Digitaalsete ja optiliste mikroskoopide erinevused

Digitaalsete ja optiliste mikroskoopide erinevused

Optiline mikroskoop, mida nimetatakse ka valgusmikroskoobiks, on seade, mis kasutab näidiste kujutiste suurendamiseks nähtavat valgust ja läätsesüsteemi. Optilised mikroskoobid on vanimat tüüpi optilised instrumendid objektidest suurendatud kujutiste tegemiseks, mis loodi esmakordselt 17. sajandil. Optilise mikroskoobi abil saadud pilti saab mikrofotode tegemiseks jäädvustada tavalise valgustundliku kaameraga. Kaamerat saab paigaldada tavaliste okulaaride asemele või eraldi optilisse porti. Selliseid mikroskoope nimetatakse trinokulaarseteks.

Digitaalne mikroskoop

Digitaalne mikroskoop on digitaalkaameraga varustatud mikroskoop, mis võimaldab proove arvuti kaudu uurida. Selliseid mikroskoope saab osaliselt või täielikult arvutiga juhtida erineva automatiseerimistasemega. Digitaalne mikroskoopia võimaldab suurendatud kujutist põhjalikumalt analüüsida, näiteks mõõta vahemaid ja pindalasid.

Väikese võimsusega digitaalsed USB-mikroskoobid on lihtsalt veebikaamerad, mis on USB-pordi kaudu arvutiga ühendatud. Sellised mikroskoobid ei kasuta läbiva valguse voogu, vaid kasutavad sisseehitatud LED-e ja nendelt langevat valgust. Valguskiired peegelduvad proovilt ja sisenevad fotoobjektiivi ning suurendatud pilt kuvatakse USB-pordi kaudu arvutimonitorile. Selliselt suurendatud video- ja fotopilti saab salvestada arvutisse või töödelda reaalajas. 200-kordse suurendusega väikese võimsusega digitaalsed USB-mikroskoobid on tarbijatele laialdaselt kättesaadavad nende madala hinna tõttu, alates 1190 rubla (Supereyes B005). Lisaks väikese võimsusega mikroskoopidele on ka võimsamaid seadmeid: 300x (Supereyes B010), 500x (Supereyes B008), 1000x (Supereyes T001 2M) suurendamise võimalusega.

Digitaalne USB-mikroskoop on mitmekülgne tööriist, mis aitab teil uurida ja uurida lamedaid objekte, nagu mündid, trükkplaadid, dokumendid, nahk, mitmesugused taimed ja palju muud.

Digitaalsete mikroskoopide eelised optiliste mikroskoopide ees

Digitaalsetel USB-mikroskoobidel on optiliste ees mitmeid eeliseid, nagu näiteks mikroskoobi enda suurus, võimalus teostada foto- ja videosalvestust, reaalajas pilditöötlus, erinevate mõõtmiste teostamine ja palju muud.

Mikroskoop kui optiline süsteem

Natuke bioloogilistest mikroskoopidest

Bioloogilised mikroskoobid- See on võib-olla kõige levinum optiliste instrumentide tüüp mikromaailma uurimiseks. Tänu oma mitmekülgsusele ja kasutuslihtsusele on seda tüüpi mikroskoobid leidnud laialdast rakendust botaanikas, histoloogias, tsütoloogias, mikrobioloogias ja meditsiinis. Üsna aktiivselt kasutatud bioloogilised mikroskoobid ja bioloogiaga mitte eriti seotud tööstusharudes: nende abiga uuritakse läbipaistvaid ja poolläbipaistvaid objekte keemias, füüsikas, aga ka paljudes teistes inimtegevuse valdkondades, kus on vaja suure suurendusega uuringuid.
Kaasaegsed tootjad pakuvad laias valikus bioloogiliste mikroskoopide mudeleid, mille disainis kasutatakse mitmesuguseid lisatarvikuid, mis oluliselt laiendavad nende funktsionaalsust:

erinevat tüüpi valgusallikad; heledate ja tumedate väljade põhimõttel töötavad kondensaatorid; komplektid faasikontrastsuse ja polarisatsioonimeetodite uurimiseks; mikromeetrid mõõtmiste tegemiseks skaalaga okulaaride või spetsiaalse tarkvara abil; adapterid digikaamerate ja kaamerate ühendamiseks; erinevaid valgusfiltreid uurimisobjekti nähtava pildi kontrastsuse parandamiseks.

Bioloogilised mikroskoobid või teisiti nimetatakse neid uurimistegevuses kasutatavateks laborimikroskoobideks, mis on varustatud läätsede komplektidega, mis erinevad erineva akromaatilise korrektsiooni astme poolest (akromaadid, plankromaadid, apokromaadid jne). Iga läätsekomplektiga on kaasas oma okulaaride komplekt, mille abil muudetakse läätsede poolt tekkiv pilt silmale arusaadavaks valguseks. Spetsiaalse trinokulaarse kinnituse abil saate teostada nii visuaalset vaatlust kui ka kuvada seda personaalarvuti monitoril, samuti pildistada saadud pilti.
Digitaalsetest laborimikroskoopidest, aga ka trinokulaarse kinnitusega laborimikroskoobidest pärinevad pildid eristuvad ereduse ja selguse ning kvaliteetse värviedastuse poolest.
Laboratoorsed mikroskoobid pakuvad kõige sagedamini huvi teadusuuringutega seotud inimestele, kuid neid saab kasutada ka hariduslikel eesmärkidel koolides ja instituutides.

Mikroskoobi põhiosad. Optiliste mikroskoopide disain

Video:

Mikroskoop. Mikroskoop 1

http://youtu. be/2CjnKhXu4ig

http://youtu. be/Aci8yAYrq0U

Erinevalt suurendusklaasist on mikroskoobil vähemalt kaks suurendusastet. Mikroskoobi funktsionaalsed ja struktuursed ning tehnoloogilised osad on loodud tagama mikroskoobi töö ning saada objektist stabiilne, kõige täpsem, suurendatud kujutis. Siin vaatleme mikroskoobi ehitust ja proovime kirjeldada mikroskoobi põhiosi.

Mikroskoobi seade on jagatud kolmeks funktsionaalseks osaks:

1. Valgustusosa
Mõeldud valgusvoo loomiseks, mis võimaldab objekti valgustada nii, et mikroskoobi järgnevad osad täidavad oma ülesandeid äärmise täpsusega. Läbiva valgusega mikroskoobi valgustav osa asub otsemikroskoobides (näiteks bioloogilistes, polariseerivates jne) läätse all oleva objekti taga ja pöördmikroskoobides läätse kohal oleva objekti ees.

Mikroskoobi disaini valgustusosa sisaldab (lamp ja elektritoide) ja optilis-mehaanilist süsteemi (kollektor, kondensaator, reguleeritavad välja ja ava/iirise diafragmad).

2. Reprodutseeriv osa
Mõeldud objekti reprodutseerimiseks kujutise tasapinnal uurimistööks vajaliku pildikvaliteedi ja suurendusega (st konstrueerimaks kujutist, mis reprodutseeriks objekti võimalikult täpselt ja kõigis detailides resolutsiooni, suurenduse, kontrasti ja värviedastusega, mis vastab mikroskoobi optika).
Reprodutseeriv osa annab suurenduse esimese astme ja asub pärast objekti mikroskoobi kujutise tasapinnal.
Taasesitusosa sisaldab objektiivi ja vahepealset optilist süsteemi.

Viimase põlvkonna kaasaegsed mikroskoobid põhinevad lõpmatuseni korrigeeritud optiliste läätsede süsteemidel. See eeldab lisaks nn torusüsteemide kasutamist, mis “koguvad” mikroskoobi kujutise tasapinnal objektiivist väljuvad paralleelsed valguskiired.

3. Visualiseerimise osa
Mõeldud objektist reaalse kujutise saamiseks silma võrkkesta, fotofilmi või plaadi, televiisori või arvutimonitori ekraanil lisasuurendusega (suurenduse teine ​​etapp).
Pildistamisosa asub objektiivi pilditasandi ja vaatleja (digikaamera) silmade vahel.

Pildiosa sisaldab monokulaarset, binokulaarset või trinokulaarset visuaalset kinnitust koos vaatlussüsteemiga (okulaarid, mis töötavad nagu suurendusklaas).

Lisaks sisaldab see osa täiendavaid suurendussüsteeme (suurenduste hulgimüüja/vahetussüsteemid); projektsioonimanused, sealhulgas arutelumanused kahe või enama vaatleja jaoks; joonistusseadmed; pildianalüüsi- ja dokumentatsioonisüsteemid sobivate adapteritega digikaameratele.

Kaasaegne mikroskoop koosneb järgmistest struktuursetest ja tehnoloogilistest osadest:

optiline; mehaaniline; elektriline.

Mikroskoobi mehaaniline osa

Mikroskoobi seade sisaldab statiivi, mis on mikroskoobi põhiline struktuurne ja mehaaniline üksus. Statiiv sisaldab järgmisi põhiplokke: alus ja toruhoidik.

Alus on plokk, millele on kinnitatud kogu mikroskoop ja mis on üks mikroskoobi põhiosadest. Lihtsates mikroskoopides paigaldatakse alusele valgustuspeeglid või ülavalgustid. Keerulisemate mudelite puhul on valgustussüsteem baasi sisse ehitatud ilma toiteallikata või koos toiteallikaga.

Mikroskoobi aluste tüübid:

1. valgustuspeegliga alus;

2. nn kriitiline või lihtsustatud valgustus;

3. Koehleri ​​valgustus.

1. läätsevahetusseade, millel on järgmised konstruktsioonivõimalused - pöörlev seade, keermestatud seade objektiivi sissekeeramiseks, “kelk” läätsede keermevabaks paigaldamiseks spetsiaalsete juhikute abil;

2. teravustamismehhanism mikroskoobi jämedaks ja peeneks reguleerimiseks teravuse saavutamiseks - mehhanism läätsede või astmete liikumise teravustamiseks;

3. vahetatavate objektilaudade kinnituskoht;

4. paigaldusüksus kondensaatori liikumise fokuseerimiseks ja tsentreerimiseks;

5. kinnituskoht vahetatavatele kinnitustele (visuaal-, foto-, televisiooni-, erinevad saateseadmed).

Mikroskoobid võivad komponentide paigaldamiseks kasutada aluseid (nt stereomikroskoobide teravustamismehhanismi või mõne pöördmikroskoobi mudelite valgustusseadme kinnitust).

Mikroskoobi puhtmehaaniline komponent on lava, mis on ette nähtud vaatlusobjekti paigaldamiseks või fikseerimiseks kindlasse asendisse. Tabelid võivad olla fikseeritud, koordineeritud ja pöörlevad (tsentreeritud ja tsentreerimata).

Mikroskoobi optika (optiline osa)

Optilised komponendid ja tarvikud täidavad mikroskoobi põhifunktsiooni - objektist suurendatud kujutise loomine, millel on piisav kuju, koostisosade suuruste ja värvi usaldusväärsus. Lisaks peab optika tagama pildikvaliteedi, mis vastab uuringu eesmärkidele ja analüüsimeetodite nõuetele.
Mikroskoobi peamised optilised elemendid on optilised elemendid, mis moodustavad mikroskoobi valgustus- (sealhulgas kondensaatori), vaatlussüsteemi (okulaarid) ja taasesitussüsteemi (kaasa arvatud läätsed).

Mikroskoobi eesmärgid

Need on optilised süsteemid, mis on loodud mikroskoopilise kujutise konstrueerimiseks pilditasandil sobiva suurendusega, elementide eraldusvõimega ning uuritava objekti kuju ja värvi reprodutseerimise täpsusega. Objektiivid on mikroskoobi üks peamisi osi. Neil on keerukas optilis-mehaaniline disain, mis sisaldab mitut üksikut läätse ja komponente, mis on kokku liimitud 2 või 3 läätsest.
Objektiivide arvu määrab objektiivi lahendatavate ülesannete hulk. Mida kõrgem on objektiivi pildikvaliteet, seda keerulisem on selle optiline disain. Objektiivide koguarv keerukas objektiivis võib olla kuni 14 (näiteks võib see kehtida planokromaatilise objektiivi kohta, mille suurendus on 100x ja mille numbriline ava on 1,40).

