Терминът "микроскоп" има гръцки корени. Състои се от две думи, които в превод означават "малък" и "поглед". Основната роля на микроскопа е използването му при изследване на много малки обекти. В същото време това устройство ви позволява да определяте размера и формата, структурата и други характеристики на тела, невидими с просто око.
История на създаването
Няма точна информация за това кой е изобретателят на микроскопа в историята. Според някои източници той е проектиран през 1590 г. от бащата и сина на Янсен, майстор в производството на очила. Друг претендент за титлата изобретател на микроскопа е Галилео Галилей. През 1609 г. този учен представя устройство с вдлъбнати и изпъкнали лещи за публично гледане в Accademia dei Lincei.
През годините системата за разглеждане на микроскопични обекти се развива и подобрява. Огромна стъпка в неговата история беше изобретяването на просто ахроматично регулируемо устройство с две лещи. Тази система е въведена от холандеца Кристиан Хюйгенс в края на 1600-те. Окуляри на този изобретателса в производство днес. Единственият им недостатък е недостатъчната широчина на зрителното поле. Освен това, в сравнение със съвременните устройства, окулярите на Huygens имат неудобна позиция за очите.
Специален принос към историята на микроскопа има производителят на такива инструменти Антон Ван Льовенхук (1632-1723). Именно той привлече вниманието на биолозите към това устройство. Левенхук правеше малки по размер продукти, оборудвани с една, но много здрава леща. Беше неудобно да се използват такива устройства, но те не удвоиха дефектите на изображението, които присъстваха в съставните микроскопи. Изобретателите успяха да коригират този недостатък едва след 150 години. Заедно с развитието на оптиката, качеството на изображението в композитните устройства се подобри.
Усъвършенстването на микроскопите продължава и днес. И така, през 2006 г. немски учени, работещи в Института по биофизична химия, Мариано Боси и Стефан Хел, разработиха най-новия оптичен микроскоп. Поради възможността за наблюдение на обекти с размери 10 nm и триизмерни висококачествени 3D изображения, устройството беше наречено наноскоп.
Класификация на микроскопите
В момента има голямо разнообразие от инструменти, предназначени за изследване на малки обекти. Групирането им се основава на различни параметри. Това може да е целта на микроскопа или възприетия метод на осветяване, структурата, използвана за оптичния дизайн и т.н.
Но, като правило, основните видове микроскописе класифицират според разделителната способност на микрочастиците, които могат да се видят с помощта на тази система. Съгласно това разделение, микроскопите са:
- оптични (светлинни);
-електронни;
-рентгенови;- сканираща сонда.
Най-широко използваните микроскопи са от светлинен тип. Богат им избор се предлага в магазините за оптика. С помощта на такива устройства се решават основните задачи за изучаване на обект. Всички останали видове микроскопи се класифицират като специализирани. Използването им обикновено се извършва в лаборатория.
Всеки от горните типове устройства има свои подвидове, които се използват в определена област. Освен това днес е възможно да закупите училищен микроскоп (или образователен), който е система от начално ниво. Предлага се на потребителите и професионалните устройства.
Заявление
За какво е микроскопът? Човешкото око, като оптична система от специален биологичен тип, има определено ниво на разделителна способност. С други думи, има най-малкото разстояние между наблюдаваните обекти, когато те все още могат да бъдат разграничени. За нормално око тази разделителна способност е в рамките на 0,176 mm. Но размерите на повечето животински и растителни клетки, микроорганизми, кристали, микроструктурата на сплави, метали и т.н. са много по-малки от тази стойност. Как да изучаваме и наблюдаваме такива обекти? Тук на помощ на хората идват различни видове микроскопи. Например устройствата от оптичен тип позволяват да се разграничат структури, в които разстояниетомежду елементите е минимум 0,20 µm.
Как работи микроскопът?
Уредът, който дава възможност на човешкото око да изследва микроскопични обекти, има два основни елемента. Те са лещата и окуляра. Тези части на микроскопа са фиксирани в подвижна тръба, разположена върху метална основа. Има и таблица с предмети.
