Сам себе ученый (мир через бумажный микроскоп)

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Микроскоп — удивительный прибор, волшебное окно, через которое можно заглянуть в загадочный микромир. Это подобно своего рода путешествию в параллельный мир, который находится здесь, неподалеку, но скрыт от большинства людей.

Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «био/мол/текст»-2018.

---

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

---

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

---

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Введение

Какова же история создания этого удивительного прибора? Увеличивающие линзы были известны с XI века, и очки распространились по Европе в XIV веке.

Традиционно изобретение первого микроскопа с увеличением в 3–9 раз приписывают отцу и сыну — Хансу и Захарию Янсенам в 1595 году. Есть также версия, что первый микроскоп создал Корнелиус Дреббель. Среди изобретателей первых микроскопов был и Галилей, создавший свой прибор в 1609 году. Но ни один из вышеперечисленных изобретателей не оставил подробных описаний микромира. Микроскопия как наука началась с Роберта Гука, который в 1665 году издал книгу, где подробно описал устройство микроскопа, основы оптики и первые наблюдения за биологическими объектами, иллюстрированные подробными рисунками. Микроскоп Гука состоял из трех линз и источника света — эта основа сохраняется и в современной микроскопии.

В 1674 году Антони Ван Левенгук написал письмо в Лондонское Королевское общество, заявив об открытии чего-то неординарного. Он был увлечен шлифованием стекол, и желание познать мир прославили его как гениального ученого-самоучку, первооткрывателя микробов. Левенгук был известен своим энтузиазмом в работе с микроскопами, которые он сделал сам. По современным меркам, приборы Левенгука были простыми. Созданные им линзы, величиной не больше крупной горошины, обладали способностью увеличивать предметы в несколько сотен раз и отличались большой точностью. Линзы Левенгук вставлял в металлические оправы, тоже изготовленные им собственноручно, и крепил в специальных держателях с металлической иглой для насаживания объектов наблюдения. Устанавливая свои линзы в металлические оправы, он собрал микроскоп и с его помощью проводил самые передовые по тем временам исследования. Всего за свою жизнь он изготовил более 500 линз и как минимум 25 микроскопов, девять из которых дошли до наших дней. С помощью своих линз Левенгук рассматривал различные материалы — кровь, человеческий волос, дождевую воду, насекомых, мышечные волокна, фрагменты кожи, зубной налет и множество других образцов. Он наскреб зубной налет, смешал с дождевой водой и рассмотрел это под микроскопом.

Образец кишел «живыми маленькими животными, которые очень красиво движутся».

В 1677 году Левенгук сделал величайшее открытие, которое повлияло не только непосредственно на биологию и медицину, но и на все другие науки — он открыл микробов. К своему сообщению об открытии он приложил рисунки, в которых легко можно узнать различные формы бактерий. Он назвал их маленькими животными. В последующие столетия последовал еще ряд открытий в микроскопии. Ученые более глубоко изучили микромир и обнаружили, какую огромную роль существа из него играют в нашей жизни.

Тот, кто работает с микроскопом, в какой-то мере начинает ощущать себя (и нередко воспринимается окружающими) человеком особого круга «посвященных» в деятельность, близкую к науке. Можно сказать, что для подростка это — первый опыт работы, максимально приближенной к научным исследованиям, возможность ощутить себя «настоящим» ученым, исследователем, открывающим тайны невидимого мира. Вы когда-нибудь задавались вопросом, как личинки комаров дышат под водой или как клетка раздваивается или каким образом раскрашены крылья бабочек? Но не у каждого подростка есть этот прибор.

Хороший микроскоп стоит дорого и доступен не всем. Но появился новый, доступный для широких слоев населения нашей страны, вариант микроскопа — бумажный (фолдскоп)! Многие дети во всем мире никогда не использовали микроскоп, даже в развитых странах, как Соединенные Штаты. Но этот прибор легок в сборке и финансово доступен каждому. Действительно, программа «микроскоп для каждого ребенка» может стимулировать глубокий интерес к науке в раннем возрасте.

Чудеса микромира

Приближение к науке

Что же нужно ребенку для того, чтобы хоть чуть-чуть приблизиться к науке? Необходимо проделать следующее:

1. Заказать бумажный микроскоп (рис. 1).

Рисунок 1. Заказ пришел

Есть разные способы его получения. На сайте «Сделай мир ближе» рассказывается о всероссийском проекте, инициированном благотворительным фондом Сбербанка «Вклад в будущее».

Организаторы и операторы проекта (АНО Центр популяризации научных знаний «НаукаПресс» совместно с образовательной платформой «Глобаллаб») проводят конкурс на бесплатное получение фолскопов с целью поддержки и распространения науки, открытой каждому. Благодаря фолдскопу, педагогическим методикам и практикам, любой школьник сможет заниматься любительской наукой. И такие занятия, возможно, станут для многих детей главным шагом на пути к большим открытиям и изобретениям. С 2018 года проектная деятельность школьников является обязательной частью учебного плана. Благодаря проекту «Сделай мир ближе» учителя получат современные инструменты, методическую поддержку и смогут обучать детей на достойном уровне.

2. Собрать бумажный микроскоп, используя содержимое конверта (рис. 2 и 3).

Рисунок 2а. Содержимое конверта

Рисунок 2б. Содержимое конверта

Рисунок 3а. Бумажная основа фолдскопа готова

Рисунок 3б. Бумажная основа фолдскопа готова

Рисунок 3в. Бумажная основа фолдскопа готова

Рисунок 3г. Бумажная основа фолдскопа готова

3. Прикрепить бумажный микроскоп к смартфону (рис. 5г).
4. Приготовить препарат.
5. Сфотографировать или сделать видео увиденного, записать на мобильное устройство.

Как появился Foldscope (бумажный микроскоп)?

Рисунок 4. Ранний эскиз дизайна фолдскопа

Foldscope изобрели Ману Пракаш и Джим Цыбульский в лаборатории Стэнфордского университета, где Джим был аспирантом, а Ману заведовал лабораторией. Идея сделать такой микроскоп пришла во время их многочисленных рабочих поездок по всему миру, где им постоянно приходилось сталкиваться с громоздкими и сломанными микроскопами или вовсе их отсутствием.

Проект дал результат — изобретение фолдскопа, складного микроскопа, в основном из бумаги, стоимостью менее одного доллара (рис. 4).

Впервые технология изготовления и использования микроскопа была опубликована в 2014 году в журнале PLoS ONE [1]. В статье для изготовления бумажного микроскопа предлагается использовать бумагу (400 см²), линзы-шарики, батарейку-таблетку 3В (CR2016), светодиод и выключатель.

Пракаш получил грант 100 000 долларов от Фонда Билла и Мелинды Гейтс в 2012 году для проведения полевых испытаний в Индии, Таиланде и Уганде. Он использовал его для обучения своих учеников микроскопии. Пракаш надеется на массовое производство фолдскопов не только для медицинского применения, но и как образовательного инструмента, вдохновляющего детей.

Пилотная программа Foldscope

Пилотная программа Foldscope в лаборатории Ману Пракаша PrakashLab началась в 2014 году при поддержке Фонда Мура. Руководители проекта распределили 50 000 фолдскопов по 135 странам и попросили получателей отображать результаты в онлайн-сообществе. Такое широкое распределение фолдскопов показало удивительное разнообразие применений этого инструмента. Например, фолдскопы были использованы для идентификации микроскопических яиц сельскохозяйственных вредителей в Индии, для каталогизирования биоразнообразия почвенных членистоногих в бассейне Амазонки, выявления поддельной валюты и лекарств [2], слежения за токсичными водорослями, обнаружения бактерий в пробах воды, составления карты разнообразия пыльцы в городе, в медицине [3].

