Sąvokos „mikroskopas“šaknys yra graikiškos. Jį sudaro du žodžiai, kurie vertime reiškia „mažas“ir „žiūrėk“. Pagrindinis mikroskopo vaidmuo yra jo naudojimas tiriant labai mažus objektus. Tuo pačiu metu šis prietaisas leidžia nustatyti plika akimi nematomų kūnų dydį ir formą, struktūrą ir kitas charakteristikas.
Kūrybos istorija
Istorijoje nėra tikslios informacijos apie tai, kas buvo mikroskopo išradėjas. Remiantis kai kuriais š altiniais, jį 1590 metais sukūrė akinių gamybos meistro Jansseno tėvas ir sūnus. Kitas pretendentas į mikroskopo išradėjo titulą yra Galilėjus Galilėjus. 1609 m. šis mokslininkas Accademia dei Lincei pristatė prietaisą su įgaubtais ir išgaubtais lęšiais, skirtą viešam žiūrėjimui.
Bėgant metams mikroskopinių objektų peržiūros sistema tobulėjo ir tobulėjo. Didžiulis žingsnis jos istorijoje buvo paprasto achromatiškai reguliuojamo dviejų lęšių įrenginio išradimas. Šią sistemą 1600-ųjų pabaigoje pristatė olandas Christianas Huygensas. Šio išradėjo okuliaraiyra gaminami šiandien. Vienintelis jų trūkumas yra nepakankamas matymo lauko plotis. Be to, palyginti su šiuolaikiniais prietaisais, Huygens okuliarai turi nepatogią padėtį akims.
Ypatingą indėlį į mikroskopo istoriją įnešė tokių prietaisų gamintojas Anton Van Leeuwenhoek (1632–1723). Būtent jis atkreipė biologų dėmesį į šį prietaisą. Leeuwenhoekas pagamino mažo dydžio gaminius su vienu, bet labai tvirtu lęšiu. Naudoti tokius prietaisus buvo nepatogu, tačiau jie nepadaugino vaizdo defektų, kurie buvo sudėtiniuose mikroskopuose. Išradėjai šį trūkumą sugebėjo ištaisyti tik po 150 metų. Tobulėjant optikai, pagerėjo vaizdo kokybė sudėtiniuose įrenginiuose.
Šiandien tęsiamas mikroskopų tobulinimas. Taigi 2006 m. Vokietijos mokslininkai, dirbantys Biofizinės chemijos institute, Mariano Bossi ir Stefan Hell, sukūrė naujausią optinį mikroskopą. Dėl galimybės stebėti objektus, kurių matmenys 10 nm, ir trimačių aukštos kokybės 3D vaizdų, įrenginys buvo vadinamas nanoskopu.
Mikroskopų klasifikacija
Šiuo metu yra daug įvairių prietaisų, skirtų mažiems objektams tirti. Jų grupavimas pagrįstas įvairiais parametrais. Tai gali būti mikroskopo paskirtis arba pasirinktas apšvietimo metodas, optiniam dizainui naudojama struktūra ir kt.
Tačiau, kaip taisyklė, pagrindiniai mikroskopų tipaiyra klasifikuojami pagal mikrodalelių skiriamąją gebą, kurią galima pamatyti naudojant šią sistemą. Pagal šį skirstymą mikroskopai yra:
- optiniai (šviesos);
-elektroniniai;
-rentgeno spinduliai;-skanuojantis zondas.
Plačiausiai naudojami šviesos tipo mikroskopai. Platus jų pasirinkimas yra optikos parduotuvėse. Tokių prietaisų pagalba išsprendžiamos pagrindinės objekto tyrimo užduotys. Visi kiti mikroskopų tipai priskiriami specializuotiems. Paprastai jie naudojami laboratorijoje.
Kiekvienas iš aukščiau nurodytų įrenginių tipų turi savo porūšius, kurie naudojami tam tikroje srityje. Be to, šiandien galima įsigyti mokyklinį mikroskopą (arba mokomąjį), kuris yra pradinio lygio sistema. Siūloma vartotojams ir profesionaliems įrenginiams.
Programa
Kam skirtas mikroskopas? Žmogaus akis, būdama speciali biologinio tipo optinė sistema, turi tam tikrą skiriamosios gebos lygį. Kitaip tariant, tarp stebimų objektų yra mažiausias atstumas, kai juos dar galima atskirti. Įprastai akiai ši skiriamoji geba yra 0,176 mm. Tačiau daugumos gyvūnų ir augalų ląstelių, mikroorganizmų, kristalų matmenys, lydinių mikrostruktūra, metalai ir kt. yra daug mažesni už šią vertę. Kaip tyrinėti ir stebėti tokius objektus? Čia žmonėms į pagalbą ateina įvairių tipų mikroskopai. Pavyzdžiui, optinio tipo įrenginiai leidžia atskirti struktūras, kuriose atstumastarp elementų yra mažiausiai 0,20 µm.
Kaip veikia mikroskopas?
