Преди да научим подробно за частите, от които е съставен микроскопът, е важно да знаем Какво е този инструмент и защо той представлява научна революция?Микроскопът е оптичен инструмент, предназначен да създава силно увеличени изображения на изключително малки обекти, като например клетки, микроорганизми или вътрешни тъканни структурикоито са практически невидими за човешкото око. Позволявайки наблюдението на тези елементи и разграничаването на фините им детайли, микроскопът се превърна в основен инструмент за научната практика.
Микроскопът трябва да може да изпълнява три основни задачи: увеличаване на изображението (направи го по-голям), разрешава много фини детайли (разграничаване на много близки точки като отделни елементи) и да се проектира това изображение по такъв начин, че човешкото око или камерата да могат да го видят ясноЗа да се постигне това, той комбинира серия от механични и оптични елементи, които работят заедно. Разбирането на частите на микроскопа и техните функции е от съществено значение за правилното му използване и избягване на грешки при фокусиране, осветяване или интерпретация на пробата.
Малко история
Изобретяването на микроскопа остава несигурно. Въпреки споменаването на холандски търговец на име Антон Ван Левенхук, който е известен като бащата на микробиологията Въпреки че му се приписва откриването на червените кръвни клетки и усъвършенстването на микроскопите, първото изобретение всъщност е дело на холандски производител на лещи на име Захариас Янсен и баща му Ханс Янсен. Това се случва около 1590 г.
Тези ранни дизайни съответстваха на много рудиментарен сложен микроскопСъстоеше се от удължена тръба с лещи в краищата си. Това беше сложен микроскоп с тръба с дължина приблизително 45 см и диаметър 5 см, с изпъкнала леща в двата края. Гледането през тази система създаваше увеличени изображения, макар и с много оптични аберации и цветни ореоли, дължащи се на... хроматична и сферична аберация.
Около 1673 г. холандецът Антони Ван Льовенхук, който беше продавач на платове без официално научно образованиеТой се заинтересувал от миниатюрните изображения на живота, които възприемал, когато наблюдавал тъкани с лупи, което го накарало да произведе свои собствени прости микроскопи с една леща. Благодарение на умението си да полира висококачествени лещи, той постигнал изненадващи за времето си увеличения, превръщайки се по този начин в истински експерт. ловец на микроби.
Някои твърдят, че е изработил повече от 500 увеличителни лещис които те биха могли да увеличат първоначалния размер на микроорганизмите до 500 пъти. На ван Льовенхук се приписват откритията на бактерии, протозои и, според някои публикации, също така и спермаВъпреки че неговите микроскопи са били технически прости (с една леща), те са превъзхождали много съставни микроскопи от своето време по качество на изображението, именно защото са представяли по-малко проблеми с оптичните аберации.
Междувременно, други учени, като например Робърт Хук Те разработили по-сложни съставни микроскопи. Хук описал структурата на корка в едно от своите произведения и въвел термина "клетка" след като видя малки кухини, които му напомняха за клетките на пчелна пита. С течение на времето и благодарение на подобренията в производството на лещи и механиката на инструментите, микроскопите придобиха резолюция, стабилност и лекота на използване, като в крайна сметка се превърнаха в мощния лабораторен инструмент, който познаваме днес.
Последващи постижения във формулирането на стъкло, Корекция на хроматичните аберации Въвеждането на антирефлексни покрития направи възможно производството на много по-прецизни лещи и окуляри. По-късно бяха включени електрически източници на светлина, системи за фино фокусиране, бинокулярни окуляри и, в съвременната епоха, ... цифрови и интелигентни микроскопи които интегрират камери, софтуер за анализ на изображения и автоматизация на задачи като фотомикрография, регулиране на експозицията или серийно заснемане на изображения.
Класификация на микроскопите
Съществува широка гама от микроскопи, което позволява класифицирането им според няколко ключови критерия. Разбирането на тези класификации е полезно за избор на правилния тип микроскоп в зависимост от предназначението му в лаборатория, училище или индустрия.
Основна класификация се прави според броя на лещите, осветителната система, светлопропускливостта, броя на окулярите и конфигурацията на нейните елементи.
- Според броя на лещите: Прости (с една леща, като лупа) и сложни (комбинират обектив и окуляр, за да се постигне увеличение на два етапа).
- Според осветителната система: Оптична видима светлина (най-разпространената в обучението и лабораторията), електронна (като трансмисионен или сканиращ електронен микроскоп), ултравиолетова светлина, поляризирана светлина и флуоресценция.
- Според пропускането на светлината: Пропускаща светлина (светлината преминава през пробата, идеална за тънки тъкани) и отразена или епископична светлина (светлината се отразява от повърхността на пробата, широко използвана в материалите и електрониката).