Мечтой Пракаша является то, что эти ультрадешевые микроскопы когда-нибудь будут широко распространены и принесут определенную пользу.

Видео. Мир через бумажный микроскоп

Foldskope Instruments и будущее

В декабре 2015 года Джим и Ману основали компанию Foldscope Instruments с целью увеличить выпуск фолдскопов и, в конечном итоге, для того чтобы выпускать и другие недорогие научные инструменты. Очередная цель компании — распространить миллион бумажных микроскопов к концу 2017 года. В рамках этой задачи компания сотрудничает с образовательными организациями по всему миру. Как заявляют разработчики, они считают, что благодаря обратной связи, фолдскоп постоянно развивается. Например, сейчас к нему можно прикреплять смартфон с помощью магнитной клипсы, чтобы наблюдать за бактериями прямо на экране, а обычную бумагу заменили на синтетическую, благодаря чему микроскоп не боится воды.

Фолдскоп начинает распростаняться и в нашей стране. В течение октября 2018 г. комплекты с фолдскопами будут отправлены в школы и учреждения дополнительного образования. Больше всего заявок на фолдскопы пришло из Калужской (125), Новосибирской (98), Астраханской областей (66) и Красноярского края (99) как на наборы с фолдскопами для учителей естественно-научного профиля и педагогов дополнительного образования, так и на отдельные фолдскопы для учащихся. Школьники и педагоги с помощью фолдскопов смогут рассматривать и исследовать пыльцу растений, простейшие микроорганизмы в воде, неживые объекты, различные поверхности и др.

Описание фолдскопа

Устройство Foldscope состоит из водонепроницаемой бумаги, светодиода, выключателя, батарейки-«таблетки» и сапфировой шариковой линзы, встроенной в бумагу. Всё! Весь этот нехитрый набор позволяет добиться 2000-кратного увеличения в зависимости от линз. Весит устройство всего 10 граммов. Чтобы его собрать, не нужно обладать какими-то специальными знаниями — все очень и очень просто, и сделать это можно за несколько минут. При этом точность подгонки компонентов составляет 100 микрон.

Собирается фолдоскоп так: берем лист бумаги с шаблоном, вынимаем детали (рис. 3), складываем и соединяем их, прикрепляем линзу (рис. 5б), светодиод с батарейкой (рис. 5в) и карманный микроскоп готов.

Рисунок 5а. Фолдскоп

Рисунок 5б. Линза

Рисунок 5в. Светодиод с батарейкой

Рисунок 5г. Место крепления фолдскопа к смартфону

Чтобы использовать гаджет, необходимо активировать диод с помощью выключателя. После этой процедуры можно пользоваться микроскопом, приблизив глаза к отверстию в картоне. Настройку резкости и перемещение исследуемого образца можно осуществлять при помощи специальных бумажных «бегунков». Батарея сможет непрерывно проработать 50 часов.

Фолдскоп поставляется с комплектом линз 140-кратного увеличения боросиликатного объектива с почти двухмикронным разрешением. В будущем в комплект будут входить линзы с другим увеличением.

Фолдскоп можно использовать в трех различных режимах: смотреть глазами, смотреть через смартфон, проецировать на белую поверхность. Разработчики заявляют, что картонный микроскоп Foldscope весьма прост, компактен, и его практически невозможно разбить — разве что только порвать. Он даже водонепроницаем, так как сделан из специальной бумаги. Такое устройство будет полезно для студентов, школьников, а также врачей и исследователей в развивающихся странах. Да и вообще — это же забавно — вот так, практически из ничего соорудить настоящий микроскоп. Многих заинтересует такая возможность.

В интернете имеется описание самого микроскопа Foldscope и инструкция по его изготовлению. Стоит этот гаджет менее одного доллара США — 97 центов. А если заменить линзу на стеклянную, микроскоп обойдется всего в 50 центов.

Фолдскоп легко может быть утилизирован после использования, чтобы безопасно избавиться от инфекционных биологических образцов. Одной из уникальных особенностей конструкции микроскопа является использование недорогих сферических линз, а не шлифованных изогнутых стеклянных, используемых в традиционных микроскопах.

Сейчас можно заказать набор для индивидуального использования за 20 долларов или набор для учителя за 30 долларов.

В набор для индивидуального использования входит металлическая коробка для хранения фолдскопа, шаблон для изготовления, линза, магнитная клипса для крепления смартфона, предметные стекла (пустые и подготовленные), светодиодный источник света, блокнот с карандашом для записей, 12 пластин и чашек Петри, металлические и нейлоновые сетчатые фильтры, предметные стекла из ПВХ, пинцеты, пипетки, ножницы, тюбики и многое другое. В набор для учителя входит комплект фолдскопов для класса из 20 человек.

Изготовление препарата

После сборки фолдскопа приступим к изготовлению препарата.

Рассмотрим перья зеленого лука: мы видим на рисунке 6 зеленые клетки.

Рисунок 6. Росток зеленого лук под фолдскопом

На рисунках 7г–е мы видим как выглядят лепестки одной и той же розы. Изготовим препарат (рис. 7а–в). При увеличении хорошо видны овальные гранулы, которые придают лепестку его розовый цвет. Эти гранулы являются частью клетки лепестка розы и называются хромопластами. На образце видны дорожки, пронизывающие весь лепесток. Эти дорожки очень похожи на нашу кровеносную систему, таковыми и являются для лепестка. При увеличении можно рассмотреть сосудики чуть лучше (рис. 7г-е).

Рисунок 7а. Препарат из лепестков розы

Рисунок 7б. Препарат из лепестков розы

Рисунок 7в. Препарат из лепестков розы

Рисунок 7г. Различные участки лепестка розы под фолдскопом

Рисунок 7д. Различные участки лепестка розы под фолдскопом

Рисунок 7е. Различные участки лепестка розы под фолдскопом

Изготовим препарат из репчатого лука, отделив тонкую пленочку (рис. 8). Клетки лука под микроскопом очень крупные. Но, к сожалению, ядра и внутренней структуры не видно.

Рисунок 8а. Препарат из кожицы лука репчатого

Рисунок 8б. Препарат из кожицы лука репчатого

Рисунок 8в. Препарат из кожицы лука репчатого

Изготовим препарат из плесени апельсина (рис. 9). На рисунке мы видим, как выглядит плесень под небольшим увеличением.

Рисунок 9. Плесневелый апельсин для препарата

Подумайте, в каких съедобных растениях можно найти такие тонкие пленки-кожицы (в сельдерее, например, можно постараться отделить такую прозрачную кожицу, или в плоде томата). Можно попробовать снять тонкую кожицу с любого листа зеленого растения. Особенно легко это получится с комнатными растениями, у которых мясистые сочные листья, например, со всяких толстянок. Можно попробовать посмотреть на просвет растение с очень тонкими полупрозрачными органами. Кусочек водяного растения из аквариума, например…

Рисунок 10. Мох под фолдскопом

Рисунок 11. Почка дерева под фолдскопом

Если рассмотреть листик мха под увеличением (рис. 10), то можно увидеть, что помимо обычных зеленых клеток, которые содержат хлорофилл и в которых так же, как и в любом другом зеленом растении происходит фотосинтез, там находятся специальные воздухоносные клетки. Они будут мертвые, и их оболочки будут довольно плотные. Если взять сухой мох и рассмотреть его, то эти клетки будут наполнены воздухом, но когда мы его замачиваем, то они наполняются водой и способны удерживать огромное количество влаги.

Рассмотрим под фолдскопом почку растения (рис. 11). Кажется, что попали в заросли — это «волосики» почки розовато-зеленоватого цвета.