Įrenginys, leidžiantis žmogaus akiai ištirti mikroskopinius objektus, turi du pagrindinius elementus. Jie yra objektyvas ir okuliaras. Šios mikroskopo dalys yra pritvirtintos judančiame vamzdelyje, esančiame ant metalinio pagrindo. Jame taip pat yra temų lentelė.
Šiuolaikinių tipų mikroskopuose dažniausiai yra įrengta apšvietimo sistema. Tai visų pirma kondensatorius, turintis rainelės diafragmą. Privalomas didinimo įtaisų rinkinys yra mikro ir makro varžtai, skirti reguliuoti ryškumą. Mikroskopų konstrukcijoje taip pat numatyta sistema, kuri kontroliuoja kondensatoriaus padėtį.
Specializuotuose, sudėtingesniuose mikroskopuose dažnai naudojamos kitos papildomos sistemos ir prietaisai.
Lęšiai
Norėčiau pradėti mikroskopo aprašymą pasakojimu apie vieną iš pagrindinių jo dalių, tai yra apie objektyvą. Tai sudėtinga optinė sistema, padidinanti atitinkamo objekto dydį vaizdo plokštumoje. Lęšių dizainas apima visą ne tik pavienių, bet ir suklijuotų dviejų ar trijų lęšių sistemą.
Tokio optinio-mechaninio dizaino sudėtingumas priklauso nuo užduočių, kurias turi išspręsti vienas ar kitas įrenginys, spektro. Pavyzdžiui, sudėtingiausias mikroskopas turi iki keturiolikos lęšių.
Į objektyvą įtrauktayra priekinė dalis ir jai sekančios sistemos. Kuo remiantis kuriamas norimos kokybės įvaizdis, taip pat nustatoma darbo būsena? Tai priekinis objektyvas arba jų sistema. Norint užtikrinti reikiamą padidinimą, židinio nuotolį ir vaizdo kokybę, reikalingos vėlesnės objektyvo dalys. Tačiau tokių funkcijų įgyvendinimas įmanomas tik kartu su priekiniu objektyvu. Verta paminėti, kad kitos dalies dizainas turi įtakos vamzdžio ilgiui ir prietaiso objektyvo aukščiui.
okuliarai
Šios mikroskopo dalys yra optinė sistema, skirta sukurti reikiamą mikroskopinį vaizdą ant stebėtojo akių tinklainės paviršiaus. Okuliaruose yra dvi lęšių grupės. Artimiausia tyrinėtojo akiai yra vadinama akimi, o tolimoji – lauku (jos pagalba objektyvas sukuria tiriamo objekto vaizdą).
Apšvietimo sistema
Mikroskopas turi sudėtingą diafragmų, veidrodžių ir lęšių konstrukciją. Su jo pagalba užtikrinamas vienodas tiriamo objekto apšvietimas. Ankstyviausiuose mikroskopuose šią funkciją atlikdavo natūralūs šviesos š altiniai. Tobulėjant optiniams įrenginiams, jie iš pradžių pradėjo naudoti plokščius, o vėliau įgaubtus veidrodžius.
Tokių paprastų detalių pagalba saulės ar lempos spinduliai buvo nukreipti į tiriamąjį objektą. Šiuolaikiniuose mikroskopuose apšvietimo sistema yra tobulesnė. Jį sudaro kondensatorius ir kolektorius.
Temų lentelė
Mikroskopiniai preparatai, kuriuos reikia ištirti,dedami ant lygaus paviršiaus. Tai temų lentelė. Įvairių tipų mikroskopuose šis paviršius gali būti suprojektuotas taip, kad tiriamasis objektas stebėtojo matymo lauke suktųsi horizontaliai, vertikaliai arba tam tikru kampu.
Veikimo principas
Pirmajame optiniame įrenginyje lęšių sistema suteikė atvirkštinį mikroobjektų vaizdą. Tai leido pamatyti materijos sandarą ir smulkiausias detales, kurias reikėjo tirti. Šviesos mikroskopo veikimo principas šiandien panašus į refraktorinio teleskopo atliekamą darbą. Šiame įrenginyje šviesa lūžta, kai ji praeina pro stiklinę dalį.
Kaip didina šiuolaikiniai šviesos mikroskopai? Į prietaisą patekus šviesos spindulių pluoštui, jie paverčiami lygiagrečiu srautu. Tik tada okuliare atsiranda šviesos lūžis, dėl kurio padidėja mikroskopinių objektų vaizdas. Be to, ši informacija įvedama tokia forma, kokia reikalinga stebėtojui į jo vizualinį analizatorių.
Šviesos mikroskopų porūšiai
Šiuolaikiniai optiniai instrumentai klasifikuojami:
1. Pagal sudėtingumo klasę tyrimams, darbo ir mokykliniam mikroskopui.
2. Pagal taikymo sritį chirurginiams, biologiniams ir techniniams.
3. Pagal mikroskopijos tipus, skirtus atspindėtos ir skleidžiamos šviesos, fazinio kontakto, liuminescencinės ir poliarizacijos prietaisams.4. Šviesos srauto kryptimi į apverstą ir tiesioginę.