- Според броя на окулярите: Монокуляр (един окуляр), бинокуляр (два окуляра за по-удобно наблюдение и видимо стереоскопично зрение) и тринокуляр (два окуляра за директно наблюдение и трета тръба за камера).
- Според конфигурацията на елементите: Цифрови (интегрират камера и често компютърна връзка), стереоскопични или дисекционни (предлагат видимо триизмерно изображение и малки увеличения, много полезни за теренна работа или дисекция).
Съществуват и други видове специализирани микроскопи, като например: тъмно поле (подобрява контраста на леко оцветени проби), конфокален (произвежда изображения с висока резолюция и 3D оптични разрези) и на фазов контраст (идеален за прозрачни, неоцветени живи клетки).
В допълнение към разграничаването между видовете, при избора на микроскоп е препоръчително да се вземат предвид и параметри като резолюция (възможност за разделяне на две много близки точки), полезна усилваща мощносткачеството на лещите и кондензора, както и наличен бюджетНякои модели осигуряват по-висока резолюция с по-малко видимо увеличение, което може да бъде по-полезно от преувеличеното увеличение, но без реални детайли.
Части от микроскоп
За да определим частите на микроскопа, говорим за два основни комплекта: механичната система y оптичната система.
Механичната система е съставена от всички части, които осигуряват опора, стабилност и движение към оптичните елементи. Оптичната система се състои от лещи и свързани с тях компоненти формиране на изображение, уголемяване и осветяванеКомбинираната работа на двете системи е това, което позволява пробата, поставена на предметната маса, да бъде ясно наблюдавана.
Много текстове също така споменават три общи структурни части: глава или тяло (където са концентрирани повечето оптични елементи), база (подпора и осветление) и ръка (връзка между основата и главата). Въпреки че имената може леко да се различават, функцията е по същество една и съща.
Механична система на микроскопа
В cuanto др Механична системаМонтажът, наричан още монтажна платформа, се предлага в различни форми и размери. Има големи, средни и малки или преносими модели. По-големите модели често включват всички необходими елементи за професионална работакакто и позволява обмен на части и аксесоари, за да се правят много разнообразни наблюдения.
Въпреки разликите в размера, повечето съставни оптични микроскопи споделят сходни характеристики и части, където структурните елементи са отговорни за дръжте пробите подравнени, осигурете стабилност на устройството и позволяват прецизни движения за фокусиране.
-
Основа или крак:
Обикновено това е най-тежката част, за да се осигури необходими са баланс и стабилност от съществено значение за провеждане на изследването. Намира се в долната част на микроскопа и Останалите елементи са монтирани върху него.Обикновено е с Y-образна, подковообразна или правоъгълна форма, а вътре в нея се помещава, в повечето съвременни модели, осветител или източник на светлина.
Включва някои от долната част неплъзгащи се гумени брони за да се предотврати хлъзгането на микроскопа по повърхността, върху която е поставен. Тази основа също така помага за абсорбиране на малки вибрации, което подобрява остротата на изображението при използване на голямо увеличение.
-
рамото:
Това е междинната част на микроскопа, която свързва всички негови части и представлява скелет на микроскопТой е отговорен за свързването на повърхността, върху която е поставена пробата, с окуляра, през който тя може да се наблюдава. Различните лещи в микроскопа са прикрепени към рамото, както обективната леща, така и окулярната леща.
В много модели рамото включва и макрометрична и микрометрична система за фокусиране Той служи и като дръжка за безопасно транспортиране на микроскопа. Затова, когато местите оборудването, се препоръчва да го държите за рамото с едната ръка и да поддържате основата с другата, като избягвате удари и неправилно подравняване.
-
Вал:
Пробата, която ще се наблюдава, се поставя там. Сцената е плоска, твърда повърхност, обикновено метална, върху която е поставено предметното стъкло с образеца. Вертикалното положение на тази повърхност в отношение към обективните лещи Регулира се чрез два винта, разположени много близо до основата или на самото рамо.
Платото има централен отвор през който се осветява пробата, тъй като светлинният лъч от крушката или огледалото трябва да премине през нея. Съществуват и две скоби, прикрепени към това, наречени скоби за плоча, които здраво държат слайда.
По-усъвършенстваните микроскопи използват механична плочаТова включва винтове или копчета за контролирано движение на пробата по осите X и Y (хоризонтално и вертикално). Това позволява сканиране на пробата без да я докосвате с пръсти, което води до плавни и прецизни движения по време на наблюдение.