На рисунке 12 мы увидим кровь. Все клетки крови делятся на красные и белые. Первые — это эритроциты, составляющие бóльшую часть всех клеток; вторые — лейкоциты. Размеры красных клеток составляют около 7–10 мкм, что соответствует при нашем самом большом увеличении изображению около 1 мм.

Рисунок 12. Кровь человека под фолдскопом

На рисунке 13 под увеличением мы видим таракана.

Рисунок 13. Таракан под фолдскопом

Мы живем на интересной планете, которую населяют удивительные существа. С помощью препарата рассмотрим строение таракана, отыщем части тела таракана согласно нижеприведенному рисунку 14.

Рисунок 14. Строение таракана

Не хотите зарисовать портрет таракана или другого насекомого и стать художником микромира?

На рисунке 15 рассмотрим структуру бумаги-миллиметровки под фолдскопом. Видны волокна бумаги и краска.

Рисунок 15. Структура бумаги-миллиметровки под фолдскопом

В данный набор входило два типа шариков-линз: 2,31 мм и 1,2 мм в диаметре. Мы решили провести эксперимент и узнать, насколько сильны линзы в наборе Foldscope. Для этого взяли миллиметровую бумагу и, пометив один миллиметр, рассмотрели его под первой (слабой) линзой. Один мм превратился в 6 см, то есть, по нашим расчетам, увеличение составило 60 раз. Мои вычисления приблизительно верны (табл. 1).

Таблица 1. Таблица увеличения линз

Размер шарика линзы, мм	Увеличение, количество раз
2,31	70
1,20	140
0,50	340
0,40	430
0,15	1140

Линзы из нашего набора выделены в таблице жирным шрифтом. Что же можно рассматривать с помощью этих линз? Чтобы объекты были исследованы нашей оптической системой, они должны иметь размеры в пределах от 1 мм до 10 микрометров. Если задаться вопросом, а какие же это объекты из нашего мира, то можно их схематически показать, используя программу «Шкала масштабов Вселенной», на которой представлены относительные размеры объектов размерами от гигапарсека (наблюдаемая Вселенная, Великая стена Слоуна) до йоктометра (нейтрино, квантовая струна) (рис. 16).

Рисунок 16а. Увеличение 1600 раз относительно одного метра

Рисунок 16б. Увеличение 7900 раз относительно одного метра

Рисунок 16в. Увеличение 39 800 раз относительно одного метра

На рисунке 17 видны увеличенные волосы годоволого ребенка (1). Структура волос и их классификация пристально изучается специалистами-трихологами. На рисунке 17 также изображены шерсть кошки (2) и шерсть собаки (3).

Рисунок 17. Волосы годовалого ребенка (1), кошки (2), собаки (3) и перо попугая (4) под фолдскопом

Изображения крупные, хорошо видна поверхность волоса, его цветовая гамма. Возможно, это одни из самых лучших объектов для исследования этим микроскопом. На рисунке 17 также изображено увеличенное перо нашего попугайчика (4). Оно цветное. Под увеличением в 140 раз мы увидим, что оно состоит из «колосков». На фотоснимке та часть пера, которая ближе к телу птицы — пух.

На рисунке 18 я запечатлел завораживающее глаз таяние снега. Интересно смотреть, как тают сломанные кристаллики снега, перетекает водичка.

Рисунок 18. Таяние снега

Заключение

Закончив свою статью, я могу сказать, что все из того, что было задумано, я выполнил. В 2014 году, когда Ману Пракаш с коллегами запустил первую публичную программу проекта Foldscope — программу beta-тестеров (людей, добровольно согласившихся потестировать бумажный микроскоп), — одним из таких тестировщиков стал мой брат. И несмотря на то, что он успешно прошел первичный отбор, что-то в рассылке микроскопов пошло не так, и свою бумажную копию он не получил. В конце 2016 года команда вновь напомнила о себе, запустив проект на Kickstarter. Связавшись с информационным центром Foldscope, компания выслала повторно экземпляр бумажного микроскопа нам по почте. И мы с братом получили его. Я быстро собрал дешевый прибор и стал придумывать, какие препараты мне изготовить и что посмотреть. Фолдскоп позволил мне исследовать невидимый мир микроскопических объектов и форм жизни. Мне пришла в голову идея нарисовать несколько картин из микромира, например, таяние снега, таракана, которого я смог разглядеть и зарисовать по частям. Работа над проектом показала мне, что исследовать микрокосмос очень интересно и увлекательно, что этот процесс помогает приобретать новые знания, и тогда появляются новые идеи.

Но есть и критические моменты: процесс удешевления себестоимости микроскопа сказался на его оптике. Несмотря на то, что, по словам авторов, увеличения можно достичь и до 2000 раз (при использовании шариков линз меньшего диаметра и другого материала), качество микроскопа измеряется не только способностью к увеличению. Так, на всех изображениях, представленных в работе, было заметно сильное искажение, при котором разглядеть что-либо можно было только в центральной части картинки. К краям изображение размывалось. Такой вид оптической аберрации (искажения) называется кривизной поля. При работе с микроскопом мы поняли, что держать в фокусе четкость для видео- и фотосъемки крайне тяжело. Бумажный корпус не позволяет зафиксировать расстояние. Изображение искажается при небольших дрожаниях рук.

То, что сделал я, сможет сделать каждый: собрать бумажный микроскоп, научиться им пользоваться и изучить с его помощью невидимый невооруженным глазом микромир. А перспектива заключается в том, что плохое материальное положение человека не будет являться препятствием в получении новых знаний, а следовательно, будет больше появляться новых изобретений.

1. James S. Cybulski, James Clements, Manu Prakash. (2014). Foldscope: Origami-Based Paper Microscope. PLoS ONE. 9, e98781;
2. Демченко Д. (2017). 20 людей, которые создают будущее — список Wired. ain.ua;
3. Robinson A. (2016). Scoping out a novel tool for public engagement. BugBitten;
4. Newby K. (2014). Free DIY microscope kits to citizen scientists with inspiring project ideas. Scope;
5. Kormann C. (2015). Through the looking glass. The New Yorker;
6. Mukunth V. (2014). A disposable microscope for as little as $1. The Hindu;
7. . (2015). Origami microscopes for college students across India. Nature India;
8. Wakefield J. (2014). Ultra-cheap ‘origami’ microscope developed. BBC News;
9. Coxworth B. (2014). Folding paper microscope could reduce deaths from malaria. Gizmag;
10. Mathews L. (2014). Foldscope is a 50-cent paper microscope that magnifies up to 2000 times. Geek.com;
11. Foldscope paper microscope can diagnose malaria, costs 50 cent. (2014). CBC News;
12. Foldscope – самый настоящий бумажный микроскоп. (2016). «ПрогХаус».

Интерактивное упражнение «Работа с микроскопом»

Интерактивное упражнение «Работа с микроскопом»

Цель: Закрепление знаний о строении микроскопа и правилах работы с ним, развитие внимания обучающихся.

Возрастная группа: учащиеся 6 класса.

Предмет: Биология, УМК любой

Место упражнения на уроке:

после проведения практической работы «Устройство микроскопа».

Ожидаемый результат: запоминание частей микроскопа, правил работы с ним.

УУД: познавательные – перевод информации из визуальной в знаковую, умение анализировать изучаемую информацию; регулятивные — умение самостоятельно выполнять задания, оценивать правильность выполнения работы; коммуникативные – при работе в парах уметь аргументировать свой ответ и адекватно воспринимать замечания по ответу.

Деятельность учителя: подготовка «мобильного класса», обеспечение выхода в интернет, проверка правильности выполнения задания.