Objektiiv koosneb esi- ja tagaosast. Eesmine lääts (või objektiivisüsteem) on suunatud näidise poole ja on sobiva kvaliteediga kujutise loomisel põhiline, mis määrab objektiivi töökauguse ja arvulise ava. Järgnev osa koos esiosaga tagab vajaliku suurenduse, fookuskauguse ja pildikvaliteedi ning määrab ka objektiivi kõrguse ja mikroskoobi toru pikkuse.

Objektiivi klassifikatsioon

Läätsede klassifikatsioon on palju keerulisem kui mikroskoopide klassifikatsioon. Objektiivid jagunevad arvestusliku pildikvaliteedi põhimõtte, parameetriliste ja disaintehnoloogiliste omaduste ning uurimis- ja kontrastimeetodite järgi.

Arvutatud pildikvaliteedi põhimõttel võivad objektiivid olla:

akromaatiline; apokromaatiline; tasapinnalised läätsed (plaan).

Akromaatilised läätsed.

Akromaatilised läätsed on mõeldud kasutamiseks spektrivahemikus 486–656 nm. Iga aberratsiooni korrigeerimine (akromatiseerimine) viiakse läbi kahe lainepikkuse jaoks. Need läätsed kõrvaldavad sfäärilise aberratsiooni, kromaatilise asendi aberratsiooni, kooma, astigmatismi ja osaliselt sferokromaatilise aberratsiooni. Objekti kujutis on kergelt sinakas-punaka varjundiga.

Apokromaatilised läätsed.

Apokromaatilistel objektiividel on laiendatud spektripiirkond ja akromatiseerimine toimub kolmel lainepikkusel. Samas saab tänu kristallläätsede ja spetsiaalsete klaaside kujundusse toomisele üsna hästi korrigeeritud lisaks asendikromatismile, sfäärilisele aberratsioonile, koomale ja astigmatismile ka sekundaarne spekter ja sferokromaatiline aberratsioon. Võrreldes akromaatobjektiividega on nendel objektiividel tavaliselt suurem arvava, nad annavad teravamaid pilte ja taasesitavad täpselt objekti värve.

Poolapokromaadid ehk mikrofluaarid.

Kaasaegsed keskmise pildikvaliteediga objektiivid.

Plaani objektiivid.

Plaanobjektiivides on korrigeeritud pildi kumerust üle välja, mis tagab objekti terava pildi kogu vaatlusvälja ulatuses. Tavaliselt kasutatakse fotograafias plaaniobjektiive, kõige tõhusamad on plan-apokromaadid.

Vajadus seda tüüpi läätsede järele kasvab, kuid need on lamedat pildivälja rakendava optilise disaini ja kasutatava optilise kandja tõttu üsna kallid. Seetõttu on tava- ja töömikroskoobid varustatud nn säästlike läätsedega. Nende hulka kuuluvad parendatud pildikvaliteediga objektiivid kõikjal: akromaadid (LEICA), CP akromaadid ja akroplanaadid (CARL ZEISS), stigmakromaadid (LOMO).

Parameetriliste omaduste järgi jaotatakse läätsed järgmiselt:

1. objektiivid piiratud toru pikkusega (näiteks 160 mm) ja läätsed, mis on korrigeeritud "lõpmatuse" toru pikkusele (näiteks täiendava torusüsteemiga, mille fookuskaugus on 160 mm);

2. väikesed objektiivid (kuni 10x); keskmise (kuni 50x) ja suure (üle 50x) suurendusega, samuti ülikõrge suurendusega (üle 100x) objektiivid;

3. väikese (kuni 0,25), keskmise (kuni 0,65) ja suure (üle 0,65) numbrilise avaga objektiivid, samuti suurendatud (tavaliste) arvulise avaga objektiivid (näiteks apokromaatilised parandusobjektiivid, ja ka spetsiaalsed läätsed fluorestsentsmikroskoopide jaoks);

4. suurendatud (võrreldes tavaliste) töökaugustega, samuti suurte ja eriti pikkade töökaugustega läätsed (pöördmikroskoobis töötamiseks mõeldud läätsed). Töökaugus on vaba kaugus objekti (katteklaasi tasapinna) ja objektiivi esiosa raami alumise serva (objektiiv, kui see ulatub välja) vahel;

5. objektiivid, mis võimaldavad vaatlust tavalises lineaarväljas (kuni 18 mm); laiväljaobjektiivid (kuni 22,5 mm); ülilaia väljaga objektiivid (üle 22,5 mm);

6. objektiivid on standardsed (45 mm, 33 mm) ja mittestandardsed kõrgusega.

Kõrgus - kaugus objektiivi võrdlustasapinnast (sissekeeratud läätse ja pöörleva seadme kokkupuutetasand) objekti tasapinnani fokuseeritud mikroskoobiga, on konstantne väärtus ja tagab kogumi parfokaalsuse. pöörlevasse seadmesse paigaldatud erineva suurendusega sarnase kõrgusega läätsed. Teisisõnu, kui kasutada objektist terava pildi saamiseks ühe suurendusega objektiivi, siis järgmistele suurendustele liikudes jääb objekti kujutis objektiivi teravussügavuse piires teravaks.

Disaini ja tehnoloogiliste omaduste järgi on järgmine jaotus:

1. vedruraamiga ja ilma objektiivid (alates numbrilisest avast 0,50);

2. läätsed, mille sees on iirisdiafragma numbrilise ava muutmiseks (näiteks suurendatud numbrilise avaga objektiividel, läbiva valgusega läätsedel tumevälja meetodi rakendamiseks, polariseeritud peegeldunud valgusega läätsedel);

3. korrigeeriva (juht)raamiga läätsed, mis tagab optiliste elementide liikumise objektiivi sees (näiteks läätse pildikvaliteedi reguleerimiseks erineva paksusega katteklaasiga või erinevate immersioonivedelikega töötamisel; samuti muutke suurendust sujuva - pankraatliku - suurenduse muutumise ajal ) ja ilma selleta.

Uurimis- ja kontrastimeetodite põhjal võib läätsed jagada järgmiselt:

1. katteklaasiga ja ilma selleta töötavad objektiivid;

2. läbiva ja peegeldunud valguse läätsed (mitterefleks); luminestsentsläätsed (minimaalse siseluminestsentsiga); polariseeritud läätsed (ilma klaasi pingeta optilistes elementides, st ilma oma depolarisatsioonita); faasiläätsed (millel on faasielement - läätse sees läbipaistev rõngas); Diferentsiaalinterferentsi kontrastmeetodil töötavad DIC-läätsed (polariseerivad prismaelemendiga); epiläänid (peegelduva valgusega läätsed, mis on ette nähtud valgus- ja pimevälja meetodite pakkumiseks, nende disainis on spetsiaalselt disainitud valgustuse epipeeglid);

3. keelekümblus- ja mitteimmersioonläätsed.

Immersioon (ladina keelest immersio - immersioon) on vedelik, mis täidab ruumi vaatlusobjekti ja spetsiaalse keelekümblusläätse (kondensaatori ja klaasklaasi) vahel. Peamiselt kasutatakse kolme tüüpi immersioonvedelikke: õliimmersioon (MI/Oil), vesiimmersioon (WI/W) ja glütseroolimmersioon (GI/Glyc), viimast kasutatakse peamiselt ultraviolettmikroskoopias.
Keelekümblust kasutatakse juhtudel, kui on vaja suurendada mikroskoobi eraldusvõimet või selle kasutamist nõuab mikroskoopia tehnoloogiline protsess. See juhtub:

1. nähtavuse suurendamine kandja ja objekti murdumisnäitaja erinevuse suurendamise kaudu;

2. vaadeldava kihi sügavuse suurendamine, mis sõltub keskkonna murdumisnäitajast.

Lisaks võib keelekümblusvedelik vähendada hajutatud valguse hulka, kõrvaldades objektilt helkimise. See välistab vältimatu valguse kadu objektiivi sisenemisel.

Sukelläätsed. Sukelläätsede pildikvaliteet, parameetrid ja optiline disain arvutatakse ja valitakse immersioonkihi paksust arvestades, mida käsitletakse vastava murdumisnäitajaga lisaläätsena. Objekti ja objektiivi esiosa vahele asetatud sukeldusvedelik suurendab objekti vaatenurka (avanurka). Sukeldusvaba (kuiva) läätse numbriline ava ei ületa 1,0 (eraldusvõime on põhilainepikkuse puhul umbes 0,3 µm); keelekümblus - ulatub 1,40-ni sõltuvalt keelekümbluse murdumisnäitajast ja esiläätse valmistamise tehnoloogilistest võimalustest (sellise läätse eraldusvõime on umbes 0,12 mikronit).
Suure suurendusega keelekümblusobjektiividel on lühike fookuskaugus 1,5–2,5 mm ja vaba töökaugus 0,1–0,3 mm (kaugus proovi tasapinnast objektiivi esiläätse raamini).

Objektiivi märgistused.

Iga objektiivi andmed on märgitud selle korpusele, mis näitab järgmisi parameetreid:

1. suurendus (“x”-kordne, korda): 8x, 40x, 90x;

2. numbriline ava: 0,20; 0,65, näiteks: 40/0,65 või 40x/0,65;

3. lisatähemärgistus, kui objektiivi kasutatakse erinevatel uurimis- ja kontrastimeetoditel: faas - F (Pn2 - number vastab märgistusele spetsiaalsel kondensaatoril või vahetükil), polariseeriv - P (Pol), luminestsents - L (L ), faasluminestseeruv - PL (PhL), EPI (Epi, HD) - epileenid peegeldunud valguses töötamiseks tumevälja meetodil, diferentsiaalne interferentskontrast - DIC (DIC), näiteks: 40x/0,65 F või Ph2 40x/0,65 ;

4. optilise korrektsiooni tüübi märgistus: apokromaat - APO (APO), plankromaat - plaan (PL, Plan), planakromaat - PLAN-APO (Plan-Aro), täiustatud akromaat, poolplaan - CX - stigmakromaat (Achrostigmat, CP-achromat, Achroplan ), mikrofluar (poolplaan-poolapochromat) - SF või M-FLUAR (MICROFLUAR, NEOFLUAR, NPL, FLUOTAR).

Optilised süsteemid, mis on loodud vaatleja silma võrkkesta mikroskoopilise kujutise konstrueerimiseks. Üldiselt koosnevad okulaarid kahest läätsede rühmast: silmalääts - vaatleja silmale kõige lähemal - ja väljalääts - kõige lähemal tasapinnale, kus objektiiv moodustab kõnealuse objekti kujutise.

Okulaarid klassifitseeritakse samade omaduste rühma järgi nagu läätsed:

1. kompenseeriva (K - kompenseerivad objektiivi suurenduse kromaatilist erinevust üle 0,8%) ja mittekompenseeriva toimega okulaarid;

2. tavalised ja tasapinnalised okulaarid;

3. lainurk-okulaarid (okulaari numbriga – okulaari suurenduse ja selle lineaarvälja korrutis – üle 180); ülilainurk (silma arvuga üle 225);

4. pikendatud pupilliga okulaarid prillidega või ilma prillideta töötamiseks;

5. vaatlusokulaarid, projektsioonokulaarid, fotookulaarid, gamaalid;

6. sisemise sihtimisega okulaarid (okulaari sees liikuva elemendi abil reguleeritakse võrestiku või mikroskoobi kujutise tasapinna teravat kujutist; samuti okulaari suurenduse sujuv pankraatne muutus) ja ilma selleta.

Valgustussüsteem

Valgustussüsteem on oluline osa mikroskoobi disainist ning see on läätsede, diafragmade ja peeglite süsteem (vajadusel kasutatakse viimaseid), mis tagab objekti ühtlase valgustuse ja objektiivi ava täieliku täitmise.
Läbiva valgusega mikroskoobi valgustussüsteem koosneb kahest osast – kollektorist ja kondensaatorist.

Koguja.
Sisseehitatud läbiva valguse valgustussüsteemiga kollektoriosa asub valgusallika lähedal mikroskoobi põhjas ja on mõeldud helendava korpuse mõõtmete suurendamiseks. Reguleerimise tagamiseks saab kollektorit muuta liigutatavaks ja liikuda mööda optilist telge. Mikroskoobi välidiafragma asub kollektori lähedal.

