Микроскоп основные части: Основные части оптического микроскопа, его устройство и возможности увеличения

Содержание

Строение микроскопа ☑️ устройство и функции его частей, схема с подписями, описание правил и принципов работы в биологии, что является основной частью

История создания

До сих пор нет достоверных сведений о появлении первого микроскопа. В начале XVI века первым человеком, который предложил объединить 2 линзы для увеличения изучаемых объектов, был известный врач из Италии Д. Фракасторо. По другим данным, первый оптический прибор изобрели в Голландии отец и сын Янсены.

Известно это стало после заявления, сделанного в середине XVII века младшим Янсеном. Существует версия, что первую конструкцию с выпуклой и вогнутой линзами создал знаменитый Галилео Галилей в начале XVII века. Спустя 10 лет К. Дреббель собрал устройство с двумя выпуклыми линзами, в качестве которых он использовал 2 лупы.

Через несколько лет голландец К. Гюйгенс, создавший окуляр для телескопа, придумал и собрал двухлинзовую систему, которая регулировалась, не разлагая света на составные цвета. Это изобретение стало настоящим прорывом в истории создания оптической техники, а окуляры Гюйгенса применяются и по сей день.

Большую роль в разработках оптических приборов сыграл известный основоположник научной микроскопии Левенгук. Он собирал небольшие устройства с одной мощной линзой. Хотя простые конструкции были очень неудобны, но они давали возможность детальней изучать изображения объектов, чем составные приборы.

Виды микроскопов

За всю историю развития микроскопной техники было изобретено множество приборов. Все они отличались устройством и принципом действия. Основные виды микроскопов:

  • оптические;
  • электронные;
  • сканирующие зондовые;
  • рентгеновские.

Оптические и электронные

Самым простым и недорогим устройством считается оптический прибор. По своим техническим параметрам он позволяет увеличивать изображение объекта в 2 тыс. раз. Благодаря такому высокому показателю,

с помощью оптического микроскопа можно исследовать:

  • структуру клеток;
  • поверхность ткани;
  • дефекты на искусственных объектах и т. д.

Приборы с таким увеличением выполнены более качественно, поэтому стоят довольно дорого. Большинство устройств обладают простой конструкцией и небольшим увеличением. Применяются они в основном для учебных целей при выполнении лабораторных работ по биологии. Обычно приборы имеют несколько подвижных объективов с разными показателями увеличения, которые можно менять, в зависимости от выполняемой работы.

Более современным прибором считается электронный микроскоп, который может увеличивать изображение предмета в 20 тыс. раз. От оптического устройства он отличается тем, что вместо луча света используется пучок электронов. Специальные магнитные линзы преобразовывают в изображение перемещение отрицательно заряженных частиц, а направленность пучка регулируется изменением магнитного поля.

Использование прибора в комплексе с компьютером позволяет значительно увеличить изображение и одновременно сделать снимок объекта. Недостатком таких устройств считается высокая стоимость и их эксплуатация только в лабораторных условиях, так как молекулы воздуха воздействуют на электроны, нарушая четкость изображения. Кроме того, чтобы на функционирование микроскопа не влияли внешние магнитные поля, лаборатории размещают в подземных бункерах с толстыми стенами.

Зондовые и рентгеновские

Сканирующие устройства позволяют получить нужное изображение с помощью специального зонда, который выполняет роль объектива и проводит исследование объекта. В итоге получается трехмерное изображение с точными характеристиками исследуемого предмета. Эта новая техника обладает довольно высоким разрешением, а зонд представляет собой сложный механизм, оснащенный чувствительными сенсорами, которые реагируют на перемещение электронов.

Зачастую такие конструкции используются для сканирования объектов со сложным рельефом. Сканерами исследуются внутренние пространства труб и мелких тоннелей. В результате исследования полученные первоначальные показатели обрабатываются математическим методом с помощью специальной компьютерной программы.

Для исследования предметов, размеры которых соизмеримы с длиной электромагнитных волн от 10 до 0,001 нм, применяются рентгеновские микроскопы. По своим характеристикам и эффективности работы эти приборы находятся между оптическими и электронными устройствами. Рентгеновские волны могут проникать сквозь поверхность объекта, поэтому существует возможность, кроме структуры предмета, узнать его химический состав.

Строение приборов

Все микроскопы делятся по классам сложности, и всего их существует 6. К первым относятся простые конструкции, а к последним — самые сложные. Устройство микроскопа зависит от его типа и назначения. Чтобы ознакомиться с основными частями оптического устройства, достаточно узнать строение простейшего лабораторного прибора.

Рисунок (раскраска) карандашом — строение микроскопа с подписями. Обозначения узлов схемы:

  1. Окуляр.
  2. Тубус.
  3. Штатив.
  4. Винт грубой настройки фокуса.
  5. Винт тонкой регулировки.
  6. Основание.
  7. Насадка.
  8. Объективы.
  9. Зажимы.
  10. Предметный столик.
  11. Конденсор с диафрагмой.
  12. Осветитель.

На старых моделях установлены зеркала, которые выполняют функцию отражателя света, а вместо зажимов применяется стекло. Основной частью микроскопа являются объектив и окуляр, кроме того, это главные детали оптической системы. С помощью этого узла происходит формирование изображения объекта. Чтобы изменить кратность, в профессиональных приборах подбираются различные комбинации окуляров и объективов.

Для определения увеличения микроскопа следует умножить соответствующий показатель окуляра на значение объектива. К механической части прибора относятся: тубус, штатив, столик, система фокусировки, револьверная головка. Фокусировка выполняется двумя винтами (грубой и тонкой настройки), чтобы можно было быстро отрегулировать резкость изображения предмета.

При этом на некоторых конструкциях регулировка осуществляется перемещением столика, а на других — тубуса. На профессиональных микроскопах обычно устанавливают съемные объективы, которые крепятся резьбовым соединением. Важную роль в оптическом приборе играет осветительная система, в которую входят: источник света, конденсор, диафрагма.

Конденсор устроен из линз или зеркал, предназначен для сбора лучей света и направление их на изучаемый объект. Он может состоять из одной, двух или трех линз. Пользователь, поднимая или опуская устройство, конденсирует или рассеивает свет, падающий на предмет. Яркость плавно регулируется с помощью диафрагмы, которая обычно бывает ирисовой. Источник света может быть как встроенным, так и внешним, а сложные конструкции обладают еще несколькими подсветками.

Особенности работы с устройством

Для эффективного изучения объектов следует соблюдать ряд правил при работе с микроскопом. Придерживаясь их, пользователь более эффективно проведет исследование предмета:

  1. Перед началом работы следует подготовить себе место за столом, поставив удобный стул.
  2. Все действия необходимо выполнять только сидя.
  3. Прибор надо протереть от пыли и пятен мягкой салфеткой.
  4. Заняв место за столом, установить микроскоп немного левее себя.
  5. Работа начинается с небольшого увеличения.
  6. Затем устанавливается уровень освещения. Для этого следует включить источник света и, глядя в окуляр одним глазом, установить нужную яркость. Если микроскоп с зеркалом, его направляют вогнутой стороной на окно, чтобы отражение света попадало на предметный столик.
  7. Когда прибор будет настроен, на столик крепится зажимами исследуемый объект. Далее, винтом грубой регулировки тубус устанавливается так, чтобы расстояние между линзой и предметом было 4—5 мм.
  8. Проверив местоположение объекта, винтом тонкой регулировки устанавливается окончательная резкость.
  9. Для детального изучения предмета, повернув револьверную головку, следует установить объектив, увеличивающий в 40 раз. Затем опять микрометренным винтом настроить правильный фокус. Причем регулировка осуществляется таким образом, чтобы риска на винте постоянно находилась между двумя черточками на коробке механизма. Если это правило нарушить, винт просто перестанет работать.

Закончив работу с большим увеличением, следует опять вернуться на малое значение, поднять объектив, убрать объект со стола, протереть все детали прибора, поставить его в шкаф и накрыть полиэтиленовой пленкой.


Микроскоп. Виды и типы. Устройство и применение. Особенности

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

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

Устройство

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

В подавляющем большинстве случаев микроскопы состоят из стойки, на которой закрепляется 4 главных элемента:
  • Объектив.
  • Окуляр.
  • Осветительная система.
  • Предметный столик.

Объектив

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

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

Окуляр

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

Осветительная система

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

Предметный столик

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

Типы микроскопов

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

Среди самых часто используемых и востребованных типов этого оборудования выделяют такие виды:
  • Оптические.
  • Электронные.
  • Сканирующие зондовые.
  • Рентгеновские.
Оптические

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

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

Электронный микроскоп

Электронный является более совершенной конструкцией. Он обеспечивает увеличение изображения как минимум в 20000 раз. Максимальное увеличение подобного прибора возможно в 106 раз. Особенность этого оборудования заключается в том, что вместо луча света как у оптических, у них направляется пучок электронов. Получение изображения осуществляется благодаря применению специальных магнитных линз, которые реагируют на движение электронов в колоне прибора. Регулировка направленности пучка осуществляется с помощью магнитного поля. Данные устройства появились в 1931 году. В начале 2000-х годов начали совмещать компьютерное оборудование и электронные микроскопы, что значительно повысило кратность увеличения, диапазон настройки и позволило запечатлеть получаемое изображение.

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

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

Сканирующие зондовые микроскопы

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

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

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

Рентгеновские микроскопы

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

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

Похожие темы:

Основные технические характеристики микроскопа — Студопедия.Нет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ университет Факультет пищевой БИОТЕХНОЛОГИИ и ТОВАРОВЕДЕНИЯ   Кафедра «Технология и товароведение продуктов питания»    

Л.А.Самофалова

 

Методические указания

по выполнению практических работ

 

Дисциплина – «Введение в специальность»

Специальность — 240902 – «Пищевая биотехнология»

 

Печатается по решению редакционно-

Издательского совета ОрелГТУ

Орел 2008

Автор: кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и товароведение продуктов питания» Л.А. Самофалова

 

Рецензент: кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и товароведение продуктов питания» Орловского государственного технического университета А.П. Симоненкова

 

Методические указания предназначены для студентов специальности  240902 – «Пищевая биотехнология» очной формы обучения. Включают практические занятия по дисциплине «Введение в специальность». В ходе проведения работы студенты должны овладеть навыками работы с микроскопами, изучить строение животной и растительной клетки, бактерий, вирусов, грибов, ознакомиться с понятиями пищевой и биологической ценности продуктов питания, формулой сбалансированного питания, овладеть расчётами биологической и энергетической ценности по белковому составу важнейших продуктов питания.                                                    

 

 

Редактор <__________________>

Технический редактор <инициалы, фамилия>

 

Орловский государственный технический университет

Лицензия ИД №00670 от 05.01.2000 г.

 

Подписано к печати <дата>. Формат 60х84 1/16.

Печать офсетная. Уч. печ. л. <6,1>. Усл. печ. л. <число>. Тираж <число> экз.

Заказ № <число>

Отпечатано с готового оригинал-макета

на полиграфической базе ОрелГТУ,

г. Орел, ул. Московская, 65.

 

 

ã ОрелГТУ, 2008г.

Тема 1. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА МИКРОСКОПА, ТЕХНИКА МИКРОСКОПИРОВАНИЯ

1.1. Цель работы:

— ознакомить студентов с принципами работы и устройством светового и электронного микроскопов;

— познакомится с принципами работы микроскопов для различных областей научной и производственной деятельности;

— изучить правила работы с микроскопами.