Деятельность учащихся: 

1) Выйти по ссылке https://learningapps.org/display?v=p3ni1k3jc18 на сайт LearningApps.org, выполнить упражнение, проверить себя по подсказкам. При выполнении упражнения необходимо расставить карточки с утверждениями в соответствии с правилами работы с микроскопом. Для этого необходимо поставить курсор на синий кружок и перетащить карточку на нужное место.

 

Интерактивное упражнение на сайте LearningApps.org

 

2) Работа в парах: рассказать последовательность этапов работы с микроскопом (прил.1).

3) На выданной карточке (прил.2) подписать части микроскопа, карточку вклеить в тетрадь.

Приложение 1

Правила работы с микроскопом

1.Микроскоп следует брать за дугообразно изогнутую часть тубусодержателя.

2.Микроскоп ставят на стол таким образом, чтобы дугообразный тубусодержатель был обращен к себе, зеркало и предметный столик от себя.

3.Установленный в начале работы микроскоп нельзя перемещать с места на место, так как нарушаются условия освещения.

4.Тетрадь и все необходимые для работы предметы располагаются справа от микроскопа.

5.Освещение микроскопа производится при малом увеличении (8X) зеркалом вогнутой стороной. Глядя сбоку на зеркало, направляем его к источнику света. Затем левым глазом (правый глаз всегда открыт) смотрим в окуляр и добиваемся максимального освещения.

6.Готовый микропрепарат выкладываем на предметный столик, закрепляем зажимами.

7.Глядя сбоку на объектив 8X, с помощью макрометрического винта опускаем объектив на расстояние меньше 1 см от препарата. Затем, глядя в окуляр, тем же макровинтом поворачиваем его к себе до четкого изображения (фокусное расстояние). Фокусное расстояние-это расстояние от рассматриваемого объекта до линзы объектива. При малом увеличении оно равно 1 см.

8. Для рассматривания препарата при большом увеличении (40X) необходимо сменить объектив, поворачиваем его до щелчка. Устанавливается фокусное расстояние так же, как и при малом увеличении. Фокусное расстояние при большом увеличении равно 1 мм.

9.После зарисовки препарата при большом увеличении поверните револьвер и установите малое увеличение. Затем снимите препарат. Макровинт опустите вниз — это не рабочее состояние микроскопа.

10.Уберите микроскоп в шкаф, защищающий его от механических повреждений и пыли. 

Приложение 2

Рисунок «Строение микроскопа»

Строение микроскопа

 

Рисунок «Строение микроскопа» (ответы)

Микроскопия | Учимся дома 1-11 классы

Ровно год назад мы с Манюней начали откладывать деньги на микроскоп. Складывали всё, что попадало нам в руки: деньги, подаренные родственниками, заработанные в театре, я вносила ежемесячно определенную сумму.

И вот, свершилось! Вчера мы приобрели самый настоящий микроскоп! Он, действительно, настоящий — лабораторный с увеличением до 1600 раз. С двумя окулярами и четырьмя объективами, один из которых иммерсионный. Да ещё и с видеокамерой, которая легко подключилась к манюниному ноутбуку.

Сегодня прошли первые испытания. Вот такие снимки удалось сделать.

Картофель с крахмалистыми гранулами

Вот так он выглядит при малом увеличении в 40 раз.

Вот так — при среднем увеличении в 100 раз.

А вот так — при большом увеличении в 400 раз.

Кусочек сырого картофеля я предварительно окрасила йодом, а потом промыла под проточной водой. Гранулы крахмала, как им и положено, окрасились в синий цвет. Смотреть глазами ещё более интересно. Но сделать фотографию… хорошо, что есть такая возможность.

Свёкла

А вот так выглядит при малом увеличении свёкла. Её мы ничем не красили. Видите, цвет обусловлен пигментом, который в большом количестве находится в клетках свёклы.

Этот же кусочек свёклы при среднем увеличении.

 

Петрушка

А это поперечный срез стебля петрушки при малом увеличении. Видите, какой он неоднородный. У него, действительно, структура такая. Есть более грубые «жилки», волокна и они отчётливо видны на поперечном срезе.

Петрушка при среднем увеличении.

Нам очень понравились клетки практически правильной шестиугольной формы. Обратите внимание и на пигмент зелёного цвета, которого больше всего как раз в области волокон.

Это при большом увеличении.

Морковь

Морковь при малом увеличении.

Морковь при большом увеличении.

С морковью вообще смешно получилось. Я взяла ту, что лежала давно в холодильнике. Недели три, наверное. Я её хорошо почистила, помыла. И сделала препарат. На малом всё было нормально. А на большом препарат ожил! Вот эти маленькие кружочки начали активно двигаться! Такого мы не видели. Решили, что это микробы. Что ещё может быть? Маленькое, кругленькое и быстро-быстро двигается!

Помидор

А таким мы увидели помидор при малом увеличении. Там, где много клеток — это кожица помидора, а там, где структура более рыхлая — мякоть.

А так выглядят клетки кожуры помидора при большом увеличении. Очень красиво, правда?

Яблоко

Недаром говорят, что яблоки полезны для здоровья. Посмотрите, какие они волокнистые, даже при малом увеличении.

А это яблоко при среднем увеличении. Красота!

Капуста

Это срез листа капусты (утолщения) при малом увеличении. Ну, волокон тут ещё больше!

А вот и при среднем увеличении.

Печень индюшки

Нашлась в морозилке. Смотрите, клетки животных тканей меньше, чем растительных.

Увеличение не очень прорисовало структуру.

Вот так мы сегодня знакомились с микромиром.

А потом нам пришлось вымыть все предметные и покровные стёкла и натереть их до блеска. Они нам ещё пригодятся)

Как сделать цифровой микроскоп своими руками

Ни для кого не секрет, что окружающий нас мир имеет тонкие структуры, организацию и строение которых невозможно различить человеческим глазом. Целая вселенная оставалась недосягаемой и непознанной, пока не был изобретен микроскоп.
Это устройство всем нам известно со школы. В нем мы рассматривали бактерий, живые и мертвые клетки, предметы и объекты, которые все мы видим каждый день. Через узкий смотровой объектив они чудесным образом превращались в модели из решеток и мембран, нервных сплетений и кровеносных сосудов. В такие моменты осознаешь, насколько этот мир велик и многогранен.
С недавнего времени микроскопы начали делать цифровыми. Они намного удобней и эффективнее, ведь теперь не надо пристально вглядываться в объектив. Достаточно взглянуть на экран монитора, и перед нами предстает увеличенное цифровое изображение рассматриваемого объекта. Представьте, что такое чудо техники можно сделать своими руками из обычной веб-камеры. Не верите? Предлагаем вам убедится в этом вместе с нами.

Необходимые ресурсы для изготовления микроскопа

Материалы:

• Перфорированные пластина, уголок и кронштейны для крепления деревянных деталей;
  
• Отрезок профильной трубы 15х15 и 20х20 мм;
  
• Небольшой фрагмент стекла;
  
• Веб-камера;
  
• Светодиодный фонарик;
  
• Болт М8 с четырьмя гайками;
  
• Винты, гайки.

Инструменты:

• Электродрель или шуруповерт со сверлом на 3-4 мм;
  
• Плоскогубцы;
  
• Отвертка крестовая;
  
• Термоклеевой пистолет.

Собираем микроскоп – пошаговая инструкция

Для штативной основы микроскопа используем перфорированные пластины и уголки из металла. Их используют для соединения деревянных изделий. Они легко скрепляются болтами, а множество отверстий позволяет это сделать на требуемом уровне.

Шаг первый – монтируем основание

Плоскую перфорированную пластину обкладываем с тыльной стороны мягкими мебельными подпятниками. Их просто наклеиваем по углам прямоугольника.