Kondensaator.
Kondensaatori optiline süsteem on loodud mikroskoobi siseneva valguse hulga suurendamiseks. Kondensaator asub objekti (lava) ja illuminaatori (valgusallika) vahel.
Kõige sagedamini saab õppe- ja lihtsates mikroskoopides kondensaatori muuta mitte-eemaldatavaks ja liikumatuks. Muudel juhtudel on kondensaator eemaldatav osa ja valgustuse reguleerimisel on teravustamisliikumine piki optilist telge ja tsentreerimisliikumine risti optilise teljega.
Kondensaatori juures on alati valgustusava iirisdiafragma.

Kondensaator on üks peamisi elemente, mis tagab mikroskoobi töö erinevate valgustus- ja kontrastimeetodite abil:

kaldus valgustus (diafragma servast keskele ja valgustusava diafragma nihe mikroskoobi optilise telje suhtes); tume väli (maksimaalne ava valgustusava keskelt servani); faasikontrast (objekti rõnga valgustus, samas kui valgusrõnga kujutis mahub objektiivi faasirõngasse).

Kondensaatorite klassifikatsioon on omaduste rühmades sarnane läätsedega:

1. Kondensaatorid, mis põhinevad pildikvaliteedil ja optilise korrektsiooni tüübil, jagunevad mitteakromaatiliseks, akromaatiliseks, aplanaatiliseks ja akromaatiliseks-aplanaatiliseks;

2. väikese arvulise avaga (kuni 0,30), keskmise arvulise avaga (kuni 0,75), suure arvulise avaga (üle 0,75) kondensaatorid;

3. tavalise, pika ja eriti pika töökaugusega kondensaatorid;

4. tava- ja spetsiaalsed kondensaatorid erinevatele uurimis- ja kontrastimeetoditele;

5. kondensaatori disain - ühekordne, kokkupandava elemendiga (eesmine komponent või suure väljaga objektiiv), keeratava esielemendiga.

Abbe kondensaator on pildikvaliteedi suhtes korrigeerimata kondensaator, mis koosneb kahest mitteakromaatilisest läätsest: üks on kaksikkumer, teine ​​on tasapinnaline, mis on suunatud vaatlusobjekti poole (selle objektiivi lame külg on suunatud ülespoole). Kondensaatori ava, A = 1,20. Sellel on iirise diafragma.

Aplanaatiline kondensaator - kondensaator, mis koosneb kolmest läätsest, mis on paigutatud järgmiselt: ülemine lääts on tasapinnaline kumer (lame külg on suunatud läätse poole), millele järgnevad nõguskumerad ja kaksikkumerad läätsed. Parandatud seoses sfäärilise aberratsiooni ja koomaga. Kondensaatori ava, A = 1,40. Sellel on iirise diafragma.

Akromaatiline kondensaator on kondensaator, mis on täielikult korrigeeritud kromaatilise ja sfäärilise aberratsiooni suhtes.

Tumevälja kondensaator on kondensaator, mis on loodud pimeda välja efekti tekitamiseks. See võib olla spetsiaalne või teisendada tavalisest ereda väljaga kondensaatorist, paigaldades kondensaatori iirise diafragma tasapinnale teatud suurusega läbipaistmatu ketta.

Kondensaatori märgistus.
Numbriline ava (valgustus) on märgitud kondensaatori esiküljele.

Optiline mikroskoop- seade palja silmaga nähtamatute objektide (või nende struktuuri detailide) suurendatud kujutiste saamiseks. (Vana-Kreeka keelest. μικρός "väike" ja σκοπέω “kaalutledes”) on optiline seade palja silmaga nähtamatute objektide (või nende struktuuri detailide) suurendatud kujutiste saamiseks. Allikas: Wikipedia.

Mikroskoopide rakendused

Optilisi mikroskoope on mitmesuguste rakenduste jaoks erinevat tüüpi ja modifikatsioonidega.

Kaasaegses maailmas kasutatakse mikroskoopiameetodeid peaaegu kõigis inimtegevuse valdkondades: "loetlege kasutusvaldkonnad"

Viimastel aastakümnetel on mikroskoopilisteks uuringuteks laialdaselt kasutatud spetsiaalset optilist tarkvara. Arvutiprogrammide abil saavutatakse pidev uurimisobjektide monitooring, mis on eriti oluline bioloogiliste objektide uurimisel.

Tänu optilises tarkvaras kasutatavatele kaasaegsetele algoritmidele väheneb tööaeg oluliselt

Disaini põhimõtted

Mikroskoobi peamised komponendid on:

Optilise mikroskoobi süsteem sisaldab mitmeid komponente, millest peamine on lääts.

Mikroskoobi optika koosneb kahest elemendist - okulaarist ja läätsest, mis on fikseeritud liigutatavasse torusse, mis asub lavaga metallalusel. Mikroskoobi suurendus ilma lisaläätsedeta okulaari ja objektiivi vahel on võrdne nende suurenduste korrutisega

Tänapäeval on mikroskoopidel peaaegu alati valgustussüsteem ning mikro- ja makrokruvid teravuse reguleerimiseks.

Sõltuvalt eesmärgist võib uurimismikroskoobi külge kinnitada täiendavaid süsteeme ja seadmeid, nt

Objektid suurendatud eraldusvõimega 40, avaga 0,65, katteklaasi paksuse korrektsiooniga 0,17 mm ja lõpmatu toru pikkusega

Optilise mikroskoobi objektiivid on üks peamisi osi ja kujutavad endast keerukat mehhanismi uuritava objekti kujutise suurendamiseks. Optilise läätse abil suurendatud objekti kujutist vaadatakse läbi okulaari, mis omakorda võib tekitada ka suurenduse. Kui mikroskoobi lääts pilti mingil moel moonutab, siis okulaar võimendab seda moonutust. Mikroskoobi lääts on keeruline optiline süsteem, mis suurendab objekti kujutist. See on uurimisseadmete kõige kriitilisem ja põhilisem osa. Objektiivi loodud pilti saate vaadata läbi okulaari.

Uurimis- ja muude mikroskoopide, sealhulgas stereoskoobi objektiivid on suures osas vahetatavad ja ühtsed. Vastastikust vahetatavust mõjutavad eelkõige objektiivi ühendusparameetrid.

Mikroskoobi uurimisobjektideks võivad olla mis tahes orgaanilised ja mitteorgaanilised objektid, elusad ja eluta koed, terved bioloogilised organismid või nende üksikud osad.

Mikroskoobis on optilise valgustussüsteemina halogeenlamp või LED-süsteem. LED-ide eeliseks on nende ülipikk tööaeg võrreldes tavaliste halogeenlampidega (100 või enam korda pikem kui see näitaja); madal energiatarve (1/3 kuni 1/10 tavalise lambi energiatarbimisest); spektraalne "puhtus" jne.

Kondensaatorid

Optilise mikroskoobi kondensaatorid on süsteemi põhielement ja enamasti eraldiseisev, sageli eemaldatav seade. Kondensaatorid on paigaldatud otse objektilava kõrvale ja valgustavad objekti. Kondensaatori lahutamatuks osaks on iirise diafragma ava.

Diafragma eesmärk on piirata valguse hulka ainult selle proovi osaga, mida teatud ajahetkel uuritakse. See on eriti kasulik suure suurendusega töötamisel, kui valgustada on vaja vaid väikest osa proovist.

Avatud välja diafragma suurendab valgusvihu laiust. Seda seadet kasutatakse madala suurendusega töötamisel (suurem vaateväli)

Ava sulgemine kitsendab valgusvihku

Mikroskoobi etapp

Mikroskoobi disaini lahutamatu osa on etapp, mis on pind, millele teadusuuringuteks mõeldud ravim paigaldatakse. Aineetapid jagunevad liikuvateks ja fikseeritud. Püsiobjektide lauad on paigaldatud kõige lihtsamatele ja odavamatele seadmetele, mida kasutatakse koolides laste õpetamisel.

Isegi kõige lihtsamad mikroskoobi astmed võimaldavad liikumist kahel koordinaattasandil, keerukamad aga liikumist mööda kolme telge ja pöörlemist teatud nurga all.

Kasutatud objektiivid ja nende peamised omadused

Nagu varem mainitud, optilised mikroskoobid, mille läätsed on üks olulisemaid osi. See on väga keeruline optiline disain, mis ühendab esiläätse ja sisemiste läätsede kombinatsiooni. Olenevalt ülesannete tasemest võib objektiivil olla kuni neliteist erinevat objektiivi.

Põhiandmed on tavaliselt märgitud optilise läätse korpusele.

Mikroskoobil võivad olla järgmised läätsed:

• Akromaadid (akromaatilised);
• Planapokromaatiline
• Planakromaatiline
• Planfluoraadid

Akromaatiline läätsed korrigeerivad punase ja violetse spektri aberratsiooni. Samuti vähendavad need sfäärilist aberratsiooni ja sfäärikromaatilist aberratsiooni.

Planakromaatiline läätsed kõrvaldavad peaaegu täielikult sfäärilise aberratsiooni. Erinevalt akromaatilistest läätsedest ei moonuta apokromaatilised läätsed peaaegu objekti loomulikku värvi.

Peamine eelis planokromaatiline optilised läätsed on võime kasutada neid terava ja moonutamata pildi saamiseks kogu väljal. Lisaks korrigeerivad mõned lamevälja objektiivide modifikatsioonid kromaatilisi aberratsioone.

Uuritava objekti kujutise suurendusaste on optiliste läätsede üks peamisi parameetreid. Suurendusastme järgi jagunevad objektiivid:

• madal suurendus - kuni 10x;
• keskmine suurendus - 10x kuni 50x;
• suur suurendus - 50x kuni 100x;

Järgmine oluline objektiivide omadus on nende numbriline ava, mis näitab mikroskoobi optilise süsteemi eraldusvõimet ja on määratud minimaalse kaugusega, mille juures lääts suudab eristada kahte kõrvuti asetsevat punkti.

Ava suuruse järgi jagatakse objektiivid

• väikese avaga objektiivid - kuni 0,25;
• keskmise avaga - kuni 0,65;
• suure avaga - üle 0,65.

Nikoni mikroskoobid

Kaubamärgi mikroskoobid Nikon hõivata kõrgeima taseme. Need on kaasaegsed mikroskoopid, millesse disainerid on integreerinud uusimad ja moodsaimad innovaatilised tehnilised lahendused ning maailma teaduse ja tehnoloogia võimalused.

Ettevõtte mikroskoobid kasutusala järgi Nikon jagunevad järgmistesse rühmadesse:

• bioloogiline mikroskoop;
• stereomikroskoobid.

Biomeditsiinilised või bioloogilised mikroskoobid Nikon kasutatakse tänapäevaste bioloogiliste ja meditsiiniliste uuringute jaoks elusorganismide ja objektide uurimisel, samuti automatiseeritud ja mitmeotstarbeliste laborianalüüside jaoks.

Biomeditsiini hulgas Nikon Eristatakse järgmisi mudeliseeriaid:

• Nikon Eclipse mikroskoop E;
• Mikroskoop Nikon Eclipse Ci;
• Nikoni mikroskoop Ni ;
• Nikoni mikroskoop Ti.

Stereomikroskoobid Nikon võimaldada operaatoril vaadelda kolmemõõtmelist uurimisobjekti võimalusega saada täiesti loomulik pilt.

Nikoni stereomikroskoopide hulgast paistavad silma järgmised mudeliseeriad:

• Mikroskoop Nikon SMZ1270/1270i;
• Mikroskoop Nikon SMZ800N;
• Mikroskoop Nikon SMZ25/SMZ18;
• Mikroskoop Nikon SMZ745/745T;
• Nikon SMZ 660;
• Nikon SMZ 445/460.

Kujutise dokumenteerimine (salvestis).

Kaasaegsete mikroskoopide integreerimine Nikon digitaalkaameratega võimaldab kõnealuste objektide pidevat jälgimist, jäädvustades ja salvestades samal ajal nende pilte. Digikaameraid kasutatakse praegu laialdaselt elusorganismide vaatlemiseks, aga ka muudes teaduse ja tehnika harudes.