 

Общие теоретические сведения

Изучение невидимых невооружённым клеток микроорганизмов, размеры которых не превышают десятков и сотен микрометров (1 мкм = 0,001 мм), возможно только с помощью микроскопов. Эти приборы позволяют получать увеличение в сотни (световые микроскопы) и десятки-сотни тысяч раз (электронные микроскопы) изображение исследуемых объектов.

С помощью микроскопа изучают морфологию и строение клеток микроорганизмов, их рост и развитие, проводят первичную идентификацию исследуемых организмов, ведут наблюдение за характером развития микробных ценозов (сообществ) в почве и других субстратах. Микроскоп может быть использован в различных областях медицины (гематологии, дерматологии, урологии, пульмонологии и т.д.) при диагностических исследованиях в клиниках и больницах.

 

Устройство микроскопа

Микроскоп состоит из двух частей: механической (подсобной) и оптической (главной).

Механическая часть состоит из штатива, предметного столика и тубуса.

К штативу примыкает коробка механизмов, система зубчатых колёс для регуляции положения тубуса. Система приводится в движение вращением макрометрического и микрометрического винтов.

Макрометрический винт (кремальера, зубчатка, макровинт) служат для предварительной ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта на фокус.

Микрометрический винт (микровинт) используют для последующей более чёткой установки на фокус. При полном повороте микрометрического винта тубус передвигается на 0,1 мм (100 мкм). При вращении винтов по часовой стрелке он опускается по направлению к препарату, при вращении против неё от препарата.

 На предметный столик помещают препарат с объектом исследования. Предметный столик вращается и перемещается во взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью винтов. В центре него находится отверстие для освещения препарата снизу лучами света, направляемыми зеркалами микроскопа. На столике вмонтированы два зажима (клеммы) – пружинящие металлические пластинки, предназначенные для закрепления препарата.

Тубус – оправа, в которую заключены элементы оптической системы микроскопа. К нижней его части прикрепляют револьвер (объективодержатель) с гнёздами для объективов. Современные модели микроскопов имеют наклонный тубус с дугообразным тубусодержателем, что обеспечивает горизонтальное положение предметного столика.

Оптическая часть микроскопа состоит из основного оптического узла, (объектив и окуляр) и вспомогательной осветительной системы (зеркало и конденсор). Все части оптической системы строго центрированы в отношении друг друга. Во многих современных микроскопах зеркало и конденсор заменены вмонтированным в прибор регулируемым источником света.

Осветительная система находится под предметным столиком. Зеркало отражает падающий на него свет в конденсор. Одна сторона зеркала плоская, другая – вогнутая. При работе с конденсором необходимо пользоваться только плоским зеркалом. Вогнутое зеркало применяют при работе без конденсора с объективами малых увеличений.

Конденсор, состоящий из 2-3 короткофокусных линз, собирает лучи, идущие от зеркала, и направляет их на объект. Конденсор необходим, прежде всего,  при работе с иммерсионной системой. Линзы конденсора вмонтированы в металлическую оправу, соединённую с зубчатым механизмом, позволяющим перемещать конденсор вверх и вниз специальным винтом. Для регулирования интенсивности освещения в конденсоре есть ирисовая (лепестковая) диафрагма, состоящая из стальных серповидных пластинок. Для получения более чёткого изображения исследуемого объекта важно отрегулировать степень раскрытия диафрагмы.

Под конденсором располагается кольцевидный держатель для светофильтров (синее и белое матовые стёкла). При работе с искусственным источником света светофильтры создают впечатление дневного освещения, что делает микроскопирование менее утомительным для глаз.

Объектив – наиболее важная часть микроскопа. Это многолинзовая короткофокусная система, от качества которой зависит в основном изображение объекта. Напужная линза обращена плоской стороной к препарату, называется фронтальной, она обеспечивает увеличение. Остальные линзы в системе объектива выполняют преимущественно функции коррекции оптических недостатков, возникающих при исследовании объектов.

Один из таких недостатков явление сферической аберрации. Оно связано со свойством линз неравномерно преломлять периферические и центральные лучи. Первые обычно преломляются в большей степени, чем вторые и поэтому пересекаются на более близком расстоянии к линзе. В результате изображение точки приобретает вид расплывчатого пятна.

Хроматическая аберрация возникает при прохождении через линзу пучка лучей с различной длиной волны. Преломляясь по-разному, лучи пересекаются не в одной точке. Сине-фиолетовые лучи с короткой длиной волны преломляются сильнее, чем красные с большей длиной волны. Вследствие этого у бесцветного объекта появляется окраска.

Существуют объективы — ахроматы, устраняющие сферическую аберрацию и частично хроматическую. Они содержат до 6 линз и частично коррегируют первичный спектр (жёлто-зелёную часть спектра), но не устраняют вторичного спектра. Апохроматы – объективы, устраняющие хроматическую аберрацию и для вторичного спектра. В их составе может быть до 12 линз.

Объективы бывают сухие и погружные (иммерсионные). При работе с сухими объективами между фронтальной линзой объектива и объектом находится воздух. Оптический расчёт иммерсионных объективов предусматривает их работу при погружении фронтальной линзы объектива в жидкую однородную среду. При работе с сухим объективом вследствие разницы показателя преломления стекла (1,52) и воздуха 1,0 часть световых лучей отклоняется и не попадает в глаз наблюдателя. При работе с иммерсионным объективом необходимо между покровным стеклом и линзами объектива поместить кедровое масло, показатель преломления которого близок к показателю преломления стекла.

Объективы различают по их увеличению, соответствующие обозначения наносят на их оправу. Каждый объектив характеризуется определённой величиной рабочего расстояния в мм.

 У объективов с малым увеличением расстояние от фронтальной линзы объектива до препарата больше, чем у объективов с большим увеличением. В зависимости от этого необходимо строго следить, каким винтом (макрометрическим или микрометрическим) следует пользоваться при фокусировке объектива. Так, объективы с увеличением 8х, 40x и 90х имеют соответственно рабочие расстояния 13,8; 0,6; 0,12 мм. Иммерсионный объектив имеет рабочее расстояние до объектива 0,12 мм, поэтому его нередко называют «близоруким». У объективов малых увеличений не только большие рабочие расстояния, но и большие поля зрения. В связи с этим, рекомендуется исследование препарата начинать с небольшого увеличения. Объективы рассчитаны на работу с покровным стёклом толщиной 0,17±0,1 мм. Если стекло не соответствует стандарту, необходимо регулировать объектив вращением кольца коррекционной оправы, которой оснащены современные высококачественные объективы. При отсутствии такой оправы сферическую аберрацию, вызываемую покровным стеклом. Следует устранить, поднимая или опуская тубус микроскопа.

 Одна из важных характеристик объектива – разрешающая способность, определяющая в конечном итоге разрешающую способность микроскопа в целом. Она определяет наименьшее расстояние между двумя точками на препарате, которые будут видны раздельно. Разрешающая способность объектива зависит от его числовой апертуры и длины волны света, при которой идёт наблюдение объекта. Числовая апертура объектива характеризует светособирательную способность его.

Окуляр является как бы непосредственным продолжением человеческого глаза и представляет собой двояковыпуклую линзу. Окуляр состоит из двух линз – глазной (верхней) и полевой или собирательной (нижней), заключённых в металлическую оправу. Назначение полевой линзы – собирать лучи, идущие от объектива, таким образом, чтобы они проходили через маленькое отверстие главной линзы. Назначение окуляра — в прямом мнимом увеличении действительного обратного и увеличенного изображения, которое даёт объектив. Рабочее увеличение окуляров колеблется в пределах от 4х до 15х.

При длительной работе с микроскопом следует пользоваться двойными окулярами  — бинокулярной насадкой. Бинокулярные насадки часто имеют собственное увеличение (около 1,5х) и снабжены коррекционными линзами. Корпуса насадки могут раздвигаться в пределах 55-75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя.

 

Задание:

Пользуясь приложением 1, 2 зарисовать микроскоп,  выписать определение составных частей светового микроскопа, выписать правила его настройки.

Контрольные вопросы:

1. Каково назначение микроскопов?

2.Перечислите основные типы микроскопов

3.Какие физические законы в основе устройства микроскопа?

4.Перечислите основные части микроскопа

5.Как устроена механическая частьмикроскопа?

6. Как устроена оптическая часть микроскопа?

7. Как устроен объектив? Назовите типы объективов, что такое аберрация объектива?

8. Что такое «разрешающая способность микроскопа»?

9. Каково назначение и устройство окуляра? Назовите рабочее увеличение окуляров

10. Для чего нужны бинокулярные насадки?

 

Основные технические характеристики микроскопа.

Качество микроскопа определяется его увеличительной и разрешающей способностями.

Коэффициент увеличения микроскопа определяется произведением увеличения окуляра (К) и увеличения объектива (V) и выражается формулой:

                                       D=KV                                               (1)

Теоретически микроскоп может дать увеличение 2000х и более раз. Однако, следует различать полезное и бесполезное увеличение микроскопа. Пределы полезного увеличения в обычно используемых микроскопах достигают 1400х. При превышении границ полезного увеличения возникают дифракция и другие явления, обусловленные волновой природой света, которые незаметны в пределах полезного увеличения, но приводят к оптическим ошибкам в зоне бесполезных увеличений. Увеличение, которое даёт возможность рассматривать объект под предельным углом зрения и есть полезное увеличение. Оно обычно превышает числовую апертуру объектива в 500-1000 раз. Например, для объектива с увеличением 40х, имеющего числовую апертуру 0,65, полезное увеличение составляет 325-650х. С помощью этого увеличения можно различить все структуры, разрешаемые данным объективом. Поэтому для объектива 40х следует брать окуляр 15х, чтобы получить увеличение в пределах полезного. Какие бы более сильные окуляры не применялись, более тонких деталей структур выявить не удаётся. Более того, применение окуляра с большим увеличением приведёт к уменьшению количества света, попадающего в глаз наблюдателя, и возрастанию искажений, вызываемых дефектами зрения.

Если объектив имеет увеличение 90х (числовая апертура 1,25), то полезное увеличение для него равно х1250. Следовательно, и здесь не надо применять окуляры с увеличением более 15х, чтобы не выходить за пределы полезного увеличения. Бесполезные увеличения могут принести пользу лишь при подсчёте мельчайших частиц в поле зрения, если при этом не требуется рассмотрения их структуры.

Разрешающая способность микроскопа. Эта характеристика особенно важна при исследовании микрообъектов и их структур.

Если увеличительная способность микроскопа зависит от объектива и окуляра, то разрешающая способность определяется главным образом объективом и конденсором.

Расчёт разрешающей способности микроскопа проводят по формуле:

                                                  d=λ/2A                                           (2)

Максимальная разрешающая способность светового микроскопа 0,2 мкм.

Примеррасчёта разрешающей способности микроскопов.

Если увеличение объектива 40х, А= 0,65, то

d = 0,55мкм/(2 х 0,65) = 0,42 мкм

Если V объектива 90х, А = 1,25, то

d = 0,55мкм/(2 х 1,25) = 0,22 мкм

Разрешающая способность микроскопа тем лучше, чем меньше абсолютная величина d.