-
Пинсети:
Те са фиксирани към плочата и позволяват дръжте пробата във фиксирано положениеНеговата функция е да предотвратява движението на слайда по време на фокусиране или при преместване на предметната маса, което е особено важно при работа с големи увеличения или при извършване на прецизни измервания.
-
Груб винт:
Неговата функция е да регулира вертикалното положение на пробата спрямо обектива. Този по-голям винт действа върху тръбата или предметната маса, позволявайки относително големи измествания във вертикална посока. Използва се за получаване на начален фокус, който след това се допълва със следващия винт, наречен микрометрични винти.
Движението, което генерира, обикновено е подобно на това на ципчрез бързо приближаване или отдалечаване на обективите от пробата. Следователно, трябва да се използва внимателно при работа с обективи с голямо увеличение, за да се избегне удар на лещата в предметното стъкло.
-
Микрометров винт:
Той има по-голяма прецизност, така че се използва за постигане на фино и прецизно фокусиране на пробата. Настройката му трябва да се извършва бавно за вертикалното изместване на предметната маса или тръбата. Движенията, които произвежда, са изключително малки (от порядъка на хилядни от милиметъра), което позволява фина настройка на фокуса за постигане на максимална степен на рязкост.
В много микроскопи копчетата за груба и фина настройка са комбинирани в едно коаксиална система (две концентрични колела), което улеснява боравенето и спестява място на рамото на инструмента.
-
Разбъркайте:
Това е въртящата се част, където са монтирани лещите. Известна е още като обективна кула или носова частСтрува си да се отбележи, че всеки обектив има специфични характеристики; тоест, всеки осигурява различно увеличение. Револверът ви позволява да изберете най-подходящия обектив за специфичните нужди на изследването.
Револверът обикновено ви позволява да избирате между три или четири различни целиВъпреки че някои усъвършенствани модели може да включват повече. Обикновено включва система за щракване или спиране, която показва кога лещата е правилно центрирана по оптичната ос. Това центриране е от съществено значение за рязко изображение и добре подравнено зрително поле.
-
тръба:
Както подсказва името му, това е тръба, прикрепена към рамото на микроскоп който позволява връзката между окуляра и обективите. Това е структурен компонент, който е от съществено значение за поддържането на правилното подравняването на оптичните елементиПри някои конструкции тръбата може да бъде разделена на няколко сегмента, особено при тринокулярни микроскопи или такива с накланящи се глави.
При бинокулярните микроскопи тръбата се разделя на два клона, за да побере двата окуляра и в много случаи позволява регулиране междузенично разстояниеадаптирайки се към разстоянието между очите на потребителя за комфортно гледане.
В допълнение към тези части, някои микроскопи включват ограничител на кадъра или ограничител на фокуса който контролира докъде може да се повдигне предметната маса, предотвратявайки контакта на обектива с предметното стъкло и потенциалното повреждане както на пробата, така и на оптиката.
Части на оптичната система
Вече обяснихме елементите, които изграждат механичната система на микроскопа. Сега ще научим подробно за части от оптичната системаТази система е отговорна за генерирането и манипулирането на адекватна светлина това е оправдано според изследването, което ще се проведе, както и за формиране и разширяване на образа на извадката.
Оптичните части на микроскопа се използват за вижте, увеличете и създайте ясен образ на проба, поставена върху предметно стъкло. Те включват лещи, диафрагми, призми и източник на светлина. Всички те са проектирани да намалят, доколкото е възможно, проблеми като изкривяване, размазване и цветови аберации.
-
Прожектор или източник на светлина:
Разбира се, това е съществен елемент, тъй като генерира светлината, насочена към пробата. В зависимост от вида на микроскопа, светлинният лъч, излъчван от лампата, се насочва към огледало, което от своя страна... времето го отклонява към извадката, или се отправя директно към кондензатора, разположен под плочата.
Източникът на светлина обикновено е халогенна или LED лампа Интегриран в основата на микроскопа, с относително ниско напрежение, за да се избегне прегряване на пробата. Някои модели позволяват регулиране на интензитета на светлината с помощта на потенциометър или реостаткоето помага за регулиране на контраста и визуалния комфорт на наблюдателя.
Позицията на фокуса ще зависи от това дали е микроскоп от отразена светлина или пропусната светлинаПри преминаваща светлина източникът на светлина е под предметната маса. При отразена светлина осветителят е разположен отгоре и светлината пада върху повърхността на пробата отгоре.
-
Кондензатор:
Той отговаря за да концентрира и фокусира светлинните лъчи които идват от източника на светлина към пробата. Обикновено те са разминаващи се, така че кондензерът променя посоката им, правейки ги успоредни или дори сходящи, така че да осветяват зрителното поле хомогенно.