Nikon toodab järgmisi digikaameraid:

Nikon DS-Fi2 Nikon DS-Qi1 Nikon DS-Vi1 Nikon DS-Fi1c Nikon DS-Ri1

• digitaalne kaamera NikonDS-Fi2;
• digitaalne kaamera NikonDS-Qi1;
• digitaalne kaamera NikonDS-Vi1;
• digitaalne kaamera NikonDS-Fi1c;
• digitaalne kaamera NikonD.S.- Ri1 .

Mikroskoopide kataloog

Otsesed mikroskoobid	Varjutus E
	Eclipse Ci
	NikonNi
	NikonTi
Stereomikroskoobid	SMZ25/SMZ18
	SMZ745/745T
	SMZ800N
	SMZ660
	SMZ445/460

Klassifikatsioon pildi konstrueerimise põhimõttel

Laboratoorsetes mikroskoopides ei näe vaatleja alati peegeldunud või läbivat valgust nii, nagu vaataks ta palja silmaga. Valguskiir võib muutuda nii kuju kui ka lainepikkuse või muude omaduste poolest. Sellega seoses on kujutise koostamise põhimõttel põhinevaid laboratoorseid mikroskoope mitut tüüpi:

• Heleda välja meetod. Tavainimese jaoks on see kõige mugavam eseme tajumise vorm: hele taust ja tume pilt. Kasutatakse läbiva valguse mikroskoopides, nii et vaatleja saab sama pildi, kuid suurendatuna. Muutusi saab põhjustada ainult objektiivile asetatud värviliste klaasfiltrite kasutamine. Harvemini kasutatakse häirefiltreid, mis edastavad ainult teatud lainepikkust.
• Tumevälja meetod. Nendes mikroskoopides on vastupidi: uuritava objekti tume taust ja heledam pilt või eredad läikivad piirjooned. Seda saavutatakse erineval viisil, sõltuvalt mikroskoobi tüübist. Läbiva valguse korral blokeeritakse langev valgus, kuni see tabab objekti. Peegeldunud valgusega seadmetes läbib kiir läbipaistmatu kettaga rõngakujulist diafragmat, mille suurus on suurem kui läätse väljumispupill.
• Faasikontrastsuse meetod. Need mikroskoobid, mida mõnikord nimetatakse faasimikroskoobideks, võimaldavad teil saada selgelt määratletud välis- ja sisepiiridega pilte. See meetod sobib hästi rakkude ja kudede uurimiseks.
• Luminestsentsmikroskoobid. Nende tööpõhimõte põhineb mõnede ainete omadustel ergutada ultraviolett- või sinakasvioletsete kiirte mõjul oma kiirgust. Objektile suunatakse sobiv ere valgusallikas ja sealt tulevaid uusi kiireid “lõigatakse ära” kompleksne valgusfiltrite süsteem, kuni saadakse vaid teatud lainepikkusega kiirgus.
• "Keelekümblus" mikroskoobid. Neid seadmeid kasutatakse keerukateks meditsiinilisteks ja bioloogilisteks uuringuteks, kus on vaja saada objektist kontrastne kujutis sarnase varjundiga taustal. Otsese läbiva valguse blokeerimine toimub kahes etapis: osa enne objekti, teine ​​osa pärast objekti sumbumisega.
• Häire- (või diferentsiaal-häire) kontrastmikroskoobid. Nende abil saate ühevärvilisel taustal saada sama värvi kolmemõõtmelise pildi. Pildi ja tausta eraldamiseks kasutatakse erinevat värvi äärist.
• Ultraviolett- ja infrapunamikroskoobid. Nendes toimub valgustus ja kujutise teke inimsilmale nähtamatutel lainepikkustel. Järelikult on sellised mikroskoobid vaatlemise hõlbustamiseks ühendatud arvutiga, mis teisendab pildi.

Kaasaegsed laboratoorsed mikroskoobid ei ole alati ehitatud ühegi põhimõtte järgi. Laboril ei ole majanduslikult kasulik osta erinevateks vaatlusteks kümneid instrumentide mudeleid, mistõttu toodetakse nüüd mikroskoope modulaarse konstruktsiooniga, et moodustada erinevaid pildistamismeetodeid. Lisaks saab paljusid info salvestamiseks ja töötlemiseks arvutiga ühendada.

Klassifikatsioon valgustusmeetodi järgi

Kvaliteetsete tulemuste saamiseks tuleks vaatlusi teha heas valguses. Looduslikku valgust kasutavad ainult mängu- või koolimikroskoobid, kuid laboriinstrumendid nõuavad täiendavaid valgusallikaid. Sõltuvalt nende tüübist ja asukohast mikroskoobisüsteemis eristatakse järgmisi disainivõimalusi:

• Läbiva valguse mikroskoobid. Standardne mikroskoobi valmistamise meetod, mida kasutati esimestes mudelites ja mida tänapäeval sageli leidub. Nende tööpõhimõte tuleneb asjaolust, et välisest allikast tulev valgus läbib objekti ja samal ajal jälgib inimene seda binokulaarse kinnituse kaudu. Seda põhimõtet kasutades saab ehitada igat tüüpi mikroskoope, ka stereoskoopilisi. Nende abiga saate uurida läbipaistvaid ja poolläbipaistvaid objekte.
• Peegeldunud valguse mikroskoobid. Siin ei näe vaatleja otseselt uuritavat objekti, vaid vaatab pilti, mis sellelt peegeldub. Seda põhimõtet kasutades saab valmistada lameväljamikroskoope (ümberpööratud või püstised), aga ka stereoskoopilisi. Peegeldunud valgust kasutades on hea uurida erineva peegeldusvõimega läbipaistmatuid objekte, aga ka poolläbipaistvaid näidiseid.

Omakorda jagunevad laboratoorsed peegeldunud valguse mikroskoobid kahte põhikategooriasse:

• "Originaalsed" peegeldunud valguse mikroskoobid, milles valgus läbib mikroskoobi optilist süsteemi, peegeldub objektilt ja seejärel läbib uuesti optikat. Esimesel juhul muutub lääts valgustussüsteemi osaks, teisel - põhielemendiks, mis suurendab objektilt peegelduvat valgust ja edastab selle vaatlejale.
• Teises konstruktsioonis langeb valgus objektile otse, mitte läbi mikroskoobi optilise süsteemi. Suurendamine toimub peegeldunud valguse läbimise tõttu läbi objektiivi. Stereoskoopilised mikroskoobid on tavaliselt ehitatud selle põhimõtte järgi.

Samuti on lameväljaga fluorestsentsseadmeid, mis sisaldavad peegeldunud valguse valgustit. Nendes ei konstrueeri kõnealust kujutist sama valguskiir, mis läbis optikat, peegeldus objektilt ja läbis uuesti objektiivi. Teisisõnu kasutatakse sama valguskiirt, kuid selle pikkus pärast objektilt peegeldumist ja uuesti optika läbimist on erinev. Tihti juhtub, et ühte mikroskoobi kombineeritakse erinevad valgustussüsteemid. Seda tehakse selleks, et muuta seade universaalseks igat tüüpi objektide uurimiseks.

MIKROSKOOP- optiline seade palja silmaga mittenähtavate objektide või nende struktuuri detailide suurendatud kujutiste saamiseks; on üks levinumaid bioloogias ja meditsiinis kasutatavaid seadmeid.

Ajalooline viide

Kahe läätse süsteemide võime objektide kujutist suurendada oli prille valmistanud käsitöölistele teada (vt.). Hollandi ja Põhjamaade käsitöölised optikud teadsid poolkerakujuliste ja tasapinnaliste kumerate läätsede sellistest omadustest. Itaalia 16. sajandil. On andmeid, et 1590. aasta paiku ehitas M-tüüpi seadme Z. Jansen Hollandis.

Kõigepealt ilmusid lihtsad läätsed, mis koosnesid ühest läätsest (vt Luup) ja seejärel disainiti keerukamad läätsed, millel oli lisaks objektiivile ka okulaar.

Teleskoobi kiire levik ja täiustamine algas pärast seda, kui Galileo (G. Galilei) enda kavandatud teleskoopi täiustades hakkas seda kasutama omamoodi teleskoobina (1609 -1610), muutes objektiivi ja okulaari vahelist kaugust.

Hiljem, 1624. aastal, saavutades lühema fookuskaugusega läätsede tootmise, vähendas Galileo oluliselt oma mikroskoobi mõõtmeid.

1625. aastal pakkus I. Faber, Rooma "Valvsate Akadeemia" ("Academia dei lincei") liige, termini "mikroskoop".

Esimesed edusammud, mis on seotud M. kasutamisega teaduslikes bioloogilistes uuringutes, saavutas R. Hooke, kes kirjeldas esimesena taimerakku (umbes 1665).

A. Leeuwenhoek avastas ja visandas M. abiga spermatosoidid, erinevad algloomad ja luukoe ehituse üksikasjad (1673 - 1677).

Aastal 1668 B]. Diviney, kinnitades okulaarile väliläätse, lõi moodsa tüüpi okulaari; 1673. aastal võttis Havelius kasutusele mikromeetri kruvi ja Hertel tegi ettepaneku paigutada mikroskoobilaua alla peegel. Nii hakati M.-d kokku panema nendest põhiosadest, mis on osa tänapäevasest biol. M.

18. sajandi alguses. M. ilmus Venemaal; Siin töötas Euler (Z. Euler) esmakordselt välja meetodid mikroskoobi optiliste komponentide arvutamiseks.

18. ja 19. sajandil. M. paranes edasi. 1827. aastal võttis G. V. Amici esimesena fotograafias kasutusele sukelläätse.

18. sajandi lõpus - 19. sajandi alguses. Pakuti välja mikroskoopia akromaatiliste läätsede disain ja tehti arvutused, mille tõttu nende optilised omadused paranesid märkimisväärselt ja selliste läätsede objektide suurendus suurenes 500-lt 1000-le.

1850. aastal inglased. optik N. S. Sorby kavandas esimese mikroskoobi objektide vaatlemiseks polariseeritud valguses.

Aastatel 1872-1873 Abbe (E. Abbe) töötas välja ajakirjas M. Proceedings of English nüüdseks klassikalise teooria mitteisehelendavate objektide kujutiste kujunemise kohta. J. Sirksi optika (1893) pani aluse interferentsimikroskoopiale.

1903. aastal lõid R. Zsigmondy ja H. Siedentopf 1911. aastal esimese kahekiirelise interferentsimikroskoobi, F. Zernicke tegi ettepaneku kasutada läbipaistvate, nõrgalt hajuvate valgusobjektide vaatlemiseks; M. 20. sajandi keskel. Elektronmikroskoop leiutati 1953. aastal, Soome füsioloog A. Wilska leiutas anoptraalmikroskoobi.

M. V. Lomonosov, I. P. Kulibin, L. I. Mandelstam, D. S. Roždestvenski, A. A. Lebedev, S. . I. Vavilov, V. P. Linnik, D. D. Maksutov jne.

Bioloogiline mikroskoobi seade

Bioloogiline M. (joonis 1) on paigaldatud massiivsele statiivile (alusele), millel on enamasti hobuseraua kuju. Alus on varustatud kronsteiniga, mille sees on mikromehhanismi kast peenhäälestustoru M. Lisaks on mikromehhanismi karbil juhik kondensaatori kronsteini jaoks. Mikromehhanismi karbi ülaosale kinnitatakse spetsiaalse kronsteini abil pöörlev tsentreerimislaud. Alumises osas asuv kaarekujuline toruhoidik on varustatud kahe tiivaga makrokruviga, mis on mõeldud toru konarlikuks liigutamiseks. Toruhoidja ülemine osa on allosas varustatud peaga revolvri kinnitamiseks koos läätsede jaoks mõeldud pesadega ning ülaosas spetsiaalse kinnituspesaga vahetatavate torude kinnitamiseks: binokulaarne kinnitus visuaalseks uurimiseks ja monokulaarne sirgtoru fotograafia.

M. laval on seade vaadeldava isendi liigutamiseks üksteisega risti olevates suundades. Ravimi liikumist ühes või teises suunas saab mõõta noonuse skaalade abil 0,1 mm täpsusega.