 

Задание:

1)Определить какой окуляр необходимо выбрать для объектива 40х, апертура 0,65; 90х, апертура 1,25;

2) Пользуясь справочным руководством по микроскопам МИКМЕД-1 выписать  размеры объективов, апертуру, выбрать окуляры с полезным увеличением.

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое «увеличительная способность микроскопа», как её определить?

2. Что такое «полезное « и «бесполезное» увеличение микроскопа?

3. Как определить разрешающую способность микроскопа? Какова максимальная разрешающая способность светового микроскопа?

4. Как построен окуляр, назовите его главные части?

5. Каково назначение и как построена бинокулярная насадка?

 

Работа с микроскопом.

Основные прави­ла работы с микроскопом. Место для микроскопа выбирают подальше от прямого солнечного света. Работа на столе с темной поверхно­стью меньше утомляет глаза. Лучше смотреть в окуляр левым глазом, не закрывая правого.

В случае работы с бинокулярной насадкой сначала регулируют расстояние между окулярами в соответствии с расстоянием между глазами наблюдателя так, чтобы поля зрения обоих окуляров слились в одно.

Переносить микроскоп необходимо двумя руками: одной держать штатив, другой — основание микроскопа. Следует предохранять микроскоп от толчков, соприкос­новения с сильнодействующими веществами типа кис­лот, щелочей. Не рекомендуется вынимать окуляр из трубы, чтобы не загрязнять пылью трубу и объективы. Во время работы желательно защищать микроскоп от дыхания, так как конденсация паров ведет к его порче.

Линзы должны быть всегда чистыми. Микроскоп сле­дует хранить в чехле. Нельзя касаться пальцами опти­ческих поверхностей.

Работа с иммерсионной системой мик­роскопа. При работе с иммерсионным -объективом (У=90х; А=1,25) необходимо установить зеркало плос­кой стороной и поднять конденсор.

Каплю иммерсионной жидкости (кедрового масла) наносят на препарат, не размазывая ее по стеклу. По­гружать в иммерсионную жидкость можно только им­мерсионные объективы (не сухие).

Глядя сбоку на предметное стекло, опускают объ­ектив до поверхности масляной капли. Далее, глядя в окуляр, опускают объектив осторожно при помощи мак­ровинта, следят при этом за появлением изображения, а затем, когда оно появится, пользуются микровинтом. Если изображение нерезкое, тусклое или плывет, что-то сделано неправильно: загрязнена фронтальная линза объектива, мешают пузырьки воздуха в масле, случай­но закрыта диафрагма, сдвинута лампа или зеркало. Причину некачественного изображения надо устранить.

По окончании работы поднимают тубус, снимают препарат и осторожно протирают фронтальную линзу объектива хлопчатобумажной салфеткой, смоченной очи­щенным бензином.

Иммерсионную жидкость (кедровое масло) рекомен­дуют хранить в специальных двухкамерных масленках. В наружную камеру наливают ксилол или очищенный бензин для очистки объективов от масла, во внутрен­нюю — кедровое масло. Камеру с маслом герметично закрывают пробкой, в которую вставляют стеклянную палочку для нанесения капли масла на препарат.

Установка освещения. Удобнее пользоваться искусственным источником света — он более постоянен, чем дневной, лучше освещает объект, что важно при работе с сильными объективами (90х).

Освещение препарата по Келеру. Рациональное ос­вещение объекта достигается при использовании осве­тителей типа ОИ-7, ОИ-9 и ОИ-19. Осветитель с низко­вольтной лампочкой устанавливают на расстоянии 25-30 см от микроскопа с помощью соединительной планки (крестовины). Полевая диафрагма осветителя открыта; используют объектив х8, зеркало с плоской поверхно­стью, конденсор поднят.

Препарат в поле зрения микроскопа фокусируют при открытых диафрагмах осветителя и конденсора. Из ос­ветителя удаляют матовое стекло. Полевую диафрагму осветителя закрывают. На зеркало помещают белый лист бумаги для получения четкого изображения нити лампы осветителя.

Движением зеркала перемещают световой поток в поле зрения микроскопа. Фокусируют препарат. Опус­кают конденсор до тех пор, пока изображение (проек­ция) краев полевой диафрагмы осветителя в плоскости препарата не станет четким. Центрируют легкими дви­жениями зеркала изображение отверстия диафрагмы. Наблюдая в микроскоп, постепенно открывают полевую диафрагму осветителя так, чтобы освещенный круг ее заполнил все поле зрения микроскопа; лучше, если он немного выйдет за пределы поля зрения.

Положение осветителя, зеркала, конденсора микро­скопа в дальнейшем не менять.

Установку света по Келеру рекомендуют также ипри темнопольной и фазово-контрастной микроскопии.

Измерение объектов. Измерять клетки мик­роорганизмов (в мкм) можно на фиксированных и жи­вых препаратах с помощью шкалы окулярного микро­метра — окулярной линейки. У кокков определяют диа­метр клеток, у других форм бактерий — длину и ши­рину.

Окулярная линейка — круглая стеклянная пластин­ка, посредине которой нанесена шкала делений (50 или 100 делений) общей длиной 5 мм. Вывинчивают линзу окуляра и окулярную линейку вставляют шкалой вверх на диафрагму окуляра. Ставят препарат и определяют, скольким делениям линейки соответствует длина и ши­рина клетки. Измеряют не менее 10-20 клеток.

Чтобы рассчитать истинные размеры клеток, определяют цену деления окулярной линейки с помощью объектного микрометра, который представляет собой металлическую пластинку в форме предметного стекла с отверстием в центре; в отверстие помещено стекло с линейкой (шкала из 100 делений). Общая длина шкалы объектного микрометра 1 мм, величина одного деления 10 мкм (0,01 мм).

Объектный микрометр помещают вместо препарата на столик микроскопа, фокусируют изображение линей­ки при малом увеличении, затем перемещают в центр поля и меняют объектив на тот, при котором измеряли клетки. Перемещая столик микроскопа и поворачивая окуляр, устанавливают объектный и окулярный микро­метры так, чтобы их шкалы были параллельны и одна перекрывала другую. Определение цены деления оку­лярного микрометра проводят по принципу нониуса, т. е. совмещают одну из черт шкалы окулярного мик­рометра с чертой объектного микрометра и находят сле­дующее совмещение. Допустим, в двух делениях объект­ного микрометра (20 мкм) умещается пять делений окулярного микрометра, тогда одно деление окулярного микрометра при данном увеличении равняется 4 мкм (20:5).

Зная, скольким делениям окулярной линейки соот­ветствует длина и ширина изучаемых клеток, умножа­ют цену деления окулярного микрометра на эти числа. Вычисленные значения цены делений линейки справед­ливы только для данной системы окуляр — объектив.

 

Задание:

Согласно правилам установить световой микроскоп, фокусировать препарат. Отрегулировать положение осветителя, зеркала, конденсора.

Контрольные вопросы:

1. Где должен устанавливаться микроскоп?

2. Как устанавливается бинокулярная насадка?

3. Каковы меры предосторожности при работе с микроскопом?

4. Назовите правила работы с иммерсионной системой.

5. Как проводится установка освещения по Келеру?

Микроскопия в тёмном поле

В основе метода лежит явление Тиндаля — освеще­ние объекта косыми лучами света. Эти лучи, не попадая в объектив, остаются невидимыми для глаза, поэтому поле зрения выглядит темным. В то же время оптиче­ски неоднородные клетки, находящиеся в поле зрения и попадающие в сферу прохождения лучей, отклоняют их в такой степени, что лучи попадают в объектив. По­скольку лучи света идут именно от объектов, наблюда­тель видит их в темном поле интенсивно светящимися.

Темное поле зрения можно создать в светооптическом микроскопе, заменив обычный конденсор темнопольным и применив источник сильного света. Однако, эффект тёмного поля может быть достигнут только в том случае, если апертура конденсора превышает на 0,2—0,4 единицы апертуру объектива. Для исследова­ния в темном поле рекомендуют конденсор с апертурой около 1,2 и объективы с апертурой 0,65—0,85. Важно обращать внимание на толщину предметных (0,8— 1,2 мм) и покровных (0,17 мм) стекол, толщину пре­парата (в воде) и чистоту используемых стекол. Чем толще препарат и чем больше в нем посторонних ча­стиц, преломляющих световые лучи, тем менее контраст­но получаемое изображение, так как каждая частица, отражая лучи, освещает поле зрения.

Метод используется при исследовании живых кле­ток микроорганизмов. Особенно он ценен для функцио­нально-морфологического изучения крупных объектов типа дрожжей. Цитоплазма дрожжевых организмов (при условии яркого источника света и хорошего апо-хроматического иммерсионного объектива) слабо и рав­номерно опалесцирует. На ее фоне четко различаются черные, оптически пустые вакуоли. Капли жира выде­ляются как сильно блестящие гранулы. Протопласт погибающих клеток опалесцирует молочно-белым цве­том.

 

Контрольные вопросы:

1. В каких случаях применяется микроскопия в тёмном поле?

2. Чем отличается конструкция тёмнопольного микроскопа от обычного светового?

3. Какой конденсор и какие объективы применяют в тёмном поле?

 

МИКРОСКОП — это… Что такое МИКРОСКОП?