Намира се точно под плочата и обикновено е придружен от механизъм за самофокусиране (копче за фокусиране на кондензатора), което ви позволява да го повдигате или спускате, за да регулирате начина, по който светлината попада върху пробата, нещо особено важно при работа с по-големи увеличения (над 400x).
При висококачествените микроскопи, използването на Кондензаторът на АбеПроектиран да предлага висока числена апертура и много контролирано осветление, което помага за получаване на ясни и добре контрастирани изображения дори с обективи с голямо увеличение.
-
Мембрана:
Тази част ви позволява да регулирате количество светлина, влизаща в пробатаТова действие за регулиране на светлината отваря възможността за промяна контрастът, с който се наблюдава пробатаДиафрагмата е разположена точно под предметната маса, свързана с кондензера, и оптималната ѝ настройка зависи от вида на наблюдаваната проба, както и от прозрачност на същото.
Работи подобно на ирис на човешкото окоБлендата: когато се отваря, тя пропуска повече светлина, а когато се затваря, я намалява. Правилното регулиране на блендата помага да се избегнат твърде ярки или твърде тъмни изображения и ви позволява да подчертаете детайли, които биха могли да останат незабелязани при неправилно осветление.
-
Objetivo:
Този елемент е набор от лещи, които са най-близо до пробатаТези лещи осигуряват първия етап на увеличение. Обективите са монтирани на револвера, което позволява избора на подходящ обектив за необходимото увеличение.
Отстрани на тях е написано следното: увеличение (напр. 4x, 10x, 40x, 100x) и числено отваряне което те признават, ключов параметър за разделителната способност. По природа фокусното им разстояние е много кратко, особено при обективите с голямо увеличение, което изисква приближаване на обектива много близо до образеца, за да се получи фокусирано изображение.
Много микроскопи имат поне три цели: едната от тях е малко увеличение или сканиране, едно междинен и един от високо увеличениеНякои включват обектив за маслена имерсия, който позволява по-голяма разделителна способност чрез увеличаване на коефициента на пречупване между лещата и пробата.
-
Очни:
След като обективът осигурява първия етап на увеличение, окулярът, бидейки оптичен елемент, е това, което осигурява втори етап на уголемяване на изображениетоТоест, той също така увеличава изображението, което преди това е било увеличено от обектива, въпреки че увеличението, осигурено от окуляра, обикновено е по-малко от това на обектива.
Въпреки това, именно чрез този елемент човек може всъщност наблюдавайте пробатаПовечето стандартни окуляри предлагат 10x увеличение, въпреки че се предлагат и окуляри с 5x, 15x или 20x увеличение в зависимост от вида работа. Тук се намесва класификацията на микроскопите. монокуляри, бинокли и дори тринокуляри.
Разбирайки тогава, че общо увеличение на микроскопа Увеличението се определя от комбинацията на обектива и окуляра (умножаване на двете стойности). Изборът на правилната комбинация е ключов за балансиране на увеличението, зрителното поле и яркостта. Прекомерното увеличение без достатъчна разделителна способност осигурява само много голямо изображение, но такова, на което липсват полезни детайли.
-
Оптична призма:
Според някои медицински текстове, някои микроскопи включват вътре призми, способни да коригират посоката на светлинатаТози елемент е от съществено значение в случая на бинокулярните микроскопи, тъй като призмата разделя светлинния лъч, идващ от обектива, така че той да може да бъде насочен към два различни окуляра.
В допълнение към разделянето на лъча, тези призми могат правилна ориентация на изображениетотака че наблюдаваното да се появява с правилната ориентация, а не обърнато или преобърнато, което улеснява интерпретацията на пробата. При тринокулярните микроскопи призмите могат също да насочват част от светлината към третата тръба, към която е прикрепена камера за фотомикрография или видео в реално време.
Други електрически и контролни елементи
Много съвременни модели включват вътрешен или външен трансформатор който адаптира електрическия ток към нуждите на лампата на микроскопа, тъй като мощността на крушката обикновено е по-ниска от тази на битовата електрическа мрежа. Някои трансформатори имат контрол на интензитета което ви позволява да променяте яркостта, без да се налага да докосвате диафрагмата, като по този начин постигате по-комфортно осветление за дълги сесии на наблюдение.
С всичко описано по-горе, можем да бъдем сигурни в елементите, които изграждат микроскопа, който е основен инструмент за изучаване на микроорганизми, влияещи върху развитието на човечеството, в биомедицински изследвания, при анализа на материалите и при изследването на enfermedades както и възможните му лечения. Благодарение на комбинацията от стабилна механична структура с прецизна оптична система и контролирано осветление, този инструмент разшири границите на това, което човешкото око може да види, и завинаги промени начина, по който разбираме микроскопичния свят.