Следующим элементом будет кронштейн или уголок с разносторонними полками. Скрепляем короткую полку кронштейна и пластину-основание болтом с гайкой. Подтягиваем их плоскогубцами для надежности.



Два мелких кронштейна монтируем на край пластины по обеим ее сторонам. К ним прикрепляем еще два уголка подлиннее так, чтобы у нас образовалась небольшая рамка. Это будет основание для смотрового стекла микроскопа. Его можно сделать из небольшого отрезка тонкого стекла.

Шаг второй — делаем штатив

Штатив делаем из отрезка квадратной профильной трубы 15х15 мм. Его высота должна быть около 200-250 мм. Больше нет смысла делать, поскольку превышение отступа от смотрового стекла снижает качество изображения, а меньшее рискует быть засвеченным и некорректным.
Штатив крепим к перфорированному кронштейну, а поверх него насаживаем небольшой отрезок трубы 20х20 таким образом, чтобы он свободно двигался по этой стойке.



Из двух кронштейнов, совмещенных между собой внахлест, делаем открытую рамку. Болты выбираем подлиннее, чтобы их хватило на поджим этой рамки вокруг подвижного отрезка трубы. Насаживаем на них пластину с двумя отверстиями по бокам, и гайками фиксируем ее.


Для настройки отступа рамки от смотрового стекла используем болт М8х100 мм. Нам понадобится две гайки под размер болта, и две большего размера. Берем эпоксидный клей, и в трех местах приклеиваем гайки болта к штативу. Закрученную на конец болта гайку также можно зафиксировать эпоксидкой.

Шаг третий – изготавливаем объектив

На месте тубуса с окуляром в нашем микроскопе будет располагаться обычная вебкамера. Разрешение чем больше-тем лучше, подключение к компьютеру может быть, как проводным (USB 2.0, 3.0), так и через Wi Fi или Bluetooth.
Освобождаем камеру от корпуса, откручивая отверткой материнскую плату с матрицей.



Снимаем защитный колпак, и выкручиваем объектив с линзами и светофильтром. Все что необходимо сделать – это разместить его на том же месте, перевернув на 180 градусов.




Обматываем стык объектива камеры с цилиндрическим корпусом изолентой. При желании его можно дополнительно проклеить термоклеевым пистолетом. На этом этапе измененный объектив уже можно проверить в действии.

Шаг четвертый – окончательная сборка микроскопа

Собираем камеру в обратном порядке, сажая ее корпус на горячий клей к рамке штатива. Объектив при этом должен быть направлен вниз, на смотровое стекло микроскопа. Шлейф из проводки можно поджать нейлоновыми стяжками к стойке штатива.
Невысокий светодиодный фонарик приспосабливаем под осветитель смотрового стекла. Он должен свободно влезать под смотровую панель микроскопа. Подключаем камеру к компьютеру, и через некоторое время изображение появится на экране монитора.




Сборка готова, ее можно проверить на любом объекте, например, рассмотреть кристаллическую решетку грифеля карандаша или пиксельную структуру экрана своего смартфона. Популярным направлением сегодня является применение таких самодельных или недорогих микроскопов для контроля пайки мелких деталей на электронных платах. Он несомненно понравится и вашему ребенку, и возможно пробудит интерес к познанию окружающего нас мира.

Смотрите видео

описание метода, принцип действия, устройство, фото

История электронного микроскопа на самом деле не имеет такого длительного существования, как история обычного светового микроскопа, которым люди пользуются уже более двух сотен лет. Началом существования электронной микроскопии считается 1931 год, в котором и был создан первый в мире электронный микроскоп. Это произошло тогда, когда возникла потребность изучать более мелкие объекты, когда оптические микроскопы уже не могли справляться с поставленными задачами.

Сканирующая электронная микроскопия – это исследование, которое приобрело в настоящее время широкое применения в изучении наноматериалов и наноструктур.

Электронная сканирующая микроскопия – это использование оборудования, которое может давать увеличение в сотни тысяч крат. И именно этим объясняется возможность наблюдения за объектами сверхмалых размеров, а также получать не только информацию о их поверхности, но и о химическом составе верхних слоев исследуемого объекта.

Сканирующий электронный микроскоп: схема

Как происходит проведение сканирующей электронной микроскопии?

Схема устройства сканирующего микроскопа значительно отличается от оптического типа увеличивающего устройства.

Вместо обычного источника света, который мы привыкли видеть в обычном оптическом микроскопе, в растровом микроскопе установлена электронно-лучевая трубка, которая излучает электроны.

Принцип действия сканирующего микроскопа

Из электронного сканирующего микроскопа исходит пучок электронов, который может характеризоваться различными параметрами энергии. На поверхности исследуемого образца этот пучок фокусируется в своеобразное пятно, диаметр которого приблизительно равняется 5 нм. Именно за счет этого пятна происходит сканирование поверхности. Когда такой пучок электронов сталкивается с поверхностью, а также немного проникает в нее, происходит явление эмиссии как электронов, так и фотонов из исследуемого объекта, именно эти электроны попадают в электронно-лучевую трубку, где и преобразуются в СЭМ-изображение.

Что дает сканирующий электронный микроскоп?

Данное оборудование позволяет получить подробную топографию поверхности исследуемого образца.

Изображения, которые формируются при проведении сканирующей электронной микроскопии, можно разделить на:

1. Те, которые образуются за счет вторичных электронов;
2. Формируемые за счет обратно рассеянных электронов;
3. Сформированные за счет рентгеновского излучения.

Однако, насколько эффективно это оборудование, настолько и не просто они устроены. Для их функционирования требуется немало условий. Например, электроны, излучаемые микроскопом, не могут свободно перемещаться в воздухе. Именно поэтому для использования такой технологии просто необходимо создание вакуума, а это уже усложняет технологический процесс производства сканирующих электронных микроскопов, что также сказывается не его немалой цене.

К тому же для функционирования такого типа микроскопов обязательно должно быть помещение, в котором практически исключены всяческие электромагнитные излучения.

Несмотря на все нюансы, у электронной микроскопии есть ряд преимуществ, собственно, благодаря которым на стала столь востребованной во многих отраслях науки и техники.

Конфокальная сканирующая микроскопия: преимущества

• Если сравнивать со световой микроскопией, сканирующая имеет большое разрешение и высокую глубину резкости;
• СЭМ позволяет получить трехмерное изображение изучаемого объекта, благодаря этому интерпретация полученных результатов исследования значительно более простая.
• К электронному сканирующему микроскопу можно подключить дополнительное оборудование, которое упростит анализ полученных данных.
• Есть возможность исследования довольно объемных и рельефных объектов.

Современные сканирующие микроскопы имеют автоматизированную оптику высокого качества, при помощи которого специалисты получают высокоточные результаты. К тому же у современных микроскопов такого типа есть возможность подключения к ним анализаторов, так называемых аналитических приставок, при помощи которых происходит точный морфологический анализ поверхности исследуемого объекта на субмикронном уровне.

Сканирующая зондовая микроскопия

Это также использование сканирующего микроскопа для идентификации морфологии и идентификации нюансов поверхности исследуемого образца путем применения специального зонда, который взаимодействует с его поверхностью. В качестве зонда могут быть использованы либо игла, либо оптический зонд.

Сканирующая туннельная микроскопия

Данный вид микроскопии является разновидностью зондовой микроскопии, однако, есть незначительные отличия. На иглу, которая сканирует поверхность исследуемого образца, подается потенциал, в результате чего формируется туннельный ток, при этом расстояние между иглой и объектом ничтожно мало, около 0,1 нм. При чем, величина тока зависит от расстояния между зондом и поверхностью. При сканировании меняющиеся показания помогают получить точную информацию о топографии исследуемого образца.