где R — разрешение в микрометрах (10-6 м), l — длина волны света (создаваемого осветителем), мкм, n — показатель преломления среды между образцом и объективом, а a — половина входного угла объектива (угла между крайними лучами конического светового пучка, входящего в объектив). Величину Аббе назвал числовой апертурой (она обозначается символом NA). Из приведенной формулы видно, что разрешаемые детали исследуемого объекта тем меньше, чем больше NA и чем меньше длина волны. Числовая апертура не только определяет разрешающую способность системы, но и характеризует светосилу объектива: интенсивность света, приходящаяся на единицу площади изображения, приблизительно равна квадрату NA. Для хорошего объектива величина NA составляет примерно 0,95. Микроскоп обычно рассчитывают так, чтобы его полное увеличение составляло ок. 1000 NA.
Объективы. Существуют три основных типа объективов, различающихся степенью исправления оптических искажений — хроматических и сферических аберраций. Хроматические аберрации связаны с тем, что световые волны с разной длиной волны фокусируются в разных точках на оптической оси. В результате изображение оказывается окрашенным. Сферические аберрации обусловлены тем, что свет, проходящий через центр объектива, и свет, идущий через его периферийную часть, фокусируется в разных точках на оси. В результате изображение оказывается нечетким. Ахроматические объективы в настоящее время являются наиболее распространенными. В них хроматические аберрации подавляются благодаря применению стеклянных элементов с разной дисперсией, обеспечивающих схождение крайних лучей видимого спектра — синих и красных — в одном фокусе. Небольшая окрашенность изображения остается и проявляется иногда в виде слабых зеленых полос вокруг объекта. Сферическая аберрация может быть скорректирована только для одного цвета. Во флюоритовых объективах используются добавки к стеклу, улучшающие цветовую коррекцию до такой степени, что окрашенность изображения почти полностью устраняется. Апохроматические объективы — это объективы с самой сложной цветовой коррекцией. В них не только почти полностью устранены хроматические аберрации, но и коррекция сферических аберраций выполнена не для одного, а для двух цветов. Увеличение апохроматов для синего цвета несколько больше, чем для красного, и поэтому для них нужны специальные «компенсирующие» окуляры. Большинство объективов являются «сухими», т.е. они рассчитаны на работу в таких условиях, когда промежуток между объективом и образцом заполнен воздухом; величина NA для таких объективов не превышает 0,95. Если между объективом и образцом ввести жидкость (масло или, что бывает реже, воду), то получится «иммерсионный» объектив с величиной NA, достигающей 1,4, и с соответствующим улучшением разрешения. В настоящее время промышленность выпускает и различного рода специальные объективы. К ним относятся объективы с плоским полем для микрофотографирования, объективы без внутренних напряжений (релаксированные) для работы в поляризованном свете и объективы для исследования непрозрачных металлургических образцов, освещаемых сверху.
Конденсоры. Конденсор формирует световой конус, направляемый на образец. Обычно в микроскопе предусматривается ирисовая диафрагма для согласования апертуры светового конуса с апертурой объектива, чем обеспечиваются максимальное разрешение и максимальный контраст изображения. (Контраст в микроскопии имеет столь же важное значение, как и в телевизионной технике.) Самый простой конденсор, вполне подходящий для большинства микроскопов общего назначения, — это двухлинзовый конденсор Аббе. Для объективов с большей апертурой, особенно иммерсионных масляных, нужны более сложные конденсоры с коррекцией. Масляные объективы с максимальной апертурой требуют специального конденсора, имеющего иммерсионный масляный контакт с нижней поверхностью предметного стекла, на котором лежит образец.
Специализированные микроскопы. В связи с различными требованиями науки и техники были разработаны микроскопы многих специальных видов. Стереоскопический бинокулярный микроскоп, предназначенный для получения трехмерного изображения объекта, состоит из двух отдельных микроскопических систем. Прибор рассчитан на небольшое увеличение (до 100). Обычно применяется для сборки миниатюрных электронных компонентов, технического контроля, хирургических операций. Поляризационный микроскоп предназначен для исследования взаимодействия образцов с поляризованным светом. Поляризованный свет нередко позволяет выявлять структуру объектов, лежащую за пределами обычного оптического разрешения. Отражательный микроскоп снабжен вместо линз зеркалами, формирующими изображение. Поскольку изготовить зеркальный объектив затруднительно, полностью отражательных микроскопов очень мало, и зеркала в настоящее время применяются в основном лишь в приставках, например, для микрохирургии отдельных клеток. Люминесцентный микроскоп — с освещением образца ультрафиолетовым или синим светом. Образец, поглощая это излучение, испускает видимый свет люминесценции. Микроскопы такого типа применяются в биологии, а также в медицине — для диагностики (особенно рака). Темнопольный микроскоп позволяет обойти трудности, связанные с тем, что живые материалы прозрачны. Образец в нем рассматривается при столь «косом» освещении, что прямой свет не может попасть в объектив. Изображение формируется светом, дифрагированным на объекте, и в результате объект выглядит очень светлым на темном фоне (с очень большим контрастом). Фазово-контрастный микроскоп применяется для исследования прозрачных объектов, особенно живых клеток. Благодаря специальным устройствам часть света, проходящего через микроскоп, оказывается сдвинутой по фазе на половину длины волны относительно другой части, чем и обусловлен контраст на изображении. Интерференционный микроскоп — это дальнейшее развитие фазово-контрастного микроскопа. В нем интерферируют два световых луча, один из которых проходит сквозь образец, а другой отражается. При таком методе получаются окрашенные изображения, дающие очень ценную информацию при исследовании живого материала. См. также
ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП;
ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ;
ОПТИКА.
ЛИТЕРАТУРА
Микроскопы. Л., 1969 Проектирование оптических систем. М., 1983 Иванова Т.А., Кирилловский В.К. Проектирование и контроль оптики микроскопов. М., 1984 Кулагин С.В., Гоменюк А.С. и др. Оптико-механические приборы. М., 1984

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

Устройство биологического микроскопа МБР-1 (или Биолам) и назначение его частей

Биологический микроскоп − это оптический прибор, с помощью которого можно получить увеличенное обратное изображение изучаемого объекта и рассмотреть мелкие детали его строения, размеры которых лежат далеко за пределами разрешающей способности глаза. Устройство и эксплуатация оптического микроскопа довольно просты. Однако неумелое или невнимательное пользование этим прибором влечет за собой его порчу. Поэтому необходимо хорошо усвоить, из каких частей состоит микроскоп и их назначение. Следует строго соблюдать правила работы с микроскопом.

Возьмите микроскоп, найдите все перечисленные ниже части и запомните их название, назначение и устройство.

В микроскопе выделяют две системы: оптическую и механическую. К оптической системеотносят объективы, окуляры и осветительное устройство.

Объектив − одна их важнейших частей микроскопа, поскольку он определяет полезное увеличение объекта. Объектив состоит из металлического цилиндра с вмонтированными в него линзами, число которых может быть различным. В верхней части объектива имеется винтовая нарезка, с помощью которой его ввинчивают в гнездо револьвера. Увеличение объектива обозначено на нем цифрами. В учебных целях используются обычно объективы ×8 и ×40. Следует всегда помнить о необходимости бережного отношения с объективами. Особой аккуратности требует работа с объективами большого увеличения, поскольку у них рабочее расстояние, т. е. расстояние от покровного стекла до фронтальной линзы, измеряется десятыми долями миллиметра.


Качество изображения, особенно при объективах большого увеличения, зависит также от толщины предметного и покровного стекол.

Окуляр состоит из 2 – 3 линз, вмонтированных в металлический цилиндр. Увеличение окуляров обозначено на них цифрами: ×7, ×10, ×15. Для определения общего увеличения микроскопа следует умножить увеличение объектива на увеличение окуляра.

Осветительное устройство состоит из зеркала и конденсора с ирисовой диафрагмой, расположенных под предметным столиком. Оно предназначено для освещения объекта пучком света. Зеркало служит для направления света через конденсор и отверстие предметного столика. Оно имеет две поверхности: плоскую и вогнутую. При работе с рассеянным светом обычно используют вогнутое зеркало. Конденсор состоит из 2 – 3 линз, вставленных в металлическую оправу. При подъеме или опускании его с помощью специального винта соответственно конденсируется или рассеивается свет, падающий от зеркала на объект. Ирисовая диафрагма расположена между зеркалом и конденсором. Она служит для изменения диаметра светового потока, направляемого зеркалом через конденсор на объект в соответствии с диаметром фронтальной линзы объектива, и состоит из тонких металлических пластинок. С помощью рычажка их можно то соединить, полностью закрывая нижнюю линзу конденсора, то развести, увеличивая поток света. Кольцо с матовым стеклом или светофильтром уменьшает освещенность объекта. Оно расположено под диафрагмой и передвигается в горизонтальной плоскости.


Механическая система микроскопа состоит из подставки, коробки с микрометренным механизмом и микрометренным винтом, тубусодержателя, винта грубой наводки, кронштейна конденсора, револьвера, предметного столика.

Микрометренный винт (или микровинт) служит для незначительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива на расстояния, измеряемые микрометрами. Полный оборот микрометренного винта передвигает тубусодержатель на 100 мкм, а поворот на одно деление опускает или поднимает тубусодержатель на 2 мкм. Во избежание порчи микрометренного механизма микровинт разрешается вращать в одну сторону не более чем на пол-оборота.

Тубус − цилиндр, в который сверху вставляют окуляры. Тубус подвижно соединен с головкой тубусодержателя, его фиксируют стопорным винтом в определенном положении; ослабив стопорный винт, тубус можно повернуть или снять.

Револьвер предназначен для смены объективов, которые ввинчены в его гнезда. Центрированное положение объектива обеспечивает защелка, расположенная внутри револьвера.

Винт грубой наводки (или макровинт) используют для значительного перемещения тубусодержателя, а, следовательно, и объектива с целью фокусировки объекта при малом увеличении.

Предметный столик предназначен для расположения на нем препарата. В середине столика имеется круглое отверстие, в которое входит фронтальная линза конденсора. У МБР-1 предметный столик круглый, на нем лежит подвижный диск. По сторонам столика расположены два винта, с помощью которых производят центрирование диска вращением его вокруг оси и передвижением по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Если столик отцентрирован, диск закрепляется стопорным винтом.

Правила работы. При работе с микроскопом соблюдаются следующие правила и последовательность операций.

  1. Ставят микроскоп у края стола так, чтобы окуляр находился против левого глаза, и в течение работы его не передвигают. Тетрадь и все предметы, необходимые для работы, располагают слева от микроскопа.
  2. Открывают полностью диафрагму, поднимают конденсор в крайнее верхнее положение, чтобы его фронтальная линза была расположена вровень с предметным столиком. Если столик не отцентрирован, его передвигают с помощью винтов так, чтобы линза конденсора находилась в центре отверстия столика. (У микроскопов с квадратным неподвижным столиком эта операция не проводится − у них столик отцентрирован фабрично и постоянно находится в центральном положении).
  3. Ставят объектив ×8 в рабочее положение − на расстояние примерно 1 см от предметного столика. Работу с микроскопом всегда начинают с малого увеличения.
  4. Глядя левым глазом в окуляр и пользуясь вогнутым зеркалом, направляют свет от окна (но не прямой солнечный) или электрической лампы в объектив и максимально и равномерно освещают поле зрения. Правый глаз оставляют открытым, так как при закрытом правом глазе вся нагрузка приходится на левый глаз, и это может быстро вызвать переутомление глазных мышц.
  5. Кладут препарат на предметный столик (изучаемый объект должен находиться под объективом) и, глядя сбоку, опускают объектив при помощи макровинта так, чтобы между фронтальной линзой объектива и препаратом было расстояние 4 – 5 мм.
  6. Глядя левым глазом в окуляр и вращая макровинт на себя (!) плавно поднимают объектив до положения, при котором хорошо видно изображение объекта. Передвигая препарат рукой, находят нужное место объекта, располагают его в центре поля зрения. Нельзя смотреть в окуляр и опускать объектив, вращая макровинт от себя, так как при этом фронтальная линза может раздавить препарат и на ней появятся царапины.
  7. Добиваются большей четкости изображения, приведя в соответствие диаметры пучка света, попадающего в объектив, и фронтальной линзы объектива. Для этого вынимают окуляр и, глядя в тубус, медленно закрывают отверстие диафрагмы до тех пор, пока ее края появятся на границе выходного зрачка объектива. При слишком сильном освещении увеличивают контрастность изображения опусканием конденсора.
  8. Для изучения какого-либо участка объекта при большом увеличении ставят этот участок в центре поля зрения, передвигая препарат рукой. После этого, не поднимая тубуса (!), поворачивают револьвер так, чтобы объектив ×40 занял рабочее положение. Смотрят в окуляр, изображение будет нечетким. С помощью микровинта добиваются хорошей видимости изображения объекта. Следует помнить, что микровинт можно вращать в одну сторону не более чем на пол-оборота. На коробке микрометренного механизма имеются две риски, а на микровинте − точка, которая должна все время находится между рисками. Если она выходит за их пределы, ее необходимо возвратить в нормальное положение. При несоблюдении этого правила микровинт может перестать действовать. Тогда его возвращают в нормальное положение, вращая в противоположную сторону.

Если же при установке объектива ×40 изображение отсутствует, добиваются его осторожным вращением макровинта на себя. И лишь после этого производят фокусировку объекта с помощью микровинта.

