал возможность совершить многочисленные открытия в медицине, биологии, технике, которые в свою очередь совершили прорыв в сознании человечества.

Оказывается, мы живем на границе двух миров – бескрайнего космоса и загадочного микромира со своими законами, на изучение которых уйдут усилия многих поколений ученых. У каждого из нас сейчас есть возможность расширять свой кругозор, получать неповторимые впечатления (даже эстетическое наслаждение) лишь заглянув в окуляр микроскопа. Очень надеемся, что эта статья положит начало вашему новому креативному увлечению.

Из истории появления микроскопической техники

Каждому образованному человеку известно, что невооруженным глазом можно видеть мелкие детали предметов, отстоящие друг от друга не менее чем на 0. 08 мм и только при наличии отличного зрения у наблюдателя.

То, что человеку необходимо приблизить как можно ближе к себе линию горизонта или проникнуть взглядом вглубь предметов, хорошо понимали со времен Великих пирамид и Древних греков. Однако первые успехи на этом поприще отмечаются у голландца Ханса Енсена в 1590 году – это можно считать отправной точкой начала развития микроскопической техники. В чреде изобретателей микроскопа числится великий Галилео Галилей (1609 год), и десятью годами позже Галилея отмечен Корнелиус Дреббель.

Для любителей истории техники и науки этот список энтузиастов и рационализаторов можно продолжать довольно долго. Однако, особую роль в дальнейшей судьбе микроскопа сыграли две выдающиеся персоны - Антон Ван Левенгук (1632-1723) - считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов (очень интенсивно развивавшейся в то время области науки) и Э. Аббе, который в фундаментальных сочинениях со своими учениками создал теорию микроскопа и вообще оптических приборов. Была выработана система измерений, определяющих качество микроскопа. Фирма Цейс в Германии становится лидером в области массового производства сложной и качественной оптической техники ко второй половине 19 века.

Понадобилось практически три столетия, чтобы микроскоп приобрел не только современный дизайн, но и совершенную оптическую схему. Не хватит воображения, чтобы представить себе, что дала человечеству микроскопическая техника, появившаяся благодаря усилиям поколений выдающихся ученых и инженеров.

Доступно об устройстве микроскопа

История любого изобретения это как аперитив к основному блюду – разогрев аппетита для пробуждения желания его скорее попробовать. Следующим блюдом будут подробности устройства микроскопа.

Бросив взгляд на иллюстрацию, может показаться, что все довольно просто. Оптическая система микроскопа состоит из двух основных элементов - объектива и окуляра. Они закреплены в подвижном тубусе, расположенном на массивном металлическом основании, к которому крепится предметный столик. Если необходимо «на глаз» прикинуть значение увеличения оптического микроскопа без дополнительных линз между объективом и окуляром, то оно будет равно произведению значения увеличения окуляра на значение увеличения объектива. Например: 50 Х10 = 500 раз.

В современном микроскопе всегда имеется в комплекте осветительная система с источником искусственного света или зеркалом для отражения потока естественного освещения, который концентрируется и усиливается специальным устройством - конденсором с ирисовой диафрагмой для регуляции интенсивности светового потока. Макро- и микро- винты фокусировочного механизма предназначены для «грубой» или «тонкой» настройки резкости. Есть в наличии система управления положением конденсора, позволяющая изменять характеристики светового потока, направляемого к исследуемому препарату.

В зависимости от назначения, в специализированных микроскопах могут быть использованы дополнительные устройства и системы: тринокулярная насадка, фотоадаптер и т.п.. Но об этом чуть позже.

Какие же бывают микроскопы?

Чтобы разобраться в разнообразии микроскопов и их предназначений, необходимы некие ориентиры. Эту роль выполнит классификация. Она позволит Вам, покупатель, найти оптимальный маршрут к необходимому товару.

Детские микроскопы

Микроскоп для юного исследователя – уникальная возможность для расширения своего кругозора, познавая чудеса микромира. Очень необычно выглядят окружающие нас вещи в большом приближении. Совсем по-другому будет выполнена домашняя лабораторная работа не по картинкам учебника биологии, а при помощи микроскопа. Детские микроскопы очень легки и компактны, часто комплектуются камерой-проектором и в целом являются аналогом лабораторного микроскопа. Для взрослого человека микроскоп - отличное занятие для отдыха. Отвлекает на все 100%.