В настоящей лабораторной диагностике зачастую используют данные, полученные совместно как электронным сканирующим, так и зондовым микроскопами.

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия

Данное исследование проводится путем формирования оптической системой конфокального лазерно-сканирующего микроскопа светящегося пятна как на поверхности объекта, который подлежит исследования, так и на заданной глубине образца. Таким образом такая микроскопия может дать отчетливую информацию о послойной структуре препарата, формируя четкое и контрастное его изображение.

Современное программное обеспечение почет сформировать трехмерную модель исследуемого объекта, что поможет в дальнейшей работе специалистам, может быть выполнено большое количество анализов на основании полученных данных.

Интерактивных руководств | Nikon’s MicroscopyU

Интерактивные учебные пособия были разработаны, чтобы помочь студентам изучить сложные концепции на всех этапах оптической микроскопии, физики света и цвета, микрофотографии и технологии цифровых изображений. Учебные пособия также включены в соответствующие статьи, которые содержат сопутствующие обсуждения предметного явления.

Категории

Основы микроскопии

---

Конфокальная микроскопия

---

Цифровая обработка изображений

---

ДИК-микроскопия

---

Флуоресцентная микроскопия

• Балансировка освещенности возбуждения дуговой лампы

  Балансировщики фильтров возбуждения

  могут использоваться для точной настройки возбуждения флуорофора.

• Голубое возбуждение

  Комбинации фильтров синей флуоресценции возбуждения Nikon включают наборы полосовой и длинной полосы пропускания, имеющие как широкую, так и узкую ширину полосы возбуждения.

• Сине-фиолетовое возбуждение

  Изучение того, как вариации спектральных профилей фильтра возбуждения и излучения, а также профилей дихроматических зеркал влияют на уровни сигнала, общие характеристики фильтра и контраст изображения в комбинациях, разработанных для возбуждения флуорофоров в сине-фиолетовой области.

• Двухдиапазонное возбуждение

  Изучите, как вариации спектральных профилей фильтра возбуждения и излучения влияют на уровни сигнала, общие характеристики фильтра и контраст изображения в комбинациях, разработанных для двойного возбуждения флуорофоров в ультрафиолетовой и синей или синей и зеленой областях.

• Ограничитель шума флуоресцентного фильтра

  Конструкция блока флуоресцентного фильтра исключает возможность остаточного паразитного света.

• Флуоресцентные белковые биосенсоры

  Описание механизмов избранных флуоресцентных белковых биосенсоров.

• Фокусировка и регулировка ртутных и ксеноновых дуговых ламп

  Изучите юстировку и фокусировку дуговой лампы в ртутной или ксеноновой горелке, которая имитирует регулировку лампы в реальном микроскопе.

• Зеленое возбуждение

  Изучите, как вариации спектральных профилей фильтра возбуждения и излучения влияют на уровни сигнала, общие характеристики фильтра и контраст изображения в комбинациях, разработанных для возбуждения флуорофоров в зеленой (510–560 нанометров) спектральной области.

• Согласование люминесцентных пробников с блоками флуоресцентных фильтров Nikon

  Изучите различные флуорофоры, изображения которых можно получить с помощью наборов фильтров Nikon.

• Стереомикроскопия Флуоресценция

  Исследуйте световые пути в стереомикроскопе Nikon SMZ1500, оборудованном для флуоресцентного освещения с использованием промежуточной трубки и внешнего светильника.

• Трехдиапазонное возбуждение

  Наборы фильтров для DAPI, FITC и TRITC или Texas Red.

• Ультрафиолетовое возбуждение

  Изучите контраст образца с помощью наборов длиннопроходных и короткопроходных фильтров.

• Фиолетовое возбуждение

  Обсуждение свойств различных комбинаций флуоресцентных фильтров.

• Желтое возбуждение

  Вариации контраста образца с комбинациями узких и широких полосовых фильтров.

---

Визуализация живых клеток

---

Оптические системы

---

Поляризованный свет

• Форма волны поляризованного света

  Этот интерактивный учебник исследует генерацию линейного, эллиптического и циркулярно поляризованного света парой ортогональных световых волн (в зависимости от относительного фазового сдвига между волнами) при сложении векторов электрического поля.

• Вращение поляризатора и двойное лучепреломление образца

  Узнайте, как угол поляризатора влияет на двулучепреломление образца при наблюдении в микроскоп в поляризованном свете.

---

Фазовый контраст

• Аподизированный фазовый контраст

  Изучите, как размер образца влияет на угол дифрагированных световых лучей, проходящих через аподизированные фазовые пластины.

• Взаимодействие световых волн с фазовыми образцами

  Световые волны деформируются геометрией образца, показателем преломления и толщиной.

• Оптические пути в фазово-контрастном микроскопе

  Изучите пути света с помощью фазово-контрастного микроскопа и узнайте, как эти системы разделяют падающую электромагнитную волну на окружающий (S), дифрагированный (D) и результирующий (P) компоненты.

• Юстировка фазоконтрастного микроскопа

  Узнайте, как настроить фазово-контрастный микроскоп и изучить вариации внешнего вида образца через окуляры (при разном увеличении), когда кольцо конденсора смещается и не совмещается с фазовой пластиной в объективе.

• Положительный и отрицательный фазовый контраст

  В этом интерактивном руководстве исследуются взаимосвязи между объемными (S), дифрагированными (D) и результирующими частицами (P) волнами в светлом поле, а также с помощью микроскопии с положительным и отрицательным фазовым контрастом.

• Артефакты затемнения и фазового контраста ореола

  Исследуйте артефакты затемнения и ореола, когда наблюдаемая интенсивность не напрямую соответствует разнице оптического пути (значения показателя преломления и толщины) между образцом и окружающей средой.

• Вариации длины оптического пути образца

  Изучите влияние изменений показателя преломления и толщины на длину оптического пути и узнайте, как два образца могут иметь разные комбинации этих переменных, но при этом отображать одинаковую длину пути.

---

Стереомикроскопия

• Оптические пути стереомикроскопа

  Изучите световые пути в стереомикроскоп Nikon.

• Стереомикроскопия Флуоресценция

  Исследуйте световые пути в стереомикроскопе Nikon SMZ1500, оборудованном для флуоресцентного освещения с использованием промежуточной трубки и внешнего светильника.

• Тороидальные зеркала

  Узнайте, как форма зеркала влияет на количество света, попадающего в объектив, в стереоскопической микроскопии темного поля. В этом руководстве показаны различия в световых путях между обычными и тороидальными зеркалами.

---

Микроскопия сверхвысокого разрешения

---

невероятных примеров фотографии с электронного микроскопа »TwistedSifter

Caterpillar 30-кратное увеличение (ширина 5 мм) | Фотография Оливера Меккеса

Электронные микроскопы помогают воплотить нанонауку в жизнь, предоставляя ученым уровень детализации, который был просто недоступен несколько десятилетий назад.Компания FEI — мировой лидер в области электронных микроскопов. Ниже вы найдете небольшую коллекцию изображений ученых со всего мира, использующих технологию FEI. Обязательно загляните на их обширную страницу Flickr с почти 600 изображениями, которые постоянно растут!