Riis. 2. Illuminaatoriga bioloogilise mikroskoobi skemaatiline optiline diagramm: 1 - vaatleja silm; 2 - okulaar; 3 - kõnealune objekt (ravim); 3 - okulaari poolt moodustatud kujuteldav ümberpööratud kujutis objektist, mille kiired, läbides vaatleja silma optilisi süsteeme, loovad võrkkestale objektist reaalse kujutise; 3" - objekti ümberpööratud ja suurendatud tegelik kujutis; 4 - objektiiv; 5 - kondensaator, mis koondab peeglist peegelduva valguskiire objektile; 6 - ava diafragma; 7 - peegel; 8 - välja diafragma; 9 - valgusti objektiivi kollektor;

Biol. optiline põhiskeem. M. on näidatud joonisel 2.

Peegli peegelduvad valguskiired kogutakse kondensaatoriga. Kondensaator (joonis 3) koosneb mitmest metallraamile paigaldatud objektiivist, mis on kinnitatud kruviga kondensaatori kronsteini hülsis ja on suure avaga lühifookusega objektiiv. Kondensaatori ava sõltub objektiivide arvust. Sõltuvalt vaatlusmeetoditest kasutatakse erinevat tüüpi kondensaatoreid: valgus- ja tumevälja kondensaatoreid; kondensaatorid, mis loovad kaldus valgustuse (M. optilise telje suhtes nurga all); kondensaatorid uurimistööks faasikontrastmeetodil jne. Tumevälja kondensaator läbiva valguse jaoks valgustab preparaati suure nurgaga õõnsa valguskoonusega; Peegeldunud valguse kondensaator on rõngakujuline peegel või peegel-läätsesüsteem objektiivi ümber nn. epikondensaator

Peegli ja kondensaatori vahel on iirisdiafragma (iirise diafragma), mida muidu nimetatakse avadiafragmaks, kuna selle avanemisaste reguleerib kondensaatori ava, peaksid servad olema alati kasutatava objektiivi apertuurist veidi madalamad. Kondensaatori diafragma võib asuda ka selle üksikute läätsede vahel.

Objektiivi peamine optiline element on lääts. See annab uuritavast objektist tõeliselt tagurpidi ja suurendatud pildi. Objektiivid on vastastikku tsentreeritud läätsede süsteem; Objektiivile kõige lähemal asuvat objektiivi nimetatakse esiobjektiiviks. Objekti tegelik kujutis, mille see annab, kannatab mitmete igale lihtsale objektiivile iseloomulike aberratsioonide (vt) all, mis kõrvaldatakse peal olevate parandusläätsede abil. Enamik neist läätsedest on üsna keerukad: need on valmistatud erinevat tüüpi klaasist või isegi muudest optilistest materjalidest (nt fluoriit). Läätsed jagunevad aberratsiooni korrigeerimise astme järgi mitmesse rühma. Lihtsaimad on akromaatilised läätsed, mis korrigeerivad kahe lainepikkuse kromaatilist aberratsiooni ja säilitavad pildil vaid vähese jääkvärvi (halo). Poolapokromaatilistel ehk fluoriitsüsteemidel on mõnevõrra väiksemad kromaatilised aberratsioonid: nende kromaatilist aberratsiooni korrigeeritakse kolme lainepikkuse jaoks. Planakromaatilised ja planapokromaatilised süsteemid kõrvaldavad kujutise kõveruse (st tekitavad tasase pildivälja) ja kromaatilised aberratsioonid. Iga objektiivi iseloomustavad oma suurendus, fookuskaugus, numbriline ava ja teatud muud konstandid. Sisemine suurendus sõltub objektiivi eesmisest fookuskaugusest, mille suuruse järgi jagatakse objektiivid tugevateks (fookuskaugusega 1,5-3 mm), keskmiseks tugevateks (fookuskaugusega 3,5 mm), keskmiseks. (fookuskaugus 5-12 mm) on nõrgad (fookuskaugus 12-25 mm) ja kõige nõrgemad (fookuskaugus üle 25 mm).

Objektiivide (ja kondensaatorite) numbrilise ava määrab poole avanemisnurga korrutis Sin, mille all objekt "näeb" objektiivi esiläätse keskpunkti (selle "pupilli") ja kondensaatorläätse esiosa. ja nende optiliste süsteemide vahele suletud keskkonna murdumisnäitaja. Kui see meedium on õhk vaheldumisi klaasplaadiga, millel objekt asub, siis ei saa arvuline ava olla suurem kui 0,95, kuna õhu murdumisnäitaja on 1. Numbrilise ava suurendamiseks tuleb objektiiv sukeldatud ( sukeldatud) vette, glütseriini või immersioonõlisse, st sellises keskkonnas on lõike murdumisnäitaja suurem kui 1. Selliseid läätsi nimetatakse immersioonläätsedeks. M. läätsed objektide uurimiseks läbiva valgusega on mõeldud katteklaaside kasutamiseks langevas valguses objektide uurimiseks, mis võimaldavad objekti uurida ilma katteklaasita.

Riis. 4. Huygensi okulaari (I) ja selles kujutist moodustavate kiirte teekonna skemaatiline esitus (II): 1,9 - väljalääts; 2,6 - ava; 3 - okulaari raam; 4,8 - silmalääts; 5 - optiline põhitelg; 7 - väljapääsu õpilane; 10 - esmane pilt; H ja H" on põhitasandid.

Objektiivi tekitatud pilti vaadatakse läbi optilise süsteemi, mida nimetatakse okulaariks. Okulaaris olev pilt on suurendatud virtuaalne pilt. Okulaaride suurendus on tavaliselt märgitud nende raamile, nt. 5x, 10x, 15x jne. Okulaarid võib jagada kahte põhirühma: tavalised, normaalse vaateväljaga ja lainurksed. Erinevatest okulaarisüsteemidest on levinumad Huygensi okulaar ja Ramsdeni okulaar. Huygensi okulaari (joonis 4), mis koosneb kahest kumera küljega läätse vastas olevast lamekumerast läätsest, kasutatakse madala suurendusega akromaatiliste ja planaromaatsete läätsedega töötamisel. Ramsdeni okulaar (joonis 5) koosneb samuti kahest lamekumerast läätsest, kuid nende kumerad küljed on vastamisi. Seda okulaari saab kasutada ka suurendusklaasina (vt.).

Objektiivi jääkkromaatiliste aberratsioonide korrigeerimiseks (kompenseerimiseks) kasutatakse nn aberratsioone. kompensatsiooniokulaarid; tugevaimad neist annavad tõusu 20 korda.

Kompenseerivad okulaarid koosnevad ühendatud ja üksikute läätsede kombinatsioonist, mis on valitud nii, et nende kromaatiline viga on apokromaatilise objektiivi jääkkromatismi pöördväärtus ja seega kompenseerib objektiivi jääkvärvilisust. Fotookulaare ja projektsiooniokulaare kasutatakse kujutise projitseerimiseks fotofilmile või ekraanile. Mõnel juhul on M.-s okulaaride asemel nn. Gomaalid on optilised süsteemid, mis korrigeerivad apokromaatiliste läätsede kujutise kumerust ning on mõeldud pildi projitseerimiseks ja pildistamiseks. Uuritavate mikroskoopiliste objektide suuruse mõõtmiseks kasutatakse okulaari mikromeetrit (vt.).

Mikroskoobi valgustid

M. valgusallikaks võivad olla mitmesugused lambid: hõõglambid, elavhõbe-kvartslambid jne.

Võimsate valgusallikatega töötamisel kasutatakse ravimite kaitsmiseks ülekuumenemise või kuivamise eest kuumakaitsefiltreid (täisklaasist või vedelikuga täidetud poolläbipaistvad plaadid), mis neelavad kasutamata lainepikkusega valguskiiri (näiteks pika lainepikkusega kiiri). osa spektrist) ja soojuskiired. Läbiva valgusega ravimit uurides asub valgusallikas objekti all, peegeldunud valguses uurides - objekti kohal või selle kõrval. Mõnel juhul ptk. arr. uuringud, näiteks M.. MBI-6, MBI-15 jne kuuluvad M-disaini erivalgustid. Muudel juhtudel kasutatakse erinevat marki tööstuslikult toodetud valgusteid. Mõnel neist on trafod, mis stabiliseerivad lambile antavat pinget, ja reostaadid, mis reguleerivad lambi intensiivsust.

Lihtsaim disain on OS-14 valgustaja. Seda kasutatakse mikroobjektide vaatlemisel läbiva valguse käes eredas väljas. OI-19 illuminaator on intensiivsema valgusallikaga ning seda kasutatakse vaatlusteks heledates ja tumedates väljades, faasikontrastmeetodil jne, samuti mikrofotograafias eredas väljas. OI-25 illuminaator on mõeldud läbiva valguse vaatlusteks. See paigaldatakse peegli asemel otse kondensaatori alla. Seda illuminaatorit kasutatakse sageli kaasaskantavate M-mudelitega töötamisel OI-9M illuminaatorit kasutatakse peatükis. arr. polariseeritud läätsedega läbiva valgusega töötamisel; OI-24 illuminaatorit kasutatakse bioloogiliste ja polariseerivate objektiividega töötamisel. See on mõeldud mikroobjektide pildistamiseks ja sellel on valgusfiltrite komplekt. Luminofoorvalgustit SI-18 kasutatakse töötamiseks bioloogiliste, luminestsents- ja muude materjalidega Valgusallikaks selles on elavhõbe-kvartslamp, mis võimaldab töötada nii läbiva kui ka peegelduva spektri UV-osa valgusega.

Mikroskoobi optiline disain ja tööpõhimõte

Kujutise konstrueerimine magnetismis on seletatav geomeetrilise optika vaatenurgast. Valgusallika valguskiired jõuavad objektini läbi peegli ja kondensaatori. Objektiiv konstrueerib objektist reaalse pildi. Seda pilti vaadatakse läbi okulaari. Kogusuurendus M. (G) on määratletud kui läätse lineaarse suurenduse (β) ja okulaari nurksuurenduse (G ok) korrutis: G = β*G ok; β = Δ/f" about, kus Δ on kaugus objektiivi tagumise fookuse ja okulaari eesmise fookuse vahel ning f" about on läätse fookuskaugus. Okulaari suurendus Г ca = 250/f" ca, kus 250 on kaugus silmast pildini millimeetrites, f" ca on okulaari fookuskaugus. Objektiivide suurendus on tavaliselt vahemikus 6,3 kuni 100 ja okulaaridel - 7 kuni 15. M kogusuurendus on vahemikus 44-1500; seda saab arvutada okulaari ja objektiivi suurendusväärtuste korrutamisega. Tehniliselt on võimalik luua objektiive ja okulaare, mille kogusuurendus ületab oluliselt 1500. Tavaliselt on see aga ebapraktiline. Olulise panuse mikroskoopiliste kujutiste kujutiste konstrueerimisel annavad difraktsiooni ja valguse interferentsi nähtused. Igast valgustatud objekti väikesest punktist saab Huygensi teooria kohaselt justkui igas suunas leviva uue valguslaine keskpunkt. Kõik esilekerkivad lained segavad, moodustades difraktsioonispektreid ning ilmuvad tumedad ja heledad alad (miinimum ja maksimum). Abbe teooria kohaselt on objektiivis olev kujutis objektiga sarnane ainult siis, kui kõik piisavalt intensiivsed maksimumid langevad objektiivi. Mida vähem maksimume on kaasatud objekti kujutise konstrueerimisele, seda vähem sarnane on kujutis objektiga.

Mikroskoopide tüübid

Lisaks bioloogilistele mikroskoobidele on olemas stereo-, kontakt-, tumevälja-, faasikontrast-, interferents-, ultraviolett-, infrapuna-, polariseerivad, luminestsents-, röntgen-, skaneerivad, televisiooni-, holograafilised, võrdlusmikroskoobid ja muud tüüpi mikroskoobid neid, näiteks faasikontrastseid ja luminestseeruvaid, saab vajadusel luua tavapärase biol. M. kasutades sobivaid eesliiteid.