  1. После окончания работы с большим увеличением поворачивают револьвер, устанавливая малое увеличение, и снимают препарат. Нельзя (!) вынимать препарат из-под объектива ×40, так как рабочее расстояние его равно 0,6 мм и легко можно испортить фронтальную линзу.

После окончания работы с микроскопом его приводят в транспортное положение. Для этого поворачивают револьвер, устанавливая его на пустое гнездо, и опускают тубус вниз до упора.

Приложение 2

Осветительная часть микроскопа. — Студопедия.Нет

Занятие №1.

Методы клеточной биологии.

I . Световая микроскопия.

Световой микроскоп.

Микроскоп (от лат. micros — малый и scopein — рассматривать, наблюдать) — прибор, позволяющий получать увеличенное изображение объектов и структур, недоступных глазу человека. Изобретение микроскопа обусловлено скачком в развитии оптики в XVI-XVII вв. Некоторые оптические свойства изогнутых поверхностей были известны еще Евклиду (300 лет до н.э.) и Птоломею (127-151 гг.), однако их увеличительная способность не нашла практического применения. В связи с чем, первые очки были изобретены Сальвинио дели Арлеати в Италии только в 1285г. В XVI веке Леонардо да Винчи и Мауролико показали, что малые объекты лучше изучать с помощью лупы. Тогда же в Нидерландах потомственные оптики Захарий и Ханс Янсены (1590г.) смонтировали две выпуклые линзы внутри одной трубки, т. е. фактически создав первый микроскоп и заложив основы для создания сложных микроскопов.

Простые микроскопы появились в XVII в. Больших успехов в их изготовлении добился голландский ученый А. Левенгук. 1683 год можно считать годом рождения науки о микроорганизмах — микробиологии. В этот год в голландском городе Делфте Антони ван Левенгук впервые увидел бактерии, о чем сообщил письмом в самое авторитетное научное учреждение того времени — Лондонское королевское общество.

В 1609—1610 гг. сложный микроскоп был построен Г. Галилеем (1564—1642). В 1846г. немецкий механик Карл Цейсе (1816—1888) открыл мастерскую и через год приступил к изготовлению микроскопов. Карл Цейсе успешно использовал в деятельности своей фирмы ZEISS открытия профессора физики Эрнста Аббе, который впоследствии становится его полноправным компаньоном. Теоретические и практические работы Эрнста Аббе (1840—1905), Отто Шотта (1851 — 1935) и Августа Келера (1866—1948) определили направление развития и принципы построения оптических систем современных микроскопов.

Строение светового микроскопа.

 Современный микроскоп состоит из следующих конструктивно-технологических частей: оптической, механической и осветительной.

 

Механическая часть микроскопа.

Основным конструктивно-механическим блоком микроскопа является штатив. Штатив включает в себя следующие основные блоки: основание и тубусодержатель. Основание представляет собой блок, на котором крепится весь микроскоп. В простых микроскопах на основание устанавливают осветительные зеркала или накладные осветители. В более сложных моделях осветительная система встроена в основание без или с блоком питания. Тубусодержатель представляет собой блок, на котором закрепляются следующие части.

1. Узел смены объективов, имеющий следующие варианты исполнения — револьверное устройство, резьбовое устройство для ввинчивания объектива, «салазки» для безрезьбового крепления объективов с помощью специальных направляющих. Револьверное устройство обеспечивает точную установку микрообъективов в совмещенном оптическом тракте между осветительной и наблюдательной системами микроскопа. Смена объективов производится вращением рифленого кольца револьверного устройства до фиксированного положения.

 

2. Фокусировочный механизм грубой и точной настройки микроскопа на резкость — механизм фокусировочного перемещения объективов или столиков. Фокусировочный механизмявляется одним из важнейших узлов современного микроскопа. От качества его исполнения зависит точность и воспроизводимость фокусировки микроскопа на объект. Механизм расположен в штативе микроскопа и обеспечивает вертикальное перемещение предметного столика, который закреплен винтом в специальном кронштейне. Рукоятки расположены на одной оси и выведены с обеих сторон корпуса тубусодержателя. Грубое перемещение кронштейна с предметным столиком осуществляется рукоятками большего диаметра, точное перемещение – рукоятками меньшего диаметра. Общая величина грубой фокусировки составляет не менее 30 мм. Общая величина точной фокусировки — не менее 2.5 мм.

 

3. Узел крепления сменных предметных столиков. Предметный столик предназначен для крепления или фиксации в определенном положении объекта наблюдения. Столики бывают неподвижные, координатные и вращающиеся (центрируемые и нецентрируемые).

 

4. Узел крепления, а также фокусировочного и центрировочного перемещения конденсора. Конденсорное устройство устанавливается в специальный кронштейн и в фиксированное положение и закрепляется стопорным винтом. В конструкции кронштейна предусмотрены специальные юстировочные винты, предназначенные для перемещения конденсорного устройства в плоскости, перпендикулярной оптической оси микроскопа, при его центрировке. В конструкции микроскопа предусмотрен механизм перемещения конденсора вдоль оптической оси прибора для обеспечения оптимальной фокусировки осветительных лучей. К кронштейну конденсорного устройства снизу закреплена винтом специальная откидная оправа, предназначенная для установки сменных светофильтров.

 

5. Узел крепления сменных насадок (визуальных, фотографических, телевизионных, различных передающих устройств). Так, например, бинокулярная насадка, служащая для организации визуального наблюдения на микроскопе, устанавливается в гнездо насадок тубусодержателя и закрепляется специальным винтом. Посредством разворота окулярных трубок относительно оси шарнира имеется возможность установки требуемого расстояние между осями окулярных трубок от 56 до 72 мм в соответствии с глазной базой конкретного исследователя. Левая окулярная трубка может быть снабжена механизмом перемещения окуляров в пределах ± 5 дптр. для компенсации ошибки глаза исследователя.

 

Оптическая часть микроскопа.

Основными оптическими элементами микроскопа являются оптические элементы, образующие осветительную (в том числе, конденсор), наблюдательную (окуляры) и воспроизводящую (в том числе объективы) системы микроскопа.

 

ОБЪЕКТИВЫ.

Объективы микроскопа представляют собой оптические системы, предназначенные для построения микроскопического изображения в плоскости изображения с соответствующим увеличением, разрешением элементов, точностью воспроизведения по форме и цвету объекта исследования. Они имеют сложную оптико-механическую конструкцию, которая включает несколько одиночных линз и компонентов, склеенных из 2-х или 3-х линз. Количество линз обусловлено кругом решаемых объективом задач. Чем выше качество изображения, даваемое объективом, тем сложнее его оптическая схема. Общее число линз в сложном объективе может доходить до 14. Объектив состоит из фронтальной и последующей частей. Фронтальная линза (или система линз) обращена к препарату и является основной при построении изображения соответствующего качества, определяет рабочее расстояние и числовую апертуру объектива. Последующая часть в сочетании с фронтальной обеспечивает требуемое увеличение, фокусное расстояние и качество изображения, а также определяет высоту объектива и длину тубуса микроскопа.

Маркировка объективов. Данные о каждом объективе маркируются на его корпусе с указанием следующих параметров:

· увеличение («х»-крат, раз): 8х, 40х, 90х;

· числовая апертура: 0,20; 0,65, пример: 40/0,65 или 40х/0,65;

· дополнительная буквенная маркировка, если объектив используется при различных методах исследования и контрастирования: фазовый — Ф (Рп2 — цифра соответствует маркировке на специальном конденсоре или вкладыше), люминесцентный — Л (L), и т.п. пример: 40х/0,65 Ф или Ph3 40x/0,65;

· длина тубуса (160 или  — «бесконечность») и через косую черту указывается толщина покровного стекла (0,17; 0 или «—», последнее указывается, если объектив работает как с покровным, так и без покровного стекла), пример: 40х/0,65 Ф; 160/0,17 или Ph3 40x/0,65; /-;

· тип иммерсии с обязательной маркировкой цветным кольцом, расположенным ближе к фронтальному компоненту — МИ (oil) — черное кольцо, ВИ (W) — белое кольцо, ГИ (Glyc) — оранжевое кольцо;

· фирма-изготовитель, заводской номер или децимальный номер по каталогу.

ОКУЛЯРЫ.

Оптические системы, предназначенные для построения микроскопического изображения на сетчатке глаза наблюдателя. В общем виде окуляры состоят из двух групп линз: глазной — ближайшей к глазу наблюдателя — и полевой — ближайшей к плоскости, в которой объектив строит изображение рассматриваемого объекта. Современная маркировка окуляров предусматривает кроме указания линейного увеличения окуляра, размер видимого поля изображения (линейное поле в мм): Юх/18. Маркировка наносится на фронтальную (переднюю) часть окуляра или по верхней образующей корпуса окуляра.

Осветительная часть микроскопа.

Осветительная система микроскопа представляет собой систему линз, диафрагм и зеркал (последние применяются при необходимости), обеспечивающую равномерное освещение объекта и полное заполнение апертуры объектива.

 

 

КОНДЕНСОР.

Если освещаемый предмет находится на конечном расстоянии, то для его освещения используют конденсор. Оптическая система конденсора предназначена для увеличения количества света, поступающего в микроскоп. Конденсор располагается между объектом (предметным столиком) и осветителем (источником света). Часто конденсор является съемной частью и при настройке освещения имеет фокусировочное перемещение вдоль оптической оси и центрировочное перемещение, перпендикулярное оптической оси. При конденсоре может находится осветительная апертурная ирисовая диафрагма. На фронтальной части конденсора наносится маркировка числовой апертуры (осветительной).

Устройство микроскопа и правила работы с ним

Изучение клеток микроорганизмов, невидимых невооруженным глазом, возможно только при помощи микроскопов. Эти приборы позволяют получать изображение исследуемых объектов, увеличенное в сотни раз (световые микроскопы), в десятки и сотни тысяч раз (электронные микроскопы).

Биологический микроскоп называется световым, так как он обеспечивает возможность изучать объект в проходящем свете в светлом и темном поле зрения.

Основными элементами современных световых микроскопов являются механическая и оптическая части (рис. 1).

К механической части относятся штатив, тубус, револьверная насадка, коробка микромеханизма, предметный столик, макрометрический и микрометрический винты.

Штатив состоит из двух частей: основания и тубусодержателя (колонки). Основание микроскопа прямоугольной формы имеет снизу четыре опорные площадки, что обеспечивает устойчивое положение микроскопа на поверхности рабочего стола. Тубусодержатель соединяется с основанием и может перемещаться в вертикальной плоскости при помощи макро- и микрометрического винтов. При вращении винтов по часовой стрелке тубусодержатель опускается, при вращении против часовой стрелки – поднимается от препарата. В верхней части тубусодержателя укреплена головка с гнездом для монокулярной (или бинокулярной) насадки и направляющей для револьверной насадки. Головка крепится винтом.

Тубус – это труба микроскопа, позволяющая поддерживать определенное расстояние между основными оптическими деталями – окуляром и объективом. Вверху в тубус вставляется окуляр. Современные модели микроскопов имеют наклонный тубус.

Револьверная насадкапредставляет собой вогнутый диск с несколькими гнездами, в которые ввинчиваются 34 объектива. Вращая револьверную насадку, можно быстро установить любой объектив в рабочее положение под отверстие тубуса.