FEI ON FLICKR

2. Микротрещины в стали, Мартина Динстледер

Фотография МАРТИНЫ ДИЕНСТЛЕДЕР / FEI

Микротрещины после испытания на изгиб
Раскрашено Мануэлем Паллером
Снято Мартиной Динстледер

Используемый прибор: Nova DualBeam Family
Ширина горизонтального поля: 67 мкм
Напряжение: 5 кВ
Рабочее расстояние: 6.0
Детектор: ETD — SE

3. Голова паука, Оливер Мекес

Фотография ОЛИВЕРА МЕККЕСА / FEI

Голова паука
Захвачен Оливером Меккесом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 50x
Вакуум: низкий вакуум.
Напряжение: 7 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: около 12 мм
Детектор: LFD + BSE

4. Нано-зеркала на DLP-телевидении Регино Сандовал

Фотография REGINO SANDOVAL / FEI

DLP нано-зеркала
захвачено Регино Сандовал

Используемый инструмент: Nova DualBeam Family
Увеличение: 3500x
Ширина горизонтального поля: 73.1um
Напряжение: 10 кВ
Точечный: 5
Рабочее расстояние: 5 мм
Детектор: SE

5. Рождение божьих коровок от Риккардо Антонелли

Фотография РИККАРДО АНТОНЕЛЛИ / FEI

Рождение божьих коровок
Захвачено Риккардо Антонелли

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 40x
Ширина поля по горизонтали: 3,54 мм
Вакуум: 0,974 торр
Напряжение: 10,00 кВ
Точечный: 5,0
Рабочее расстояние: 10.00 мм
Детектор: LFD (Низкий вакуум)

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ

29 декабря 1959 года известный физик Ричард Фейнман направил ученым приглашение войти в новую область открытий в своей лекции под названием «На дне много места», прочитанной на ежегодном собрании Американского физического общества в Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт). Многие считают, что этот разговор явился началом современной области нанотехнологий.

С тех пор за этот период был достигнут выдающийся прогресс в области электронной микроскопии, одного из
основных инструментов нанонауки. Фейнман прямо призвал к электронному микроскопу, в 100 раз более мощному, чем те, что были в его дни, который мог бы разрешить детали размером всего около одного нанометра. Хотя мы не достигли цели в 100 раз — лучшее разрешение, достигнутое на сегодняшний день, составляет 0,05 нм, то есть 20-кратное улучшение — FEI действительно справился со своей задачей, создав микроскоп, достаточно мощный, чтобы видеть отдельные атомы.

Для обширного вводного обзора электронной микроскопии, пожалуйста, обратитесь к этому документу .

6. Паразитический клещ на личинке комара, Николь Оттава

Фотография НИКОЛЬ ОТТАВА / FEI

Паразитический клещ на личинке комара
, захваченный Николь Оттава

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 200
Ширина горизонтального поля: прибл. 500 мкм
Вакуум: High-Vac
Напряжение: 7 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: 9,8
Детектор: LFD, BSE

7.Гидротермальный червь от Филиппа Крассоуса

Фотография PHILIPPE CRASSOUS / FEI

Гидротермальный червь
, захваченный Филиппом Крассоусом

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 57
Ширина горизонтального поля: 5,26 мм
Вакуум: 10-4 мбар
Напряжение: 5,0
Точечный: 5,0
Рабочее расстояние: 12 мм
Детектор: SE

8. Обезвоженная раковая клетка молочной железы, автор — Вада Махмуд

Фотография ВАДА МАХМУДА / FEI

Клетка рака молочной железы, фиксированная и обезвоженная
Захвачено Вадахом Махмудом

Используемый инструмент: Inspect Family
Увеличение: 5000
Напряжение: 2 кВ
Точечный: 2.5
Рабочее расстояние: 12,4
Детектор: SE

9. Водяной клещ, Николь Оттава

Фотография НИКОЛЬ ОТТАВА / FEI

Водяной клещ
, пойманный Николь Оттава

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 700x
Ширина горизонтального поля: 183 мкм
Вакуум: 40 Па
Напряжение: 7 кВ
Точечный: 3
Рабочее расстояние: прибл. Детектор 10 мм
: SE + BSE

10.Коррозия на медной связке

Фотография предоставлена ​​компанией FEI COMPANY

КОМПАНИЯ FEI — ОКОЛО

Компания FEI является мировым лидером в производстве и распространении электронных микроскопов, включая сканирующие электронные микроскопы (SEM), просвечивающие электронные микроскопы (TEM), инструменты DualBeam ™ и инструменты с фокусированным ионным пучком (FIB), для исследований в нанометровом масштабе, обслуживая широкий круг клиентов по всему миру. Нанотехнология — это наука о поиске, описании, анализе и производстве материалов размером менее 100 нанометров (нанометр — это одна миллиардная часть метра).Глобальная клиентская база FEI включает исследователей, ученых, инженеров, руководителей лабораторий и других квалифицированных специалистов.

FEI производит комплексные решения для микроскопов, которые обслуживают следующие четыре сегмента:

Research: включает в себя широкий спектр институтов, университетов и национальных лабораторий, проводящих наноразмерные исследования для широкого спектра приложений, включая 3D нанотехнологии, нанопроцессы in situ и трехмерное нанопрототипирование.

Natural Resources: обслуживает потребности компаний в области микроанализа, занимающихся добычей полезных ископаемых, разведкой нефти и газа и геолого-геофизическими исследованиями.Также предоставляет решения для криминалистики, включая анализ остатков огнестрельного оружия (GSR) и криминалистику. (ссылка будет перенаправлять на наш микро-сайт природных ресурсов fei-natural-resources.com).

Электроника: разработчиков и производителей в области полупроводников, хранения данных и смежных областях, специализирующихся на редактировании схем, трехмерной метрологии, анализе дефектов, анализе отказов и подготовке образцов для ПЭМ.

Науки о жизни: включает институты, университеты, фармацевтические компании и больницы, занимающиеся исследованиями и разработками наук о жизни в области структурной биологии, клеточной биологии, биологии тканей и биоматериалов.

Лидирующие на рынке приборы FEI включают новейшие технологии ионного и электронного излучения. От самого мощного, доступного на рынке микроскопа Titan ™ 60-300 S / TEM до Magellan ™, первого сканирующего электронного микроскопа с экстремально высоким разрешением (XHR), компания FEI производит передовые инструменты, которые революционизируют исследования в наномасштабе. класс в лабораторию в чистую комнату. Принимая во внимание глобальные обязательства перед покупателями до и после продажи, FEI делает наноразмеры доступными для ведущих исследователей и производителей и помогает им претворить в жизнь некоторые из величайших идей этого века.FEI имеет центры исследований и разработок в Северной Америке, Европе и Азии, а также операции по продажам и обслуживанию в более чем 50 странах мира. [Источник]

11. Личинка и паразиты комара, Николь Оттава

Фотография НИКОЛЬ ОТТАВА / FEI

Личинка и паразит комара
, захваченная Николь Оттава

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 60
Ширина горизонтального поля: 2000 мкм
Вакуум: высокий вакуум
Напряжение: 7 кВ
Пятно: 3
Рабочее расстояние: 10,3
Детектор: LFD, BSE

12.Оксид железа, Франсиско Рангель

Фотография FRANCISCO RANGEL / FEI

Оксид железа
Улавливается FRANCISCO RANGEL

Используемый прибор: Quanta Family
Увеличение: 3963X
Ширина горизонтального поля: 75,3 мкм
Вакуум: 9,27e-7 мбар
Напряжение: 20 кВ
Точечный: 2,0
Рабочее расстояние: 10,8
Детектор: Mix: SE + BSE

13. Червь полихета Филиппа Крассуса

Фотография PHILIPPE CRASSOUS / FEI

Червь полихета
Захвачен Филиппом Крассоусом

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 150
Ширина горизонтального поля: 1.99 мм
Вакуум: 10-4 мбар
Напряжение: 5
Точечный: 4
Рабочее расстояние: 11,4
Детектор: SE