Stereoskoopiline mikroskoop on tegelikult kaks objektiivi, mis on ühendatud ühe disainiga nii, et vasak ja parem silm näevad objekti erineva nurga alt. See annab stereoskoopilise efekti, hõlbustades paljude kolmemõõtmeliste objektide uurimist. Seda M. kasutatakse laialdaselt erinevates biomeditsiiniliste uuringute valdkondades. See on eriti vajalik vaatluse ajal mikromanipulatsioonide läbiviimisel (biol, uuringud, mikrokirurgilised operatsioonid jne). Objektiivi vaateväljas orienteerumise mugavuse tagab prismade lisamine selle optilisse kujundusse, mis mängivad ümbritsevate süsteemide rolli: selliste stereoskoopiliste läätsede pilt on otsene, mitte ümberpööratud.

Stereoskoopilistel läätsedel on reeglina väike suurendus, mitte rohkem kui 120 korda. Toodetavad objektiivid võib jagada kahte rühma: kahe objektiiviga objektiivid (BM-56 jne) ja ühe objektiiviga kaamerad (MBS-1, MB S-2, MBS-3 jne). Binokulaarne M. BM-56 on stereoskoopilistest M.-dest lihtsaim ja koosneb kahest sõltumatust optilisest süsteemist, millest igaüks annab eraldi pildi.

Stereoskoopiline M. MBS-1 töötab läbiva ja peegeldunud valguses (joonis 6). Stereoskoopilisel M. MB S-2-l on universaalne statiiv, mis võimaldab töötada suurte objektidega. Stereoskoopiline M. MBS-3 erineb eelmistest oma optilise disaini poolest, mille puhul on sfäärikromaatilist aberratsiooni oluliselt vähendatud ja pildi kumerust korrigeeritud.

Samuti on olemas spetsiaalsed mikrokirurgilisteks operatsioonideks mõeldud binokulaarsed peaga kinnitatavad mikroskoobid (vt Mikrokirurgia, Mikrokirurgia) ja operatsioonimikroskoop (vt).

Võrdlusmikroskoobid koosnevad kahest struktuurselt kombineeritud tavaläätsest ühe okulaarisüsteemiga. Sellises M.-s on vaatevälja kahel poolel näha korraga kahe objekti kujutised, mis võimaldab neid võrrelda värvi, struktuuri, elementide jaotuse jms järgi. Seda tüüpi M.-d kasutatakse võrdluses. mis tahes objektide uurimine normaalsetes ja patoloogilistes seisundites, intravitaalses seisundis ja pärast fikseerimist või värvimist erinevate meetoditega. M. võrdlusi kasutatakse ka kohtumeditsiinis.

Kontaktmikroskoop, mida kasutatakse erinevate biol, struktuuride intravitaalseks uurimiseks, erineb teistest M. spetsiaalsete kontaktläätsede olemasolul, mis on modifitseeritud keelekümblusläätsed. Nende külge liimiti algselt õhuke klaasplaat ja tekkis otsekontakt uuritava objekti pinnaga. 1963. aastal pakkus A.P. Grammatin välja ja kavandas spetsiaalselt kontaktmikroskoopia jaoks mõeldud läätsed. Kontaktläätsede teravustamine toimub spetsiaalse optilise süsteemi abil, kuna lääts surutakse liikumatult objektile. Fluorestseeruva kontaktmikroskoopia korral valgustatakse uuritava objekti piirkond lühilaine kiirtega läbi kontaktläätse, kasutades interferentsikiire jaoturiga läbipaistmatut valgustit.

Tumevälja mikroskoop, mida kasutatakse töös tumevälja meetodil (vt Tumevälja mikroskoopia), võimaldab vaadelda pilte läbipaistvatest, valgust mitteneelavatest objektidest, mis pole ereda välja meetodil valgustamisel nähtavad. Sellised objektid on sageli bioloogilised. objektid. Pimedas väljas M. valgus illuminaatorist ja peeglist suunatakse preparaadile spetsiaalse kondensaatori, nn. tumevälja kondensaator. Kondensaatorist väljumisel moodustab põhiosa valguskiirtest, mis läbipaistva preparaadi läbimisel oma suunda ei muutnud, õõnsa koonuse kujulise kiire, mis ei sisene selle koonuse sees asuvasse läätse. Pildi tumedas väljas M. loob vaid väike osa kiirtest, mis on hajutatud ravimi mikroosakeste poolt selle õõnsa koonuse sees ja läbivad läätse. Tumevälja mikroskoopiat kasutatakse üksikute rakkude mikrokirurgilisteks operatsioonideks, parandusprotsessi mehhanismi uurimisel, rakuelementide erinevate olekute registreerimisel jne. Tumevälja mikroskoopia meetodil saab uurida ka objekte, mille mõõtmed on palju väiksemad kui valgusmikroskoopia eraldusvõime (vt. Ultramikroskoop).

Faasikontrastmikroskoop ja selle sorti, anoptraalmikroskoopi, kasutatakse kujutiste saamiseks läbipaistvatest ja värvitutest objektidest, mis pole ereda välja meetodil vaadeldes nähtavad. Tavaliselt ei saa neid esemeid värvida, kuna värvimine avaldab kahjulikku mõju nende struktuurile ja kemikaalide lokaliseerimisele. ühendid raku organellides jne (vt faasikontrastmikroskoopia). Seda meetodit kasutatakse laialdaselt mikrobioloogias. Kliinilise diagnostika laborites kasutatakse seda uriini, fikseerimata kudede (näiteks pahaloomuliste kasvajate diagnoosimisel) ja teatud fikseeritud histoolide uurimiseks. ravimid (vt Histoloogilised uurimismeetodid).

Riis. 7. Illuminaatoriga faasikontrastmikroskoobi optiline diagramm: 1 - illuminaator; 2 - ava diafragma; 3 - kondensaator; 4 - uuritav objekt; 4" - uuritava objekti kujutis; 5 - lääts; 6 - faasiplaat, mille pinnal on rõngakujuline eend või rõngakujuline soon, nn faasirõngas (tahked nooled näitavad tavaliste kiirte kulgu, punktiirjoonega nooled näitavad ava kiiri).

Faasikontrastses M. (joonis 7) ava diafragma on paigaldatud kondensaatori eesmisse fookusesse, ava on rõnga kujuga. Selle konstrueeritud kujutis moodustatakse objektiivi tagumise fookuse lähedal ja sinna paigaldatakse faasiplaat. Seda saab paigaldada mitte objektiivi fookusesse (sageli kantakse faasirõngas otse ühe objektiivi läätse pinnale), kuid objekti läbivad valgusti valguskiired peavad täielikult läbima faasirõnga. , mis nõrgestab neid oluliselt ja muudab nende faasi veerandi lainepikkuse võrra. Preparaadis isegi veidi kõrvale kaldunud (hajutatud) kiired ei sisene faasirõngasse ega läbi faasinihet. Võttes arvesse valguskiirte faasinihet preparaadis, suureneb kõrvalekalduvate ja mittehälbivate kiirte faaside erinevus; Valguse interferentsi tulemusena pilditasandil kiired võimendavad või nõrgendavad üksteist, andes kontrastse pildi ravimi struktuurist.

Tööstus toodab M jaoks erinevaid faasikontrastseadmeid. Faasikontrastseade KF-4 koosneb kondensaatorist ja läätsede komplektist. Seda saab kasutada bioloogiliste, polariseerivate, luminestsents- ja muude M-ga. Faasikontrastseade KF-5 erineb KF-4-st selle poolest, et selle läätsede faasiplaadid on kantud kahe rõnga kujul, pildi kontrastsus on samuti väike. kõrgemale. Faasikontrastseade MFA-2 erineb KF-4-st faasirõngaste suuruse ja nende pealekandmisviisi poolest.

Anoptral M. on teatud tüüpi faasikontrastmikroskoop ja see võimaldab uurida madala kontrastsusega elusobjekte (algloomad, bakterid, viirused), kuid annab kontrastsema pildi kui tavaline faasikontrastmikroskoop. Anoptral M. kasutamisel võib mõnel juhul halode tekkimist objekti kujutise ümber pidada ebasoovitavaks. Tööstus toodab komplekti anoptraalse mikroskoopia KAF-2 jne jaoks.

Häiremikroskoop on mõeldud samade probleemide lahendamiseks nagu faasikontrast M., kuid nende vahel on olulisi erinevusi. Häirefotograafias on võimalik jälgida objektide alasid mitte ainult suurte, vaid ka väikeste murdumisnäitaja või paksuse gradientidega, see tähendab, et on võimalik uurida läbipaistvate objektide detaile, olenemata nende kujust ja suurusest, ja mitte ainult nende kontuurid, nagu faasikontrast M.

Interferentsmikroskoopia ülesehituse aluseks on põhimõte, et iga mikroskoopi sisenev kiir on kaheharuline: üks saadud kiirtest suunatakse läbi objekti vaadeldava osakese ja teine ​​- mööda mikroskoobi sama või täiendavat optilist haru ( joonis 8). Sellise läätse okulaarses osas ühendavad mõlemad kiired uuesti ja segavad üksteist.

Interference M. sobib elusate ja fikseerimata kudede uurimiseks, see võimaldab erinevate seadmete abil teha mõõtmisi, mille alusel saab arvutada näiteks taime- või loomaraku kuivaine massi, kontsentratsiooni, suurust; objektist, valgusisaldusest elus- ja püsiobjektides jne (joonis 9).

Tööstus toodab suurel hulgal erinevaid interferentsimikroskoope, mis on mõeldud bioloogilisteks, meditsiinilisteks, metallograafilisteks ja muudeks uuringuteks. Näitena võib tuua interferentsbiol-mikroskoopi MBIN-4, mis on mõeldud proovide uurimiseks läbiva valgusega interferentsimeetodil. Samuti võimaldab see mõõta erinevusi kiirte teekonnas, mis tekib siis, kui need läbivad objekti erinevaid osi.

Interferentskontrastmeetodit kombineeritakse sageli teiste mikroskoopiatehnikatega, nt. esemete vaatlusega polariseeritud valguses, UV-valguses jne, mis võimaldab näiteks määrata nukleiinhapete sisaldust objekti kogu kuivmassis.

Ultraviolett- ja infrapunamikroskoobid mõeldud objektide uurimiseks ultraviolettkiirte (UV) ja infrapuna (IR) kiirtega. Need kaamerad on varustatud kaamerate, fluorestseeruvate ekraanide või elektron-optiliste muunduritega piltide jäädvustamiseks. UV-mikroskoopide eraldusvõime on palju suurem kui tavaliste mikroskoopide eraldusvõime, kuna nende maksimaalne eraldusvõime, mis sõltub lainepikkusest, on madalam. UV-mikroskoopias kasutatav valguse lainepikkus on 400-250 nm, nähtava valguse lainepikkus aga 700-400 nm. UV-mikroskoopide peamine eelis on aga see, et paljude ainete osakesed, mis on nähtavas valguses läbipaistvad, neelavad teatud lainepikkustel UV-kiirgust tugevalt ja on seetõttu UV-piltidel kergesti eristatavad. Mitmetel taime- ja loomarakkudes sisalduvatel ainetel on spektri UV-piirkonnas iseloomulikud neeldumisspektrid. Sellised ained on valgud, puriinalused, pürimidiini alused, aromaatsed aminohapped, teatud lipiidid, vitamiinid, türoksiin ja muud bioloogiliselt aktiivsed ühendid.

Uurimistöö UV-mikroskoop MUF-6 (joonis 10) on mõeldud läbiva ja peegeldunud valguse bioloogilisteks uuringuteks. See võimaldab pildistada objekte, samuti fotograafiliselt salvestada proovialade optilist tihedust ja neeldumisspektreid, kui neid valgustatakse monokromaatilise valgusega.

Mikrofotomeetriline ultraviolettinstallatsioon MUF-5 on mõeldud bioloogiliste objektide uurimiseks läbiva valguse käes. Seda saab kasutada neeldumisspektrite automaatseks salvestamiseks, skaneerimisetapi abil optilise tiheduse muutuste registreerimiseks valitud suunas soovitud spektrivahemikus ja objektide fluorestsentsi pildistamiseks.