Модерните видове микроскопи обикновено са оборудвани със система за осветление. Това е по-специално кондензатор с ирисова диафрагма. Задължителен комплект от увеличителни устройства са микро и макро винтове, които служат за регулиране на остротата. Дизайнът на микроскопите също така предвижда наличието на система, която контролира позицията на кондензатора.
В специализирани, по-сложни микроскопи често се използват други допълнителни системи и устройства.
Обективи
Бих искал да започна описанието на микроскопа с разказ за една от основните му части, тоест от обектива. Те са сложна оптична система, която увеличава размера на въпросния обект в равнината на изображението. Дизайнът на лещите включва цяла система от не само единични, но и залепени две или три лещи.
Сложността на такъв оптико-механичен дизайн зависи от обхвата на задачите, които трябва да бъдат решени от едно или друго устройство. Например, най-сложният микроскоп има до четиринадесет лещи.
Включен в обективаса челната част и системите, които я следват. Каква е основата за изграждане на образ с желаното качество, както и определяне на работното състояние? Това е предна леща или тяхната система. Следващите части от обектива са необходими, за да осигурят необходимото увеличение, фокусно разстояние и качество на изображението. Изпълнението на подобни функции обаче е възможно само в комбинация с предна леща. Струва си да се спомене, че дизайнът на следващата част влияе върху дължината на тръбата и височината на лещата на устройството.
Окуляри
Тези части на микроскопа са оптична система, предназначена да изгради необходимото микроскопично изображение върху повърхността на ретината на очите на наблюдателя. Окулярите съдържат две групи лещи. Най-близкото до окото на изследователя се нарича око, а далечното се нарича полето (с негова помощ лещата изгражда изображение на изследвания обект).
Осветителна система
Микроскопът има сложен дизайн от диафрагми, огледала и лещи. С негова помощ се осигурява равномерно осветяване на изследвания обект. В най-ранните микроскопи тази функция се изпълняваше от естествени източници на светлина. Тъй като оптичните устройства се усъвършенстваха, те започнаха да използват първо плоски, а след това вдлъбнати огледала.
С помощта на такива прости детайли лъчите от слънцето или лампата бяха насочени към обекта на изследване. В съвременните микроскопи осветителната система е по-съвършена. Състои се от кондензатор и колектор.
Таблица с предмети
Микроскопски препарати, изискващи изследване,се поставят върху равна повърхност. Това е тематичната таблица. Различни видове микроскопи могат да имат тази повърхност, проектирана по такъв начин, че обектът на изследване да се върти в зрителното поле на наблюдателя хоризонтално, вертикално или под определен ъгъл.
Принцип на действие
В първото оптично устройство системата от лещи осигуряваше обратен образ на микрообекти. Това даде възможност да се види структурата на материята и най-малките детайли, които трябваше да бъдат изследвани. Принципът на действие на светлинния микроскоп днес е подобен на работата, извършвана от рефракторния телескоп. В това устройство светлината се пречупва, докато преминава през стъклената част.
Как увеличават съвременните светлинни микроскопи? След като сноп от светлинни лъчи влезе в устройството, те се преобразуват в паралелен поток. Едва тогава настъпва пречупването на светлината в окуляра, поради което изображението на микроскопични обекти се увеличава. Освен това тази информация влиза във формата, необходима за наблюдателя в неговия визуален анализатор.
Подвидове светлинни микроскопи
Модерните оптични инструменти са класифицирани:
1. Според класа на сложност за изследователски, работен и училищен микроскоп.
2. По област на приложение за хирургични, биологични и технически.
3. По видове микроскопия за устройства за отразена и пропусната светлина, фазов контакт, луминесцентна и поляризационна.4. По посока на светлинния поток към обърнат и директен.
Електронни микроскопи
С течение на времето едно устройство, предназначено за изследване на микроскопични обекти, става все по-съвършено. Появиха се такива видове микроскопи, в които беше използван съвсем различен принцип на работа, независим от пречупването на светлината. В процеса на използване на най-новите видове устройства бяха включени електрони. Такива системи позволяват да се видят отделни части от материята, толкова малки, че светлинните лъчи просто обикалят около тях.