Карманные микроскопы

Незаменимое устройство для людей увлеченных коллекционированием монет, марок, насекомых. Если Ваша работа связана с созданием или ремонтом ювелирных изделий, или микроэлектроники, то подобный микроскоп будет надежным помощником, ведь так часто приходится проверять подлинность нового экземпляра коллекции при покупке или контролировать качество пайки. Эти микроскопы отличаются компактностью. Питание обеспечивается от батарейки. По принципу работы они относятся к цифровым микроскопам. Обеспечивают увеличение до 100 крат. Может оказаться отличным подарком для ребёнка.

Микроскопы для пайки

При ремонте электронной техники очень часто приходится работать с очень мелкими элементами, а также в узлах, требующих сверхточной пайки. Вам просто необходим микроскоп. Микроскопы для пайки комплектуются стереоскопической насадкой дающей объёмное изображение, обладают большим расстоянием между объективом и предметным столиком, что позволяет наблюдать габаритные объекты (как бы «скользить» по их поверхности). Эти приборы великолепно подходят для создания и ремонта ювелирных изделий.

Стереоскопический микроскоп для пайки Bresser Biolux ICD Stereo

Геологические микроскопы

Данная группа микроскопов предназначена для исследования срезов геологических пород, используются для исследования поверхностей ровных, неровных, прозрачных и непрозрачных минеральных образцов, но также можно исследовать и обычные биологические препараты. Отличительной особенностью микроскопа является круглый, подвижной, вращающийся на 360 градусов, предметный столик, грубая и тонкая фокусировка, наличие координатного нониуса и поляризующего светофильтра.

Металлографические микроскопы

Эти микроскопы предназначены для исследования структуры металлов и сплавов. С их помощью можно анализировать толщину и качество напыления. Главная их конструктивная особенность - возможность перемещения микроскопа относительно наблюдаемого предмета (по аналогии с геологическими микроскопами), из-за крупных габаритов последнего. Металлографическими микроскопы, работают в отраженном свете (прямом или инвертированном) и укомплектованы окулярами с плоским полем изображения, так как в основном проводится наблюдение плоских объектов, дают увеличение до 2000 крат и работают без иммерсии.

Металлографический микроскоп Delta Optical NTX-L 5x-20x

Школьные микроскопы

Школьные микроскопы являются практически полным повторением лабораторного микроскопа, весьма просты в обращении. Предназначены для изучения гистологических препаратов и морфологических исследований в отражённом либо проходящем свете методом светлого поля. Часто комплектуются набором манипуляционных инструментов, камерой-проектором и набором препаратов. С таким микроскопом ребёнок 7-ми лет сможет самостоятельно разобраться. Отличный вариант для семейного досуга.

Микроскопы для фото

Этот раздел особенно интересен для любителей микрофотографии. Микроскопы для фото оборудованы тринокулярной насадкой, благодаря чему можно подключить РС - микроокуляр или фотоаппарат и параллельно проводить наблюдения, через вторую дополнительную бинокулярную насадку. Микроскоп работает как в проходящем, так и отраженном свете методом светлого поля, комплектуется координатным нониусом, оснащается грубой и тонкой фокусировкой. Будет отличным приобретением для любой исследовательской лаборатории либо бюро.

Цифровые микроскопы

В цифровых микроскопах изображение формируется при помощи оптоэлектронного преобразователя, где специальная матрица превращает световой поток в электрический сигнал и передаёт его на монитор компьютера или мультимедийный проектор. Некоторые модели микроскопов комплектуются LCD мониторами. Область применения таких микроскопов очень широка; они подходят как для домашних наблюдений, исследований гистологических препаратов, так и для ремонта ювелирных изделий, часов, мобильных телефонов и компьютеров. Создают дополнительный комфорт в работе с микрообъектами. Такой микроскоп будет отличным подарком любому коллекционеру марок или монет.