Рис. 1. Устройство микроскопа:

1 – основание; 2 – тубусодержатель; 3 – тубус; 4 – окуляр; 5 – револьверная насадка; 6 – объектив; 7 – предметный столик; 8 – клеммы, прижимающие препарат; 9 – конденсор; 10 – кронштейн конденсора; 11 – рукоятка перемещения конденсора; 12 – откидная линза; 13 – зеркало; 14 – макровинт; 15 – микровинт; 16 – коробка с механизмом микрометрической фокусировки; 17 – головка для крепления тубуса и револьверной насадки; 18 – винт для крепления головки

Коробка микромеханизма несет с одной стороны направляющую для кронштейна конденсора, а с другой – направляющую для тубусодержателя. Внутри коробки находится механизм фокусировки микроскопа, представляющий собой систему зубчатых колес.

Предметный столик служит для размещения на нем препарата или другого объекта исследования. Столик может быть квадратным или круглым, подвижным или неподвижным. Подвижный столик перемещается в горизонтальной плоскости при помощи двух боковых винтов, что позволяет рассматривать препарат в разных полях зрения. На неподвижном столике для обследования объекта в разных полях зрения препарат перемещают рукой. В центре предметного столика имеется отверстие для освещения снизу лучами света, направляемыми от осветителя. На столике имеются две пружинные клеммы, предназначенные для закрепления препарата.

Некоторые системы микроскопов снабжены препаратоводителем, необходимым при исследовании поверхности препарата или при подсчете клеток. Препаратоводитель позволяет производить передвижение препарата в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. На препаратоводителе имеется система линеек – нониусов, с помощью которых можно присвоить координаты любой точке исследуемого объекта.

Макрометрический винт (макровинт) служит для предварительной ориентировочной установки изображения рассматриваемого объекта. При вращении макровинта по часовой стрелке тубус микроскопа опускается, при вращении против часовой стрелки – поднимается.

Микрометрический винт (микровинт) используют для точной установки изображения объекта. Микрометрический винт является одной из наиболее легко повреждаемых частей микроскопа, поэтому с ним надо обращаться осторожно – не вращать с целью грубой установки изображения во избежание самопроизвольного опускания тубуса. При полном повороте микровинта тубус передвигается на 0,1 мм.

Оптическая часть микроскопа состоит из основных оптических деталей (объектив и окуляр) и вспомогательной осветительной системы (зеркало и конденсор).

Объективы (от лат. objektum – предмет) – наиболее важная, ценная и хрупкая часть микроскопа. Они представляют собой систему линз, заключенных в металлическую оправу, на которой указаны степень увеличения и числовая апертура. Наружная линза, обращенная плоской стороной к препарату, называется фронтальной. Именно она обеспечивает увеличение. Остальные линзы называются коррекционными и служат для устранения недостатков оптического изображения, возникающих при рассмотрении исследуемого объекта.

Объективы бывают сухие и иммерсионные, или погружные. Сухим называется объектив, у которого между фронтальной линзой и рассматриваемым объектом находится воздух. Сухие объективы обычно имеют большое фокусное расстояние и увеличение 8х или 40х. Иммерсионным (погружным) называют объектив, у которого между фронтальной линзой и препаратом находится специальная жидкая среда. Вследствие разницы между показателями преломления стекла (1,52) и воздуха (1,0) часть световых лучей преломляется и не попадает в глаз наблюдателя. В результате этого изображение получается нечетким, более мелкие структуры остаются невидимыми. Избежать рассеивания светового потока можно путем заполнения пространства между препаратом и фронтальной линзой объектива веществом, показатель преломления которого близок к коэффициенту преломления стекла. К таким веществам относятся глицерин (1,47), кедровое (1,51), касторовое (1,49), льняное (1,49), гвоздичное (1,53), анисовое масло (1,55) и другие вещества. Иммерсионные объективы имеют на оправе обозначения: I (immersion) иммерсия, НI (homogen immersion) – однородная иммерсия, OI (oil immersion) или МИ – масляная иммерсия. В настоящее время в качестве иммерсионной жидкости чаще используют синтетические продукты, соответствующие по оптическим свойствам кедровому маслу.

Объективы различают по их увеличению. Величина увеличения объективов обозначена на их оправе (8х, 40х, 60х, 90х). Кроме того, каждый объектив характеризуется определенной величиной рабочего расстояния. Для иммерсионного объектива это расстояние составляет 0,12 мм, для сухих объективов с увеличением 8х и 40х – 13,8 и 0,6 мм соответственно.

Окуляр (от лат. okularis – глазной) состоит из двух линз – глазной (верхней) и полевой (нижней), заключенных в металлическую оправу. Окуляр служит для увеличения изображения, которое дает объектив. Увеличение окуляра обозначено на его оправе. Существуют окуляры с рабочим увеличением от 4х до 15х.

При длительной работе с микроскопом следует пользоваться бинокулярной насадкой. Корпуса насадки могут раздвигаться в пределах 55–75 мм в зависимости от расстояния между глазами наблюдателя. Бинокулярные насадки часто имеют собственное увеличение (около 1,5х) и коррекционные линзы.

Конденсор (от лат. condenso – уплотняю, сгущаю) состоит из двух-трех короткофокусных линз. Он собирает лучи, идущие от зеркала, и направляет их на объект. При помощи рукоятки, расположенной под предметным столиком, конденсор может перемещаться в вертикальной плоскости, что приводит к увеличению освещенности поля зрения при поднятом конденсоре и уменьшению его при опущенном конденсоре. Для регулировки интенсивности освещения в конденсоре имеется ирисовая (лепестковая) диафрагма, состоящая из стальных серповидных пластинок. При полностью открытой диафрагме рекомендуется рассматривать окрашенные препараты, при уменьшенном отверстии диафрагмы – неокрашенные. Под конденсором расположена откидная линза в оправе, используемая при работе с объективами малого увеличения, например, 8х или 9х.

Зеркало имеет две отражающие поверхности – плоскую и вогнутую. Оно закреплено на шарнирах в основании штатива и его можно легко поворачивать. При искусственном освещении рекомендуется пользоваться вогнутой стороной зеркала, при естественном – плоской.

Осветитель выполняет функцию искусственного источника света. Он состоит из низковольтной лампы накаливания, закрепляющейся на штативе, и понижающего трансформатора. На корпусе трансформатора имеется рукоятка реостата, регулирующего накал лампы и тумблер для включения осветителя.

Во многих современных микроскопах осветитель вмонтирован в основание.

Детали и характеристики микроскопа

Историки приписывают изобретение составного микроскопа голландскому мастеру Захариасу Янссену примерно в 1590 году (подробнее об истории здесь). Составной микроскоп использует линзы и свет для увеличения изображения и также называется оптическим или световым микроскопом (по сравнению с электронным микроскопом). Простейший оптический микроскоп — это увеличительное стекло, которое дает примерно десятикратное (10-кратное) увеличение.

Составной микроскоп имеет две системы линз для большего увеличения:

1.Глазная линза окуляра, через которую нужно смотреть.
2. Ближайшая к объекту линза объектива. Перед покупкой или использованием микроскопа важно знать функции каждой детали. Эта информация представлена ​​ниже. Ссылки приведут вас к дополнительной информации и изображениям.

Функции микроскопа

Линза окуляра : линза вверху, через которую вы смотрите, обычно с увеличением 10x или 15x.

Трубка : соединяет окуляр с линзами объектива.

Рычаг : поддерживает трубку и соединяет ее с основанием.

Основание : Нижняя часть микроскопа, используется в качестве опоры.

Осветитель : устойчивый источник света (110 В), используемый вместо зеркала. Если у вашего микроскопа есть зеркало, оно используется для отражения света от внешнего источника света вверх через нижнюю часть предметного столика.

Столик с зажимами для столика : Плоская платформа, на которой размещаются слайды. Сценические зажимы удерживают слайды на месте.Если у вашего микроскопа есть механический столик, вы сможете перемещать предметное стекло, поворачивая две ручки. Один перемещает его влево и вправо, другой — вверх и вниз.

Поворотный наконечник или револьверная головка : это часть, которая удерживает две или более линзы объектива и может вращаться для легкого изменения оптической силы.

Объективы : Обычно вы найдете 3 или 4 линзы объектива на микроскопе. Они почти всегда состоят из 4х, 10х, 40х и 100х степеней. В сочетании с 10-кратным (наиболее распространенным) окуляром общее увеличение составляет 40-кратное (4-кратное 10-кратное), 100-кратное, 400-кратное и 1000-кратное.Чтобы получить хорошее разрешение при 1000-кратном увеличении, вам понадобится относительно сложный микроскоп с конденсором Аббе. Конденсор Аббе состоит из двух линз, которые контролируют свет, проходящий через образец, прежде чем попасть в линзу объектива микроскопа. Самая короткая линза — это самая низкая оптика, самая длинная — линза с самой большой оптической силой. Линзы имеют цветовую маркировку и, если они построены в соответствии со стандартами DIN, могут быть заменены между микроскопами. «DIN» — это сокращение от «Deutsche Industrial Normen».Это немецкий стандарт, принятый на международном уровне как оптический стандарт, используемый в большинстве качественных микроскопов. Типичная линза объектива микроскопа стандарта DIN имеет диаметр резьбы 0,7965 дюйма (20,1 мм), резьбу 36 TPI (резьба на дюйм) и угол Уитворта 55 °. Многие линзы объектива с большим увеличением являются выдвижными (например, 40XR). слайд, конец линзы будет вдвигаться (подпружиненный), тем самым защищая линзу и предметное стекло. Все микроскопы хорошего качества имеют ахроматические, парцентрированные, парфокальные линзы.

Rack Stop : это регулировка, которая определяет, насколько близко линза объектива может подойти к слайду. Он устанавливается на заводе-изготовителе и не позволяет учащимся повернуть линзу объектива с большим увеличением в слайд и сломать предметы. Вам нужно будет отрегулировать это только в том случае, если вы используете очень тонкие слайды и не можете сфокусироваться на образце с большим увеличением. (Совет: если вы используете тонкие слайды и не можете сфокусироваться, вместо того, чтобы отрегулировать упор стойки, поместите прозрачное стекло под слайд оригинала, чтобы поднять его немного выше).

Конденсорная линза : Конденсорная линза предназначена для фокусировки света на образце. Конденсорные линзы наиболее полезны при максимальном увеличении (400x и выше). Микроскопы с линзами встроенного конденсора дают более четкое изображение, чем микроскопы без линзы (при 400x). Если ваш микроскоп имеет максимальную оптическую силу 400x, вы получите максимальную пользу от использования конденсаторных линз с номинальной числовой апертурой 0,65 NA или выше. Конденсорные линзы с числовой апертурой 0,65 могут быть установлены на сцене и работают достаточно хорошо.Большим преимуществом объектива, установленного на сцене, является то, что приходится иметь дело с одним элементом фокусировки меньше. Если вы выберете 1000x, вам понадобится конденсаторная линза с числовой апертурой 1,25 или выше. Во всех наших микроскопах с 1000-кратным увеличением используются конденсаторные линзы Аббе 1,25. Конденсорную линзу Аббе можно перемещать вверх и вниз. Он установлен очень близко к затвору на 1000x и сдвинут дальше на меньших увеличениях.