За какво е микроскоп от електронен тип? Използва се за изследване на структурата на клетките на молекулярно и субклетъчно ниво. Също така подобни устройства се използват за изследване на вируси.
Дизайн на електронни микроскопи
Какво е в основата на работата на най-новите инструменти за разглеждане на микроскопични обекти? По какво се различава електронният микроскоп от светлинния? Има ли прилики между тях?
Принципът на действие на електронния микроскоп се основава на свойствата, които притежават електрическите и магнитните полета. Тяхната ротационна симетрия е в състояние да има фокусиращ ефект върху електронните лъчи. Въз основа на това можем да отговорим на въпроса: „По какво се различава електронният микроскоп от светлинния?“В него, за разлика от оптично устройство, няма лещи. Тяхната роля се играе от подходящо изчислени магнитни и електрически полета. Те се създават от завои на намотки, през които преминава ток. В този случай такива полета действат като събирателна леща. Когато токът се увеличава или намалява, фокусното разстояние се променя.разстояние на инструмента.
Що се отнася до електрическата схема, електронният микроскоп я има подобна на схемата на светлинно устройство. Единствената разлика е, че оптичните елементи се заменят с електрически подобни на тях.
Увеличаването на обект в електронните микроскопи се получава поради процеса на пречупване на лъч светлина, преминаващ през изследвания обект. Под различни ъгли лъчите влизат в равнината на обективната леща, където се извършва първото увеличение на пробата. Тогава електроните преминават пътя към междинната леща. При него има плавна промяна в увеличаването на размера на обекта. Крайното изображение на изследвания материал се дава от прожекционния обектив. От него изображението пада върху флуоресцентния екран.
Видове електронни микроскопи
Модерните видове лупи включват:
1. ТЕМ или трансмисионен електронен микроскоп. При тази настройка изображение на много тънък обект, с дебелина до 0,1 µm, се формира от взаимодействието на електронен лъч с изследваното вещество и последващото му увеличение от магнитни лещи в обектива.
2. SEM или сканиращ електронен микроскоп. Такова устройство позволява да се получи изображение на повърхността на обект с висока разделителна способност от порядъка на няколко нанометра. Когато се използват допълнителни методи, такъв микроскоп предоставя информация, която помага да се определи химическия състав на близките до повърхността слоеве.3. Тунелен сканиращ електронен микроскоп или STM. С помощта на това устройство, релефът на проводими повърхности с висока пространственаразрешение. В процеса на работа с STM, остра метална игла се довежда до изследвания обект. В същото време се поддържа разстояние само от няколко ангстрьома. След това към иглата се прилага малък потенциал, поради което възниква тунелен ток. В този случай наблюдателят получава триизмерно изображение на обекта, който се изследва.
микроскопи Leuwenhoek
През 2002 г. в Америка се появява нова компания за производство на оптични инструменти. Продуктовата му гама включва микроскопи, телескопи и бинокли. Всички тези устройства се отличават с високо качество на изображението.
Главният офис и отделът за развитие на компанията се намират в САЩ, в град Фримонд (Калифорния). Но що се отнася до производствените мощности, те се намират в Китай. Благодарение на всичко това, компанията доставя модерни и висококачествени продукти на пазара на достъпна цена.
Имате ли нужда от микроскоп? Левенхук ще предложи необходимия вариант. Гамата от оптична техника на фирмата включва дигитални и биологични устройства за увеличаване на изследвания обект. Освен това на купувача се предлагат и дизайнерски модели, изпълнени в различни цветове.
Микроскопът Levenhuk има широка функционалност. Например, устройство за обучение от начално ниво може да бъде свързано към компютър и също така да може да заснема видео от текущи изследвания. Моделът Levenhuk D2L е оборудван с тази функционалност.
Компанията предлага биологични микроскопи от различни нива. Това са по-прости модели и новости,подходящ за професионалисти.