Микроскопы VIP класса

Это «мерседесы» микроскопической техники. Данные микроскопы являются универсальными приборами, подходящими практически для любых исследовательских задач. Обладают превосходными техническими и оптическими характеристиками. Прилагается дополнительная комплектация в виде инструментов для препарирования, предметных и покровных стёкол, кейса, заготовленных микропрепаратов, набора окаменелостей и много другого. Подобный микроскоп будет отличным подарком любому исследователю, специалисту, любителю.

Микроскопы для исследований

Отличительной особенностью исследовательского микроскопа является наличие в комплекте координатного нониуса, микрометрического и иммерсионного окуляра, благодаря чему можно проводить точные замеры наблюдаемых образцов. Микроскоп работает в проходящем или отраженном свете, оснащен грубой и тонкой фокусировкой, даёт сильное увеличение до 1600 крат. Исследовательские микроскопы часто дополняются тринокулярными насадками, дающими возможность подключения камеры или фотоаппарата к микроскопу.

Микроскоп для исследований Konus Infinity-2

Аксессуары к микроскопам

Приобретая микроскоп, всегда стоит также задуматься о аксессуарах к Вашему микроскопу. Если Вашей основной задачей является преподавательская деятельность в школе или ВУЗе, тогда Вам будет необходима цифровая камера ScopeTek eTrec 2,0MPix и полученные с её помощью изображения можно выводить на мультимедийный проектор или экран.

Вы желаете получать лучшее качество пайки при помощи микроскопа, тогда Вам пригодится дополнительный источник освещения, это может быть модуль подсветки такой как Delta Optical Evolution 200/300 или кольцевой осветитель Delta Optical LED64

Возможно, Ваш ребёнок делает успехи в изучении биологии. Подарив ему микроскоп, позаботьтесь о том, что же он будет наблюдать. Для таких ситуаций существуют целые наборы препаратов от 15 до 100 штук. Однозначно, юному биологу захочется приготовить образцы самостоятельно, тогда ему понадобятся чистые покровные и предметные стёкла.

Собираетесь проводить серьёзные исследования на больших увеличениях от 1000 до 1600 крат, тогда помните, что Вам обязательно понадобится иммерсионное масло!

И многое другое.

Что и как мы сможем увидеть в микроскоп?

Наверно нет ничего более увлекательного, чем микромир, ведь так здорово посмотреть на привычные для нас вещи и окружающие предметы при большом увеличении. Мы получаем возможность увидеть те микроорганизмы,о существовании которых мы и не догадывались, а тем более не подозревали, что они живут на нас. Чего только стоит рассмотреть под микроскопом грязь из-под ногтей или немытую кожуру фруктов.

Став счастливым обладателем микроскопа Вы сможете наблюдать разнообразные бактерии, споры и грибы, актиномицеты, риккетсии, вирусы (на микроскопах с увеличением выше 1400 крат), а также некоторые водоросли и многое другое.

Перед Вами откроется мир фантастических форм и ландшафтов, если заняться технической или геологической микрофотографией.

Помимо неповторимых образов, которые Вы сфотографируете или увидите, появятся знания в тех областях науки и техники, о которых в обычной жизни мы и не подозреваем. А единомышленников и ценителей микрофотографии в Инете Вы сейчас найдете не напрягаясь. Интеллектуальное сообщество всегда высоко оценивает и поддерживает работы в этом весьма необычном направлении искусства.

Две последние микрофотографии уже из истории научно-технической революции ХХ века. Слева снимок поверхности лунного грунта, доставленного на Землю советской автоматической станцией в 70-х годах. Справа – фотография участка микропроцессора компьютера, сделана в конце 90-х годов. Оба снимка сделаны посредством микроскопа в отраженном свете. Дерзайте. Может Ваши снимки войдут в историю.

Осталось совсем немного – приобрести микроскоп . Для этого посетите наш итернет-магазин. Для тех, кому необходимо более детально разобраться с характеристиками предлагаемых микроскопов, предлагаем прочитать следующую статью – «Как выбрать микроскоп».