14. Полет Ивана Хименеса Буна

Фотография ИВАНА ХИМЕНЕЗА БУНЕ / FEI

Dirty fly
Захвачено Иваном Хименесом Буном

Используемый прибор: MLA
Увеличение: 100x
Напряжение: 15 кВ
Пятно: 7,2
Рабочее расстояние: 9,6
Детектор: SE

15. Сахарный кристалл Дэвида Маккарти

Фотография ДЭВИДА МАККАРТИ / FEI

Сахарный кристалл
, захваченный Дэвидом Маккарти

Используемый инструмент: Quanta Family
Увеличение: 187x
Ширина горизонтального поля: 1.37 мм
Вакуум: 1,42e-4 Па
Напряжение: 0,5 кВ
Пятно: 3,0
Рабочее расстояние: 8,5 мм
Детектор: SE

ДЛЯ БОЛЕЕ ПОДРОБНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПОСЕТИТЕ FEI.com

Если вам понравился этот пост, Sifter настоятельно рекомендует:

Алкогольное искусство: ликер под микроскопом

Микроскоп PNG изображения | Векторные и PSD файлы

вирус 3d элемент под микроскопом

1200 * 1200

красный covid 19 бактерии, изолированные на прозрачном фоне 3d визуализация вируса для осведомленности о коронавирусе

1200 * 1200

рисованный мультфильм медицинский аксессуары иллюстрация микроскопа

1200 * 1200

рисованный мультфильм компьютерный микроскоп иллюстрация медицинских принадлежностей

1200 * 1200

значок микроскопа иллюстрация дизайн

1200 * 1200

медицинский микроскоп ручная роспись медицинский микроскоп мультфильм медицинский микроскоп тонкий медицинский микроскоп

2000 * 2000

набор лабораторных колб вектор стеклянная посуда стакан пустое оборудование для химических экспериментов химические лабораторные инструменты микроскоп изолированные реалистичные прозрачные темные иллюстрации

5000 * 5000

лабораторное оборудование химический микроскоп

2000 * 3000

NEW

рисованный мультфильм микроскоп исследование вакцины covid 2019 вакансия исследование иллюстрация

1200 * 1200

коронавирус covid 19 бактерии 3d визуализация вируса

4000 * 4000

розовая микроскопическая рождественская рамка

1200 * 1200

микроскоп инструмент химическое исследовательское оборудование

1200 * 1200

мультфильм рисованной иллюстрации микроскопа медицинских исследований

1200 * 1200

медицинский эксперимент иллюстрации микроскопа

3000 * 3000

вектор значок микроскопа

1024 * 1024

иллюстрация борьбы covid 19 коронавирус доктор борьба вирус

1200 * 1200

лабораторный микроскоп химические инструменты концепция абстрактная каркасная

1200 * 1200

иллюстрация белого микроскопа

2000 * 2000

иллюстрация микроскопа медицинского эксперимента

2000 * 2000

рисованный мультфильм милый микроскопическое животное маленькая лиса элемент

2000 * 2000

онлайн-обучение линейное образование информация

1200 * 1200

милая мультипликационная книга образование химия пробирка микроскоп

1200 * 1200

коронавирус с векторным дизайном красного цвета covid 19

1200 * 1200

синяя иллюстрация микроскопа

2000 * 3000

плоская карикатура иллюстрации научно-исследовательская концепция

2334 * 2334

микроскоп

1200 * 1200

реалистичный пакет вирусных клеток коронавирус

3000 * 3000

значок микроскопа 9 1024 * 1024

мультфильм микроскоп декоративная иллюстрация

2000 * 2797

микроскопические бактерии

3454 * 2658

микроскоп химический эксперимент инъекционное медицинское оборудование

2000 * 2680

микроскоп

900 * 1200

микроскопические бактерии

1024 * 1024

микроскоп

1200 * 1200

значок микроскопа

3333 * 3333

Vergrößerung im Mikroskop | Световой микроскоп

Принцип увеличения в микроскопе

Есть два разных метода увеличения объекта с помощью овальной линзы.Объекты можно размещать как внутри, так и за пределами фокусного расстояния. В световом микроскопе обычно комбинируются оба метода.

Увеличение в пределах фокусного расстояния

Я объяснил этот метод уже на целевой странице. При размещении объекта в пределах фокусного расстояния линза работает как увеличительное стекло. Благодаря преломлению света объект выглядит больше, чем он есть на самом деле.

Преломление света: линза преломляет световые лучи. Это заставляет объект казаться больше, как есть.Объектив создает так называемое «виртуальное изображение».

Объектив создает виртуальное изображение. Виртуальное изображение — это изображение, которое вы не можете спроецировать на поверхность, как фотоаппарат в кинотеатре.

Увеличение вне фокусного расстояния

При размещении объекта за пределами фокусного расстояния созвездие становится более сложным. Для лучшего понимания я использовал на картинке разные цвета.

Выпуклая линза с преломлением света: линза создает преобразованное в реальном масштабе изображение путем преломления света.

ЗЕЛЕНЫЙ Лучи проходят параллельно оптической оси.Эти параллельные лучи каким-то образом преломляются, поэтому все они встречаются в фокусе после выхода из линзы. Центральные лучи (СИНИЙ) входят в линзу под углом, который остается неизменным после выхода. Фокусные лучи (ОРАНЖЕВЫЙ) проходят через фокус и выходят из линзы в виде параллельных лучей. Все эти лучи встречаются в одной точке. Это та точка, где можно получить четкое изображение, которое больше, чем исходный объект. Кроме того, это наоборот. Это так называемое обратное реальное изображение.Это называется реальным изображением, потому что это изображение можно проецировать на поверхность. Когда вы помещаете белый лист в фокусное расстояние с правой стороны линзы, вы можете видеть объект на листе. Так работает проектор в кино.

Комбинация обоих методов

В световом микроскопе обычно используются оба метода увеличения, как показано на рисунке ниже. Я снова удалил некоторые цвета, чтобы избежать раздражения.

Увеличение в микроскопе: увеличенное реальное изображение снова увеличивается до виртуального изображения.Две линзы усиливают эффект.

На первом этапе объект помещается за пределы фокусного расстояния линзы. Это создает увеличенное реальное изображение в обратном направлении. Это реальное изображение находится в пределах фокусного расстояния второй линзы, поэтому оно снова увеличивается как виртуальное изображение. Итак, что на самом деле делает микроскоп: увеличивать уже увеличенное изображение. В результате увеличивается эффект увеличения линз. Вот почему микроскопы могут достигать гораздо большего коэффициента увеличения, чем простые линзы.

Как рассчитать коэффициент увеличения микроскопа

Окуляр: 10x
Объектив: 3,5x / 10x / 40x

Эти цифры показывают коэффициент для каждой линзы отдельно. Общий коэффициент увеличения объединенных линз можно вычислить , умножив их друг на друга . В нашем случае микроскоп может увеличиваться в раз: 35/100/400 .

Иногда на тубусе объектива есть дополнительный коэффициент, например 1,25x.Эту цифру тоже нужно умножить. Итого получим: 43,75 / 125/500

Пределы оптического увеличения

Оптическое увеличение достигает своих барьеров в 1000-1200 раз. Длина волны света является ограничивающим критерием. Причина в том, что в этом диапазоне луч света просто больше наблюдаемого объекта. С этого момента микроскоп не может создавать полезные изображения.

Пределы увеличения в микроскопе: когда объект меньше, чем размер светового луча, микроскоп больше не может генерировать изображения.

Изображение показывает световые лучи в виде красных точек (цвет не имеет особого значения), которые бегут через объект.Точки достаточно малы, чтобы нарисовать разумный контур. На картинке посередине показан тот же объект, но он меньше по сравнению со световыми лучами. В этом случае балки слишком большие, чтобы нарисовать контур.