Диафрагма или диафрагма : Многие микроскопы имеют вращающийся диск под столиком. Эта диафрагма имеет отверстия разного размера и используется для изменения интенсивности и размера светового конуса, который проецируется вверх на слайд.Не существует установленного правила относительно того, какой параметр использовать для определенной мощности. Скорее, настройка зависит от прозрачности образца, желаемой степени контрастности и конкретного используемого объектива.

Как сфокусировать микроскоп : Правильный способ фокусировки микроскопа — начать с линзы объектива с наименьшим увеличением и, глядя сбоку, повернуть линзу как можно ближе к образцу, не касаясь его. Теперь посмотрите в линзу окуляра и сфокусируйтесь только вверх, пока изображение не станет резким.Если вы не можете сфокусироваться, повторите процесс еще раз. Как только изображение станет резким с помощью маломощного объектива, вы сможете просто щелкнуть следующий оптический объектив и выполнить незначительные настройки с помощью ручки фокусировки. Если у вашего микроскопа есть точная регулировка фокуса, достаточно немного повернуть его. Продолжайте использовать следующие линзы объектива и каждый раз точно фокусируйтесь.

На этой странице представлены задания и бесплатные распечатки для маркировки частей микроскопа.

Статьи по теме:

Линзы объектива микроскопа

Типы микроскопов

Инфографика по истории микроскопа

.Детали микроскопа

| Образовательный веб-сайт Microbus Microscope

Microscope Parts

Детали микроскопа

Линза окуляра: линза в верхней части микроскопа, через которую вы смотрите. Их окуляр обычно имеет 10-кратное или 15-кратное увеличение.

Трубка: Соединяет окуляр с линзами объектива.

Рукав: Поддерживает трубку и соединяет ее с основанием микроскопа.

База: Нижняя часть микроскопа, используется в качестве опоры.

Осветитель: Постоянный источник света (110 В), используемый вместо зеркала. Если у вашего микроскопа есть зеркало, оно используется для отражения света от внешнего источника света вверх через нижнюю часть предметного столика.

Этап: Плоская платформа, на которой вы размещаете слайды. Сценические зажимы удерживают слайды на месте. Если у вашего микроскопа есть механический столик, вы сможете перемещать предметное стекло, поворачивая две ручки. Один перемещает его влево и вправо, другой — вперед и назад.

Поворотный наконечник или револьверная головка: Это часть микроскопа, которая удерживает две или более линзы объектива и может вращаться для легкого изменения оптической силы (увеличения).

Объективы: Обычно вы найдете 3 или 4 линзы объектива на микроскопе. Они почти всегда состоят из 4х, 10х, 40х и 100х степеней. В сочетании с 10-кратной (наиболее распространенной) линзой окуляра мы получаем общее увеличение в 40 раз (4 раза по 10 раз), 100, 400 и 1000 крат. Чтобы получить хорошее разрешение при 1000-кратном увеличении, вам понадобится относительно сложный микроскоп с конденсором Аббе.Самая короткая линза — это самая низкая оптика, самая длинная — линза с самой большой оптической силой. Линзы имеют цветовую маркировку и, если они построены в соответствии со стандартами DIN, могут быть заменены между микроскопами. Линзы объектива большой мощности выдвигаются (т.е. 40xr). Это означает, что если они ударяются о предметное стекло, то конец линзы вдавится (подпружиненный), тем самым защищая линзу и предметное стекло. Все качественные микроскопы имеют ахроматические, парцентрированные и парфокальные линзы.

Rack Stop: Это регулировка, которая определяет, насколько близко линза объектива может подойти к слайду.Он устанавливается на заводе-изготовителе и не позволяет учащимся повернуть линзу объектива с большим увеличением в слайд и сломать предметы. Вам нужно будет отрегулировать это только в том случае, если вы используете очень тонкие предметные стекла и не можете сфокусироваться на образце при большом увеличении. (Совет: если вы используете тонкие слайды и не можете сфокусироваться, вместо того, чтобы отрегулировать упор стойки, поместите прозрачное стекло под слайд оригинала, чтобы поднять его немного выше).

Конденсорная линза: Конденсорная линза предназначена для фокусировки света на образце.Конденсорные линзы наиболее полезны при максимальном увеличении (400x и выше). Микроскопы с конденсорной линзой предметного столика дают более четкое изображение, чем микроскопы без линзы (при 400x). Если ваш микроскоп имеет максимальную оптическую силу 400x, вы получите максимальную пользу от использования конденсаторных линз с номинальной числовой апертурой 0,65 NA или выше. Конденсорные линзы с числовой апертурой 0,65 могут быть установлены на сцене и работают достаточно хорошо. Большим преимуществом объектива, установленного на сцене, является то, что приходится иметь дело с одним элементом фокусировки меньше. Если вы перейдете на 1000x, вам понадобится фокусируемая конденсорная линза с N.A. 1,25 или больше. В большинстве микроскопов с 1000-кратным увеличением используются системы конденсаторных линз Аббе 1,25. Конденсорную линзу Аббе можно перемещать вверх и вниз. Он установлен очень близко к затвору на 1000x и сдвинут дальше на меньших увеличениях.

Диафрагма или диафрагма: Многие микроскопы имеют вращающийся диск под столиком. Эта диафрагма имеет отверстия разного размера и используется для изменения интенсивности и размера светового конуса, который проецируется вверх на слайд. Не существует установленного правила относительно того, какой параметр использовать для определенной мощности.Скорее, настройка зависит от прозрачности образца, желаемой степени контрастности и конкретного используемого объектива.

Как сфокусировать микроскоп: Правильный способ фокусировки микроскопа — начать сначала с линзы объектива с наименьшим увеличением и, глядя сбоку, повернуть линзу как можно ближе к образцу, не касаясь его. Теперь посмотрите через линзу окуляра и сфокусируйтесь только вверх , пока изображение не станет резким.Если у вас не получается сфокусироваться, повторите процесс еще раз. Как только изображение станет резким с помощью маломощного объектива, вы сможете просто щелкнуть следующий оптический объектив и выполнить незначительные настройки с помощью ручки фокусировки. Если у вашего микроскопа есть точная регулировка фокуса, достаточно немного повернуть его. Продолжайте использовать следующие линзы объектива и каждый раз точно фокусируйтесь.

На что обращать внимание при покупке микроскопа

Если вам нужен настоящий микроскоп, обеспечивающий резкие и четкие изображения, держитесь подальше от магазинов игрушек и пластиковых инструментов, которые, как утверждают, могут увеличивать изображение в 600 раз и более.Сегодня на рынке представлено много высококачественных микроскопов для студентов. У них металлический корпус и все стеклянные линзы. Одним из наиболее важных соображений является покупка инструмента в надежном источнике. Хотя дилеры могут предложить вам отличную цену, они могут не появиться в следующем году, чтобы помочь вам с проблемой, или они могут не полностью разбираться в микроскопе. Мы настоятельно рекомендуем Microscope World. Они предлагают широкий выбор инструментов по очень конкурентоспособным ценам.

.Глоссарий по микроскопам

| Образовательный веб-сайт Microbus Microscope

Конденсатор Аббе: Специально разработанный объектив, который устанавливается под столиком и обычно перемещается в вертикальном направлении. Он имеет диафрагму типа диафрагмы для контроля диаметра луча света, попадающего в систему линз. Изменяя размер диафрагмы и перемещая линзу к столу или от предметного столика, можно контролировать диаметр и точку фокусировки светового конуса, проходящего через образец. Конденсаторы Аббе действительно становятся полезными при увеличениях выше 400x.Система линз конденсора должна иметь числовую апертуру, равную или превышающую числовую апертуру (N.A.) используемой линзы объектива. Большинство микроскопов, которые идут до 1000x, используют конденсаторы Аббе с 1,25 N.A. Есть два типа: один представляет собой спиральный тип, который вы поворачиваете, чтобы перемещать его вверх или вниз, а другой — на реечной системе и управляется с помощью ручки фокусировки конденсора.

Ахроматические линзы: Когда свет проходит через призму или линзу, он изгибается или преломляется.Некоторые цвета преломляются больше, чем другие, и в результате фокусируются в разных точках, уменьшая разрешение. Чтобы исправить эту проблему, используются ахроматические линзы. Эти линзы изготовлены из разных видов стекла с разными показателями преломления. Результатом является лучшее (но не идеальное) совмещение некоторых цветов в фокусной точке, что дает более четкое изображение.

Плечо: Часть микроскопа, которая соединяет трубку с основанием. При переноске микроскопа возьмитесь за руку одной рукой, а другую положите под основание.

Шарнирно-сочлененный кронштейн: Штатив, на котором крепится корпус микроскопа. Стенд прижимается к столу или имеет тяжелое основание и может перемещаться в трех измерениях.

База: Нижняя опора микроскопа (см. Кронштейн выше).

Бинокулярная головка: Головка микроскопа с двумя линзами окуляра, по одной на каждый глаз. Обычно этот термин используется при описании микроскопа с большим увеличением (составного). С маломощным микроскопом мы говорим «стереоголовка», потому что, в отличие от составного микроскопа, стерео имеет отдельную линзу объектива для каждой линзы окуляра, создавая два независимых пути света, по одному для каждого глаза.В составном микроскопе с бинокулярной головкой есть две линзы окуляра, но только одна линза объектива, и вы не получите стереозрение.

Корпус: Этот термин используется в основном со стереомикроскопами малой мощности и является основным сердцем микроскопа без какой-либо подставки (основания) или осветителей. Обычно в него входят окуляр и линзы объектива, но не блок фокусировки.

C-Mount: Это адаптер, используемый с различными типами микроскопов видео или цифровых камер.Адаптеры C-mount имеют стандартный размер резьбы 1 дюйм. Камеры C-Mount будут соответствовать тому же размеру резьбы. Таким образом, камера микроскопа будет навинчиваться на адаптер c-mount микроскопа, который находится в тринокулярном порте микроскопа. Важно отметить, что адаптеры c-mount обычно зависят от марки и типа микроскопа — их не следует смешивать и сочетать. Например, вы не будете использовать адаптер Zeiss c-mount на микроскопе Olympus.

Coarse Focus: Это грубая (и основная) ручка фокусировки на микроскопе.Вы используете его для перемещения линз объектива к образцу или от него (см. Точный фокус).

Коаксиальный фокус: Система фокусировки, в которой ручки грубой и точной фокусировки установлены на одной оси. Обычно грубая ручка больше и снаружи, а тонкая ручка меньше и внутри. В некоторых коаксиальных системах точная регулировка откалибрована, что позволяет записывать дифференциальные измерения.

Конденсаторная линза: Линза, устанавливаемая внутри или под предметным столиком и предназначенная для фокусировки или конденсации света на образце.Линзы объектива с более высоким увеличением имеют очень крошечный диаметр и для правильной работы требуется концентрированный свет. Используя конденсорную линзу, вы увеличите освещенность и разрешение. Для микроскопов с малым увеличением линзы конденсора не требуются.

Контрастная пластина: Круглая непрозрачная пластина, помещенная на столик маломощного микроскопа. Одна сторона белая, другая черная. Его можно перевернуть в зависимости от окраски вашего экземпляра.

Покровное стекло: Очень тонкий квадратный кусок стекла или пластика, помещенный поверх образца на предметном стекле микроскопа.При использовании с жидкими образцами он выравнивает жидкость и способствует фокусировке в одной плоскости.