Elektroniniai mikroskopai
Laikui bėgant prietaisas, skirtas mikroskopiniams objektams tirti, tapo vis tobulesnis. Atsirado tokio tipo mikroskopai, kuriuose buvo naudojamas visiškai kitoks veikimo principas, nepriklausomas nuo šviesos lūžio. Naudojant naujausius prietaisų tipus, buvo įtraukti elektronai. Tokios sistemos leidžia matyti atskiras materijos dalis tokias mažas, kad šviesos spinduliai tiesiog teka aplink jas.
Kam skirtas elektroninio tipo mikroskopas? Jis naudojamas ląstelių struktūrai tirti molekuliniu ir tarpląsteliniu lygiu. Be to, panašūs įrenginiai naudojami virusams tirti.
Elektroninių mikroskopų dizainas
Kas yra naujausių mikroskopinių objektų stebėjimo prietaisų veikimo pagrindas? Kuo elektroninis mikroskopas skiriasi nuo šviesos mikroskopo? Ar yra kokių nors panašumų?
Elektroninio mikroskopo veikimo principas pagrįstas elektrinių ir magnetinių laukų savybėmis. Jų sukimosi simetrija gali fokusuoti elektronų pluoštus. Remdamiesi tuo, galime atsakyti į klausimą: „Kuo skiriasi elektroninis mikroskopas nuo šviesos mikroskopo? Jame, skirtingai nei optiniame įrenginyje, nėra lęšių. Jų vaidmenį atlieka tinkamai apskaičiuoti magnetiniai ir elektriniai laukai. Juos sukuria ritės, per kurias praeina srovė. Šiuo atveju tokie laukai veikia kaip susiliejantis lęšis. Kai srovė didėja arba mažėja, židinio nuotolis pasikeičia.instrumento atstumas.
Kalbant apie grandinės schemą, elektroninis mikroskopas turi panašią į šviesos įrenginio schemą. Vienintelis skirtumas yra tas, kad optiniai elementai pakeičiami į juos panašiais elektriniais.
Objekto padidinimas elektroniniuose mikroskopuose atsiranda dėl šviesos pluošto, einančio per tiriamą objektą, lūžio proceso. Skirtingais kampais spinduliai patenka į objektyvo plokštumą, kur vyksta pirmasis mėginio padidinimas. Tada elektronai pereina į tarpinį lęšį. Jame sklandžiai keičiasi objekto dydžio padidėjimas. Galutinį tiriamos medžiagos vaizdą suteikia projekcinis lęšis. Nuo jo vaizdas patenka į fluorescencinį ekraną.
Elektroninių mikroskopų tipai
Šiuolaikiniai didintuvų tipai:
1. TEM, arba perdavimo elektronų mikroskopas. Šioje sąrankoje labai plono, iki 0,1 µm storio, objekto vaizdas susidaro sąveikaujant elektronų pluoštui su tiriama medžiaga ir vėliau jį padidinant magnetiniais lęšiais objektyve.
2. SEM, arba skenuojantis elektroninis mikroskopas. Toks prietaisas leidžia gauti objekto paviršiaus vaizdą su didele, kelių nanometrų eilės skiriamąja geba. Naudojant papildomus metodus, toks mikroskopas suteikia informacijos, kuri padeda nustatyti paviršinių sluoksnių cheminę sudėtį.3. Tunelinis skenuojantis elektroninis mikroskopas arba STM. Naudojant šį įrenginį, laidžių paviršių reljefas su dideliu erdviniuleidimas. Darbo su STM metu į tiriamą objektą atnešama aštri metalinė adata. Tuo pačiu metu išlaikomas tik kelių angstremų atstumas. Tada ant adatos taikomas nedidelis potencialas, dėl kurio atsiranda tunelio srovė. Tokiu atveju stebėtojas gauna trimatį tiriamo objekto vaizdą.
Leuvenhuko mikroskopai
2002 m. Amerikoje atsirado nauja optinius instrumentus gaminanti įmonė. Jos gaminių asortimentą sudaro mikroskopai, teleskopai ir žiūronai. Visi šie įrenginiai išsiskiria aukšta vaizdo kokybe.
Pagrindinė įmonės buveinė ir plėtros skyrius yra JAV, Fremondo mieste (Kalifornija). Tačiau gamybos įrenginiai yra Kinijoje. Dėl viso to įmonė rinkai tiekia pažangius ir aukštos kokybės produktus už prieinamą kainą.
Ar jums reikia mikroskopo? Levenhuk pasiūlys reikiamą variantą. Įmonės optinės įrangos asortimente – skaitmeniniai ir biologiniai įrenginiai, skirti didinti tiriamą objektą. Be to, pirkėjui siūlomi dizainerių modeliai, pagaminti iš įvairių spalvų.
Levenhuk mikroskopas turi daug funkcijų. Pavyzdžiui, pradinio lygio treniruoklis gali būti prijungtas prie kompiuterio ir taip pat gali filmuoti vykstančius tyrimus. Levenhuk D2L modelis aprūpintas šia funkcija.
Bendrovė siūlo įvairaus lygio biologinius mikroskopus. Tai paprastesni modeliai ir naujovės,tinka profesionalams.