Objektide vaatlemine infrapunamikroskoobiga nõuab ka silmale nähtamatu kujutise muutmist nähtavaks pildistamise või elektronoptilise muunduri abil. Infrapunamikroskoop, nt. MIC-1 (joon. 11), võimaldab uurida nähtavale valgusele läbipaistmatute objektide sisestruktuuri (näiteks zool., paleontol., antropol., preparaadid jne). Tööstuses toodetud infrapunamikroskoop MIK-4 võimaldab teil uurida objekte valguses lainepikkusega 750–1200 nm, sealhulgas polariseeritud valguses.

Polariseeriv mikroskoop võimaldab vaadelda uuritavaid objekte polariseeritud valguses ja seda kasutatakse preparaatide uurimiseks, mille optilised omadused on heterogeensed, st nn. anisotroopsed objektid (vt Anisotroopia). Sellised objektid on müo- ja neurofibrillid, kollageenkiud jne. Sellise mikroskoobi süsteemis oleva illuminaatori poolt kiiratav valgus lastakse läbi polarisaatori; valgusele edastatav polarisatsioon (vt.) muutub selle järgneval preparaadist läbimisel (või sellest peegeldumisel). See võimaldab tuvastada preparaadis erinevaid elemente ja nende orientatsiooni ruumis, mis on eriti oluline medico-bioli uurimisel. objektid. Polarisatsioonimikroskoopias saab uuringuid läbi viia nii läbiva kui ka peegeldunud valguse puhul. Polariseerivad mikroskoobid on mõeldud täpseteks kvantitatiivseteks mõõtmisteks: okulaaridel on ristmik, mikromeetri skaalad jne; Pöörleval astmel on goniomeetriline ketas.

Tööstus toodab erinevatel eesmärkidel polariseeritud läätsi. Sellise mikroskoobi näide on universaalne polariseeriv mikroskoop MIN-8 (joonis 12), millel on vajalik varustus ja lisatarvikud muudeks polarisatsiooniuuringuteks, välja arvatud mikroskoopilised. Parimad seda tüüpi välismaised seadmed on Leitzi (Saksamaa) universaalmikroskoobid “Ortolux-Pohl” ja Optoni “Pohl”.

Luminestsentsmikroskoop. Luminestseeruva M. seade põhineb teatud füüsikalis-keemilistel. luminestsentsi seadused (vt Luminestsentsmikroskoopia). Luminestseeruva M. kõrget tundlikkust kasutatakse mikrobioloogilistes, immunoloogilistes, tsütooli- ja biofüüsikalistes uuringutes.

Tööstuses toodetud fluorestsentsmikroskoop ML-3 on mõeldud objektide vaatlemiseks ja pildistamiseks nende nähtava fluorestsentsi valguses peegeldunud valguses. Fluorestsentsmikroskoop ML-2 erineb ML-3-st selle poolest, et suudab vaadelda objekte läbiva valguse käes. Tavaliste lampidega sagedamini kasutatavad luminestsentsseadmed sisaldavad elavhõbedalambiga illuminaatorit, valgusfiltrite komplekti ja nn. läbipaistmatu valgusti preparaatide ülalt valgustamiseks. Kombinatsioonis tavapärase fluorestsents-M.-ga kasutatakse fotomeetrilist reguleerimist FMEL-1, mida kasutatakse nähtava fluorestsentsi intensiivsuse kvantitatiivseks mõõtmiseks. MLI-1 mikrofluoromeetrit kasutatakse ultraviolettkiirguse ja nähtava fluorestsentsi uurimiseks peegeldunud valguses. Seade võimaldab kvantitatiivselt mõõta fluorestsentsi, pildistada, mõõta fluorestsentsspektreid ja fluorestsentsi ergastust.

Röntgenmikroskoop mõeldud objekti uurimiseks röntgenikiirguses. Kiirte fokuseerimisel röntgenmikroskoopias on oma eripärad: selleks kasutatakse kõveraid peegeltasapindu. Röntgenmikroskoopia sisaldab ka röntgenkiirguse mikrofokaalset allikat ja pildidetektoreid: fotofilme või elektrooptilisi muundureid. Seda tüüpi röntgenmikroskoopidel on mitmeid puudusi, mis on seotud monokristallide struktuuriliste ebatäiuslikkuse ja peeglite täpse töötlemise raskustega, mistõttu neid laialdaselt ei kasutata.

Projektsiooni ehk "varju" röntgenmikroskoopia põhimõte põhineb röntgenikiirguse punkt- supermikrofokaalsest allikast lähtuva lahkneva kiirte projitseerimise meetodil. Sellistel mikroskoopidel on ka kaamerad mikroobjektide jaoks ja salvestusseade. Seda tüüpi mikroskoobi lineaarne eraldusvõime on kuni 0,1 mikronit.

Röntgenikiirgust M. kasutatakse nii objektide uurimisel, mille mitmesugused alad neelavad selektiivselt röntgenikiirgust, kui ka teistele kiirtele läbipaistmatud objektid. Mõned röntgenmikroskoobi mudelid on varustatud röntgenikiirguse nähtavaks kiirguseks muunduritega ja televiisoriseadmetega.

Skaneeriv mikroskoop võimaldab objekti või selle kujutise järjestikust kontrolli igas punktis, kasutades fotoelektrilist muundurit, mõõtes objekti läbinud või sellelt peegeldunud valguse intensiivsust. Objekti skaneerimine taandub objektilt valguskiirte läbilaskvuse või peegelduse järjestikuse mõõtmisele igas punktis ja selle muundamisele elektrisignaaliks. Videosignaalide töötlemise tulemusena saadud mikrostruktuuride karakteristikute tüüp määratakse vastavatesse arvutusseadmetesse sisestatud algoritmidega (vt); Seega on M. skaneerimine kombinatsioon M.-st endast ja informatsiooni skaneerimise süsteemist. See on lahutamatu osa analüsaatorite ja osakeste loendurite, televisiooni mikrofotomeetrite, skaneerivate ja integreerivate mikrofotomeetrite jne disainis. Skaneerivaid mikrofotomeetreid kasutatakse mikrobioloogias, tsütoloogias, geneetikas, histoloogias, füsioloogias ning muudes bioloogia ja meditsiini valdkondades.

Diagnostilistel eesmärkidel on paljutõotav kasutada skaneerivat M. või neid sisaldavaid struktuure, et uurida kudede, sealhulgas vere struktuuri ja struktuuri, tuvastada nendes vanusega seotud ja patoloogilisi muutusi, tuvastada atüüpilisi rakke kudede lõikudes, jne Eksperimentaalmeditsiinis kasutatakse skaneerivat mikroskoopiat kudede ja rakkude kasvu ja arengu kontrollimiseks kultuurides jne.

Tööstus toodab skaneerimisseadmeid, mis on valmistatud valgusmikroskoobi kinnituste kujul.

Skaneerimissüsteemid võivad olla televisiooni- või mehaanilised. Televisiooni kasutatakse peamiselt geomeetriliste ja statistiliste karakteristikute analüüsiks ning mikroobjektide klassifitseerimiseks. Mehaanilised on mitmekülgsemad ja täpsemad. Need võimaldavad töötada antud spektrivahemikus spektri UV-piirkonnas ja neid kasutatakse sageli fotomeetrilisteks mõõtmisteks.

TV mikroskoopühendab M. konstruktiivselt televisioonitehnikaga. Telekaamerad töötavad mikroprojektsiooni skeemi järgi: objekti kujutis muundatakse jadaelektrilisteks signaalideks, mis seejärel taasesitavad selle pildi suurendatud skaalal kineskoobi ekraanil. Sõltuvalt uuritava objekti valgustamise meetodist jagunevad telekaamerad kahte tüüpi: saatetoruga kaamerad ja jooksupunktiga kaamerad.

Saatetoruga televisioon M. on lihtne kombinatsioon optilisest M.-st ja telekanalist. M. antud pilt projitseeritakse kineskoobi ekraanile. Sel juhul saab signaalide kujutist jälgida suurel ekraanil isegi objekti enda vähese valgustusega.

Jooksva punktiga telemikroskoopias kasutatakse objekti optilist skaneerimist liikuva valgusvihuga.

Televisioonseadmeid kasutatakse sageli koos faasikontrastsusega M. Nii saavutatakse pildi suurim kontrastsus. Telekaamerate piltide kõrge heledus võimaldab neid kasutada nii seisvate kui ka liikuvate objektide pildistamiseks ja filmimiseks. Teleraadiod saab kasutada ka kaugseadmena, see tähendab, et televisiooni vastuvõtja saab paigaldada raadiost märkimisväärsele kaugusele, mis on eriti oluline objektide uurimisel, mille lähedus Krimmile on vaatlejale ohtlik (näiteks radioaktiivsed objektid). Telemikroskoobis on võimalik objekte uurida UV- ja IR-kiirtes; seda kasutatakse ka televisiooni mikrospektrofotomeetrina. Täiendavate elektrooniliste süsteemide kasutamisel on võimalik saada värviline pilt. Televisiooni mikroosakeste baasil on loodud automaatsed mikroosakeste loendurid (vt Autoanalüsaatorid). Sel juhul muundatakse pilt spetsiaalsete loendusseadmete abil elektrilisteks signaalideks, mis võimaldab lihtsalt ja kiiresti loendada preparaadis olevate erinevate osakeste arvu (vere erütrotsüüdid ja leukotsüüdid, bakterikolooniad, aerosooliosakesed õhus, kristallid ja terad mineraalides jne), samuti terve hulk muid mõõtmisi.

Tööstus toodab erinevat tüüpi telekaameraid. Ultravioletttelevisioon M. amer. Newtronics Research on televisiooni mikrospektrofotomeeter. See loob objektist kolmevärvilise kujutise, mis vastab kolmele valitud lainepikkusele spektri UV-osas. Seda tüüpi mikroskoopia võimaldab teha neeldumismõõtmisi.

Kvantitatiivne televisioon M. "KTM" Inglise keel. Metals Research võimaldab kuue intensiivsustaseme piires eraldi mõõta erineva valgustusega pildielemente, määrata konstruktsiooni teatud osa poolt hõivatud pindala protsenti, määrata osakeste keskmine arv nende keskmise suuruse arvutamiseks ja hinnata jaotust. osakeste suurus rühmade kaupa.

Holograafiline mikroskoop kasutatakse objektide kujutiste konstrueerimiseks holograafilisel meetodil, st meetodil objektist kolmemõõtmelise kujutise saamiseks laineinterferentsi põhjal (vt Holograafia). Hologramm võimaldab teil saada kujutist, mis on mitte ainult amplituudide (nagu fotograafia puhul), vaid ka objekti poolt hajutatud valguslainete faaside salvestamise tulemus. Holograafilises magnetismis on laineallikaks laserkiir (vt Laser). Impulsslaserallikate kasutamisel on võimalik saada liikuvate objektide hologramme. Holograafiliste seadmete konstruktiivne kombinatsioon tavapärase mikroskoopiaga võimaldab objekti vertikaalselt positsioneerida, mis on vajalik näiteks rakususpensioonide uurimisel. Hologramm saadakse objektiivi loodud kujutisest. Rekonstrueeritud hologramm reprodutseerib kujutist, mida vaadeldakse läbi M okulaari Holograafilise meetodi kasutamine on paljulubav läbipaistvate (faasiliste) objektide uurimiseks. seda saab kasutada ka aeglaselt liikuvaid piirkondi sisaldavate mikroobjektide pildistamiseks staatilises keskkonnas (vereringe, õhumullide neeldumine kapillaarides jne). Holograafiline M. on leidnud rakendust krüoskoopias erinevate rakkude normaalseks ja külmutamise ajal uurimiseks (näiteks rakusisese kristallisatsiooni protsesside jälgimiseks). Holograafilises M. on võimalik saada eraldusvõimet u. 1 mikron, samuti must-valged ja värvilised hologrammid.

Holograafilisi seadmeid kasutatakse üha enam automatiseeritud mikroosakeste analüsaatoritena. Mikroosakeste äratundmist selle meetodi abil kiirendatakse kümneid tuhandeid kordi. Objekti otsimine toimub samaaegselt kogu hologrammi ulatuses. Töö juhtimiseks ja tulemuste töötlemiseks ühendatakse holograafilised installatsioonid arvutiga.