Диафрагма: Обычно диск с пятью отверстиями помещается под предметный столик на мощном микроскопе. Каждое отверстие имеет разный диаметр. Поворачивая его, вы можете изменять количество света, проходящего через проем сцены. Это поможет правильно осветить образец и повысить контрастность и разрешение. Диафрагма наиболее полезна при высоких мощностях.

DIN Optics: Немецкий стандарт для производства линз микроскопов.Линзы DIN не особенно лучше, чем линзы не-DIN, но они будут взаимозаменяемыми с одного микроскопа DIN на другой. Они настроены на работу с трубкой длиной 160 мм и имеют однородную резьбу. В большинстве качественных микроскопов используется оптика стандарта DIN.

Диоптрийная регулировка: Когда вы смотрите в микроскоп с двумя линзами окуляра, вы должны иметь возможность изменять фокусировку на одном окуляре, чтобы компенсировать разницу в зрении между двумя глазами. Это делает диоптрийная регулировка. Чтобы правильно отрегулировать это значение, сначала закройте глаз над окуляром с помощью диоптрийной настройки и, как правило, сфокусируйте микроскоп так, чтобы открытый глаз видел изображение в фокусе.Затем переключите глаза (закройте открытый глаз, откройте закрытый глаз) и, не меняя основных ручек фокусировки, сфокусируйтесь на изображении, повернув только диоптрийную регулировку. Теперь, когда оба глаза открыты, изображение должно быть четким для обоих глаз. (Эта техника также используется с биноклями.)

Двойная головка: Микроскоп (обычно с большим увеличением) с одной линзой окуляра, выходящей с одной стороны, и дополнительным одиночным тубусом окуляра, выходящим либо сверху, либо с противоположной стороны. Двойные головки используются, чтобы учитель мог проверить, что видит ученик, или их можно использовать для работы с видео или камерой.Не рекомендуется, чтобы два студента выполняли лабораторную работу с использованием одного двойного микроскопа, так как студенту будет неудобно пользоваться верхним окуляром. Более продвинутый тип исследовательского микроскопа, известный как обучающий микроскоп, также может называться микроскопом с двумя головками. Этот тип микроскопа имеет несколько бинокулярных головок для учебных целей.

Линза окуляра: Линза в верхней части микроскопа, в которую вы смотрите. Обычно они 10x, но также доступны 5x, 15x и 20x.Объективы с широким полем зрения имеют большой диаметр и широкую область обзора.

Fine Focus: Это ручка, используемая для точной настройки фокуса на образце. Он также используется для фокусировки на различных частях образца. Обычно сначала используется грубая фокусировка, чтобы приблизиться, затем перемещается к ручке точной фокусировки для точной настройки.

Поле зрения: Иногда сокращенно обозначается «FOV», это диаметр светового круга, который вы видите, глядя в микроскоп.Чем больше мощность, тем меньше поле зрения. Вы можете измерить это, поместив на сцену четкую метрическую линейку и отсчитав миллиметры от одной стороны до другой. Обычно вы видите около 4,5 мм при 40x, 1,8 мм при 100x, 0,45 мм при 400x и 0,18 мм при 1000x. См. Микрометр.

Фиксированный кронштейн: Тип штанги, используемый с микроскопами малой мощности. Рука и корпус являются неотъемлемыми частями микроскопа и прочно соединены с основанием.

Фокус: Средство перемещения образца ближе или дальше от линзы объектива для получения резкого изображения.В некоторых микроскопах столик перемещается, а в других — трубка. Реечная фокусировка — самый популярный и прочный вид.

Головка: Верхняя часть микроскопа, содержащая окулярный тубус и призмы. У монокулярной насадки один окуляр, у бинокля — два (по одному на каждый глаз), у двойной насадки — два, но они не вместе, а у тринокулярной насадки — три, один, который обычно используется для подключения камеры.

Осветитель: Источник света, установленный под сценой.Обычно используются четыре типа ламп: вольфрамовые, люминесцентные, галогенные и светодиодные. Вольфрам — самый дешевый и самый распространенный. Обратной стороной вольфрамовой лампы является то, что она нагревается и может нанести вред живым образцам. Флуоресцентный свет яркий, белый и холодный. Галоген очень яркий и белый, но выделяет тепло, как вольфрам. Светодиод стал обычным светом для микроскопов, потому что он яркий, белый и обеспечивает холодное освещение, поэтому он не повредит образцам. Светодиодная лампа служит намного дольше, чем любая другая, и поэтому не перегорает так быстро и не требует частой замены.

Иммерсионное масло: Специальное масло, используемое в микроскопии только с 100-кратным объективом (обычно при 1000-кратном общем увеличении). На покровное стекло помещается капля, и объектив опускается до касания капли. После фокусировки масло действует как мост между предметным стеклом и стеклом в линзе. Это концентрирует световой путь и увеличивает разрешение изображения. И тип A, и тип B обычно используются в световой микроскопии, и единственная разница заключается в вязкости (B более вязкий).

Наклонный шарнир: Там, где рычаг соединяется с основанием, может быть штифт. В таком случае вы можете положить одну руку на основание, а другой схватить руку и повернуть ее назад. Это наклонит ваш микроскоп назад для более удобного просмотра. Один из недостатков наклона назад заключается в том, что влажные образцы будут стекать с предметного стекла.

Регулировка межзрачкового расстояния: При использовании стереомикроскопа или бинокулярного микроскопа необходимо регулировать расстояние между глазами наблюдателя.У маленького ребенка межзрачковое расстояние будет маленькое, а у взрослого — больше. Линзы окуляров будут раздвигаться или сближаться, чтобы подходить каждому человеку. Это должна быть первая регулировка, которую необходимо выполнить, чтобы вам было удобно рассматривать образец обоими глазами.

Механический столик: Механический способ перемещения слайда по сцене. Он состоит из держателя слайда и двух ручек. Поверните одну ручку, и ползун переместится к вам или от вас. Поверните другую ручку, и ползун будет перемещаться влево и вправо.Поскольку в микроскопе (с большим увеличением) все перевернуто, к нему нужно привыкнуть, но он очень удобен, особенно при наблюдении за движущимися образцами, такими как простейшие или другие водные твари. Микроскопы имеют либо механический столик с болтом, который может быть добавлен (ко многим моделям) в любое время, либо встроенный механический столик, который встроен в микроскоп. Некоторые микроскопы имеют зажимы для столика, которые можно заменить механическим столиком.

Микрометр: Также называемый микроном, это метрическое линейное измерение, используемое в микроскопии.В миллиметре 1000 микрон. Если что-то имеет длину 1,8 мм, это также можно выразить как длину 1800 микрон (или микрометров).

Зеркало: Позволяет направлять рассеянный свет через отверстие в предметном столике и освещать образец без электричества. Зеркала больше не продаются на микроскопы.

Головка монокуляра: Головка микроскопа с одной линзой окуляра.

Носовая насадка: Часть микроскопа, которая удерживает линзы объектива, также называемая револьверной головкой или револьверной головкой.

Числовая апертура (N.A.): Это число, которое выражает способность линзы разрешать мелкие детали в наблюдаемом объекте. Он выводится с помощью сложной математической формулы и связан с угловой апертурой линзы и показателем преломления среды между линзой и образцом. Чтобы получить наилучшее возможное изображение, у вас должна быть система конденсора, которая соответствует или превышает числовую шкалу линзы объектива с самым высоким увеличением вашего микроскопа. (Не десять.A. важен только для микроскопов с большим увеличением).

Объектив: Объектив, ближайший к объекту. В стереомикроскопе (маломощном) используются пары объективов, по одной линзе на каждую линзу окуляра. Это дает трехмерный эффект. На модели бинокля с большим увеличением есть только одна линза объектива, поэтому стереозрение отсутствует.

Маслоиммерсионная линза: Линза объектива (обычно 100-кратная или больше), предназначенная для работы с каплей специального масла, помещенной между ней и предметным стеклом.С маслом будет замечено увеличение разрешения. Также см. «Иммерсионное масло» выше.

Parcentered: Это проблема выравнивания. При переходе с одной линзы объектива на другую изображение объекта должно оставаться по центру. Проверьте это, центрируя что-нибудь в поле зрения. Переходите к более высокой силе. Он все еще в центре? Почти все микроскопы парцентрированы.

Parfocal: Это основная проблема. При переходе с одного объектива на другой новое изображение должно быть либо в фокусе, либо достаточно близко, чтобы вы могли перефокусироваться с небольшими корректировками.Большинство микроскопов парфокальные.

Указатель:

.

частей составного микроскопа — Microbehunter Microscopy

Вот краткий обзор наиболее важных частей составного микроскопа (биологического микроскопа) и их функций.

В глоссарии также можно найти следующий список терминов:

  • Конденсор: Это система различных линз, которая устанавливается под предметным столиком микроскопа. Он содержит ирисовую диафрагму, которая регулирует диаметр светового луча.Луч света должен быть отрегулирован так, чтобы он был больше или равен числовой апертуре используемого объектива. Конденсаторы можно перемещать вверх и вниз. Нормальное рабочее положение — вверху. Назначение конденсора — гарантировать, что объектив может обеспечить максимальное разрешение. Регулируя апертурную диафрагму, также можно управлять глубиной резкости и контрастом. Хотя это также изменяет интенсивность света, это следует рассматривать только как побочный эффект (не следует использовать для управления светом)
  • База: Это нижняя часть микроскопа, в ней находится лампа.
  • Coarse Focus: Также называется грубым фокусом, эта ручка быстро поднимает и опускает столик микроскопа. Его следует использовать только с объективами с малым увеличением.
  • Линзы окуляра: Также называемые линзами окуляра, они увеличивают изображение объектива. Окуляр — это линза, в которую смотрит человек во время наблюдения. Общее увеличение микроскопа рассчитывается путем умножения увеличения объектива на увеличение окуляра.Многие линзы окуляров имеют увеличение от 10 до 15 раз.
  • Fine Focus: Эта ручка фокусировки перемещает стол вверх и вниз небольшими шагами. Он используется для фокусировки на разных слоях образцов.
  • Головка: Это верхняя часть микроскопа. На нем размещены окуляр (ы) и другие оптические элементы. Существует несколько различных типов головок: монокулярная головка предназначена для установки только одного окуляра, бинокулярная головка поддерживает два (но не дает стереоскопического зрения в составных микроскопах), а тринокулярная головка также предназначена для установки камеры.
  • Механический столик: Этот тип столика оборудован держателем скольжения и двумя поворотными ручками. Одна ручка перемещает сцену вперед и назад, другая — в сторону.
  • Носовая часть (или револьверная головка, револьверная головка): Эта часть несет объективы. Его можно повернуть.
  • Линза объектива: Это система линз с сильным увеличением, она расположена близко к исследуемому образцу. Затем изображение объектива снова увеличивается с помощью окулярной линзы, которая находится близко к глазу.
  • Этап: Это плоская поверхность, на которую ставятся слайды. Его можно перемещать вверх и вниз для фокусировки.
  • Зажимы для сцены: Это зажимы, удерживающие слайд.
  • Тринокулярная головка: Эта головка микроскопа имеет три выхода, два для просмотра (для бинокулярного зрения) и третий выход для подключения камеры. Некоторые микроскопы также позволяют делать фотографии через специальный адаптер на окуляре, но тринокулярная головка обеспечивает большую стабильность и предпочтительнее для фотографических работ.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о