Bibliograafia: Barsky I. Ya., Polyakov N. I. ja Yakubenas V. A. Kontaktmikroskoopia, M., 1976, bibliogr.; Bernshtein A. S., Johad-z e Sh. R. ja Perova N. I. Fotoelektrilised mõõtemikroskoobid, M., 1976, bibliogr.; Voronin V.V. Mikroskoobi teooria alused, Tbilisi, 1965; M i s t r o v L. E. Ajaloolise tähtsusega seadmed ja instrumendid, Microscopes, M., 1974; Mikroskoopiliste objektide masinanalüüs, toim. G. M. Frank, M., 1968; Panov V. A. ja A n dr e e in L. N. Optics of microscopes, L., 1976, bibliogr.: Skaneerimistehnoloogia rakupopulatsioonide, rakkude, organellide ja makromolekulide uurimisel, toim. G. M. Franka, Pushchino-on-Oka, 1973; Skvortsov G. E. jt Microscopes, L., 1969, bibliogr.; Fedin L. A. Mikroskoobid, tarvikud ja suurendusklaasid, M., 1961, bibliogr.; ChernukhA. M. et al. Mõned küsimused holograafia kasutamisest biomeditsiinilistes uuringutes, Med. Tehn., nr 1, lk. 30, 1976, bibliogr.

Yu V. Agibalov, N. G. Budkovskaja, A. B. Tsypin.

Hooke'i mikroskoop

Leeuwenhoeki ühe objektiiviga mikroskoobi koopia

On võimatu täpselt kindlaks teha, kes mikroskoobi leiutas. Arvatakse, et Hollandi prillimeister Hans Jansen ja tema poeg Zacharias Jansen leiutasid esimese mikroskoobi aastal, kuid seda väitis Zacharias Jansen ise 17. sajandi keskel. Kuupäev pole muidugi täpne, sest selgus, et Sakarias sündis linna ümbruses, teine ​​kandidaat mikroskoobi leiutaja tiitlile oli Galileo Galilei. Ta töötas välja "occhiolino" ehk kumerate ja nõgusate läätsedega liitmikroskoobi Galileos, esitles oma mikroskoopi linnas Federico Cesi asutatud Accademia dei Linceis. Francesco Stelluti kujutis kolmest mesilasest oli osa pitsat paavst Urbanus VIII ja seda peetakse esimeseks avaldatud mikroskoopiliseks sümboliks (vt Stephen Jay Gould, The Lying stones of Marrakech, 2000). Kümme aastat hiljem leiutab Galileo Cornelius Drebbel uut tüüpi mikroskoobi kahe kumera läätsega. Teine hollandlane Christian Huygens leiutas 1600. aastate lõpus lihtsa kaheläätselise okulaarisüsteemi, mis oli akromaatiliselt reguleeritav ja seega tohutu samm edasi mikroskoobi arendamise ajaloos. Huygensi okulaare toodetakse ka tänapäeval, kuid neil napib vaatevälja laiust ja okulaari asetus on silmadele ebamugav võrreldes tänapäevaste laia vaateväljaga okulaaridega. 1665. aastal kujundas inglane Robert Hooke oma mikroskoobi ja katsetas seda korgi peal. Selle uurimistöö tulemusena sündis nimi "rakud". Anton Van Leeuwenhoeki (-) peetakse esimeseks, kes köitis bioloogide tähelepanu mikroskoobile, vaatamata sellele, et lihtsaid suurendusläätsesid toodeti juba 1500. aastatest ning veega täidetud klaasanumate suurendusomadusi mainisid iidsed. roomlased (Seneca). Käsitööna valminud Van Leeuwenhoeki mikroskoobid olid väga väikesed ühe väga tugeva läätsega tooted. Neid oli küll ebamugav kasutada, kuid võimaldasid pilte väga detailselt uurida vaid seetõttu, et ei võtnud üle liitmikroskoobi puudusi (sellise mikroskoobi mitmed läätsed suurendasid pildidefekte kahekordselt). Kulus umbes 150 aastat optika arendamist, et liitmikroskoop oleks võimeline tootma sama pildikvaliteeti kui lihtsad Leeuwenhoeki mikroskoobid. Ehkki Anton Van Leeuwenhoek oli mikroskoobi suur meister, ei olnud ta vastupidiselt levinud arvamusele selle leiutaja.

Viimased saavutused

Saksa teadlase Stefan Helli rühm Max Plancki Biofüüsikalise Keemia Instituudist (Göttingen) töötas 2006. aastal koostöös Argentina teadlase Mariano Bossiga välja optilise mikroskoobi nimega Nanoscope, mis võimaldab ületada Abbe barjääri ja jälgida umbes 10 nm objekte. suurus (ja 2010. aastal veelgi väiksem), jäädes nähtava kiirguse ulatusse, saades samal ajal kvaliteetseid kolmemõõtmelisi kujutisi objektidest, mis olid varem tavapärase valguse ja konfokaalse mikroskoopia jaoks kättesaamatud.

Rakendus

Mikroskoobi seade

Mikroskoobi optiline süsteem koosneb põhielementidest - läätsest ja okulaarist. Need on kinnitatud teisaldatavasse torusse, mis asub metallalusel, millel on lava. Ilma objektiivi ja okulaari vahele jäävate lisaläätsedeta optilise mikroskoobi suurendus on võrdne nende suurenduste korrutisega.

Kaasaegsel mikroskoobil on peaaegu alati valgustussüsteem (eriti iirisdiafragmaga kondensaator), makro- ja mikrokruvid teravuse reguleerimiseks ning süsteem kondensaatori asendi juhtimiseks.

Sõltuvalt eesmärgist saab spetsiaalsetes mikroskoopides kasutada lisaseadmeid ja -süsteeme.

Objektiivid

Mikroskoobi lääts – mikrolääts on kompleksne optiline süsteem, mis moodustab objektist suurendatud kujutise ning on mikroskoobi peamine ja kõige olulisem osa. Mikrolääts loob tõelise ümberpööratud kujutise, mida vaadatakse läbi okulaari

Keelekümblus

Sukeldumine mikroskoopiasse on vedeliku sisestamine mikroskoobi läätse ja selles uuritava objekti vahele, et suurendada heledust ja laiendada pildi suurendamise piire.

Okulaarid

Altami 136 mikroskoobi okulaarid

Okulaar- mikroskoobi silmapoolne osa, mis on ette nähtud mikroskoobi läätse optilise kujutise mõningase suurendusega vaatamiseks.

Narkootikumide valgustussüsteem

Valgustussüsteem kondensaatoriga

Esimeste mikroskoopide puhul olid teadlased sunnitud kasutama looduslikke valgusallikaid. Valgustuse parandamiseks hakati kasutama peeglit ja seejärel nõguspeeglit, mille abil suunati preparaadile päikesekiired või lamp. Kaasaegsetes mikroskoopides juhitakse valgustust kondensaatori abil.

Kondensaator

Tumevälja kondensaator

Tumevälja kondensaatoreid kasutatakse tumevälja optilises mikroskoopias. Valguskiired suunatakse kondensaatori poolt nii, et need ei satuks otse objektiivi sissepääsuavasse. Kujutise moodustab valgus, mis on hajutatud proovi optiliste ebahomogeensuste tõttu. Mõnel juhul võimaldab meetod uurida läbipaistvate objektide struktuuri ilma neid värvimata. On välja töötatud mitmeid tumeda välja kondensaatoreid, millel on objektiiv või peegel-lääts optiline disain.

Teema tabel

Lava toimib pinnana, millele asetatakse mikroskoopiline proov. Erinevate mikroskoopide konstruktsioonide puhul võib lava pakkuda proovi koordineeritud liikumist läätse vaateväljas vertikaalselt ja horisontaalselt või proovi pöörlemist etteantud nurga all.

Aksessuaarid

Slaidid ja katteklaasid

Esimesed vaatlused läbi mikroskoobi tehti otse mis tahes objekti kohal (linnusuled, lumehelbed, kristallid jne). Läbiva valguse vaatlemise hõlbustamiseks asetati preparaat klaasplaadile (slaidile). Hiljem hakati preparaati kinnitama õhukese katteklaasiga, mis võimaldas luua proovikogusid, näiteks histoloogilisi kogusid. Rippuva tilga meetodil uurimiseks kasutatakse kaevuga klaasplaate - Ranvieri kambreid.

Loendamiskambrid

Mis tahes vedelikus suspendeeritud rakkude kvantitatiivseks loendamiseks kasutatakse loendamiskambreid - spetsiaalselt disainitud klaasplaate. Meditsiinis kasutatakse vererakkude loendamiseks Gorjajevi kaamerat.

Klassifikatsioon

Töötavad laborimikroskoobid

Binokulaarsed mikroskoobid (binokulaarse kinnitusega mikroskoobid)

Binokulaarsed optilised mikroskoobid võimaldavad teil saada objektist 2 pilti, mida vaadatakse väikese nurga all, mis tagab kolmemõõtmelise taju. Binokulaarse kinnitusega optiliste mikroskoopide üldine suurendus (objektiiv x okulaar) on tavaliselt suurem kui vastavatel monokulaarsetel mikroskoopidel.

Stereomikroskoobid

Uurimine arvutipõhise binokulaarse mikroskoobi abil

Treeningu stereomikroskoop Altami PS II

Kaasaegse stereomikroskoobi optiline diagramm.
A- Objektiiv B- Galilei süsteemid ( pöörlevad läätsed) C- Suumi juhtimine D- Sisemine objektiiv E- Prisma F- Pööratav läätsede süsteem G- Okulaari võrk H- Okulaar

Stereomikroskoobid, nagu ka muud tüüpi optilised mikroskoobid, võimaldavad töötada nii läbiva kui ka peegeldunud valgusega. Tavaliselt on neil vahetatavad okulaarid binokli kinnituseks ja üks mittevahetatav objektiiv (on ka vahetatavate läätsedega mudeleid). Enamik stereomikroskoope annab oluliselt väiksema suurenduse kui tänapäevased optilised mikroskoobid, kuid on oluliselt suurema fookuskaugusega, mis võimaldab vaadata suuri objekte. Lisaks, erinevalt tavapärastest optilistest mikroskoopidest, mis toodavad tavaliselt ümberpööratud kujutist, ei muuda stereomikroskoopide optiline süsteem pilti ümber. See võimaldab neid laialdaselt kasutada mikroskoopiliste objektide käsitsi lahkamiseks või mikromanipulaatorite abil.

Binoklit kasutatakse kõige laialdasemalt tahkete, läbipaistmatute kehade, näiteks kivide, metallide ja kangaste pinna ebahomogeensuse uurimiseks; mikrokirurgias jne.

Metallograafilised mikroskoobid

Metallograafiliste uuringute eripära seisneb vajaduses jälgida läbipaistmatute kehade pinnastruktuuri. Seetõttu on mikroskoop ehitatud peegeldunud valguse skeemi järgi, kus objektiivi küljele on paigaldatud spetsiaalne illuminaator. Prismade ja peeglite süsteem suunab valguse objektile, seejärel peegeldub valgus läbipaistmatult objektilt ja saadetakse tagasi objektiivile. "..

Kaasaegseid metallurgilisi otsemikroskoope iseloomustab suur vahemaa lavapinna ja objektiivide vahel ning lava suur vertikaalne käik, mis võimaldab töötada suurte proovidega. Maksimaalne kaugus võib ulatuda kümnetesse sentimeetritesse. Kuid tavaliselt kasutatakse materjaliteaduses pöördmikroskoope, kuna neil pole proovi suurusele piiranguid (ainult kaal) ja need ei nõua proovi tugi- ja tööpinna paralleelsust (antud juhul langevad need kokku).

Polariseerivad mikroskoobid

Polariseerivate mikroskoopide tööpõhimõte põhineb pildi saamisel uuritavast objektist, kui seda kiiritatakse polariseeritud kiirtega, mis omakorda tuleb saada tavalisest valgusest spetsiaalse seadme – polarisaatori – abil. Sisuliselt, kui polariseeritud valgus läbib ainet või peegeldub sellelt, muutub valguse polarisatsioonitasand, mille tulemuseks on liigne tumenemine, mis ilmneb teisele polariseerivale filtrile. Või annavad nad spetsiifilisi reaktsioone, näiteks kahekordset murdumist rasvades.