Tipi di microscopi, caratteristiche di base e scopo

In questo articolo daremo un'occhiata al metodo ampiamente sviluppato di ricerca di vari microelementi del nostro mondo - microscopia. Qui guardiamo la descrizione del microscopio, il suo scopo, il dispositivo, le regole del lavoro e i fatti storici.

Introduzione agli strumenti di microscopia

Un microscopio è un meccanismo il cui scopo è quello di ottenere un'immagine ingrandita di un oggetto, nonché di misurare dettagli strutturali che non possono essere osservati ad occhio nudo.

L'invenzione e la creazione di vari tipi di microscopi hanno permesso di creare microscopia - un metodo tecnologico per il funzionamento pratico di questi dispositivi.

Informazioni storiche

Chi ha creato il primo microscopio nella storia dell'umanità, per determinare abbastanza problematico. Per la prima volta un tale meccanismo fu inventato tra il XVI e il XVII secolo. Zacharius Jansen, uno scienziato olandese, è considerato il probabile inventore.

Mentre era ancora un bambino, Jansen, usando un tubo da un pollice, installò una lente convessa lungo i suoi due bordi. Ciò che vide costrinse l'inventore a creare qualcosa di nuovo e migliorarlo. Forse questo ha portato all'invenzione del primo microscopio al mondo, avvenuto intorno al 1590.

Tuttavia, già nel 1538, un italiano J. Frakastoro, lavorando come medico, suggerì la combinazione di due lenti per creare ingrandimenti ancora più grandi delle immagini. Di conseguenza, il suo lavoro potrebbe essere l'inizio per la comparsa del primo microscopio. Anche se il termine è stato introdotto molto più tardi.

Un altro pioniere è Galileo Galilei. Sentendo parlare dell'apparizione di un simile dispositivo di ingrandimento intorno al 1609 e avendo compreso l'idea generale del suo meccanismo, già nel 1612 il fisico italiano creò la propria produzione in serie di microscopi. Il nome di questo dispositivo fu dato dall'amico accademico di Galileo, Giovanni Faber nel 1613.

Già negli anni sessanta del XVII secolo, sono stati ottenuti dati sull'uso del microscopio nelle attività di ricerca scientifica. Il primo è stato fatto da Robert Hooke, che stava osservando il dispositivo di varie piante. Fu lui che nel lavoro "micrografia" fece schizzi dell'immagine vista attraverso un microscopio. Ha scoperto che gli organismi vegetali sono costruiti dalle cellule.

potere risolutivo

Uno dei parametri del microscopio è la sua risoluzione. Diversi tipi di microscopi hanno, rispettivamente, un diverso indicatore di questa caratteristica. Allora, cos'è?

La risoluzione è la capacità del dispositivo di mostrare un'immagine chiara e di alta qualità, un'immagine di due frammenti adiacenti dell'oggetto in fase di studio. L'indice del grado di approfondimento nel micromondo e la possibilità generale della sua ricerca si basano proprio su questa capacità. Questa caratteristica determina lunghezza d'onda radiazione, che viene utilizzata nel microscopio. Il limite principale è l'impossibilità di ottenere un'immagine di un oggetto le cui dimensioni siano inferiori alla dimensione della lunghezza della radiazione.

In vista di quanto scritto sopra, diventa ovvio che, grazie alla risoluzione, possiamo ottenere un'immagine chiara dei dettagli dell'oggetto studiato.

Parametri di base

Altri parametri importanti nella struttura di un microscopio sono il suo ingrandimento, gli ugelli, le dimensioni del palcoscenico, la possibilità di illuminazione, il rivestimento ottico, ecc.

Considerare il principale degli indicatori elencati in questo paragrafo: un aumento.

L'ingrandimento è la capacità generale di un microscopio di mostrare oggetti studiati in dimensioni più grandi di quanto non siano in realtà. Il calcolo di questo parametro può essere fatto moltiplicando l'ingrandimento obiettivo per l'oculare. Questa possibilità nei microscopi ottici raggiunge 2000 volte e l'elettrone ha un aumento di centinaia di volte più della luce.

La caratteristica principale di un microscopio è precisamente la sua risoluzione, così come il suo ingrandimento. Pertanto, quando si sceglie un dispositivo di questo tipo, questi indicatori devono prestare particolare attenzione.

Elementi costitutivi

Un microscopio, come ogni altro meccanismo, è costituito da alcuni dettagli, tra cui si distinguono:

• tavolo soggetto;
• pomello del cambio;
• oculare;
• tubo;
• il supporto per un tubo;
• vite micrometrica;
• avvitare la guida approssimativa;
• specchio;
• stare in piedi;
• lente;
• cremagliera;
• attacco binoculare;
• testina ottica;
• condensatore;
• filtro leggero;
• diaframma a iride.

Facciamo conoscenza con le principali caratteristiche delle strutture di formazione del microscopio.

Lente - è un mezzo per determinare l'ingrandimento utile. Formato da un certo numero di lenti. Le opportunità crescenti sono indicate da numeri sulla sua superficie.

L'oculare è un elemento microscopico costituito da due o tre lenti, il cui ingrandimento è indicato su di esso da numeri. L'indice complessivo delle capacità di ingrandimento del dispositivo è determinato moltiplicando l'indice di ingrandimento dell'obiettivo per l'ingrandimento dell'oculare.

I dispositivi di illuminazione comprendono uno specchio o un illuminatore elettrico, un condensatore e un diaframma, un filtro luminoso e un tavolo.

Il sistema meccanico è formato da un supporto, una scatola con un meccanismo micrometrico e una vite, un supporto per tubi, una vite di raccolta grossolana, un condensatore, una vite per lo spostamento del condensatore, un revolver e un palco.

Microscopia ottica

Tra i tipi esistenti di microscopi ci sono diversi gruppi principali, caratterizzati da alcune caratteristiche del dispositivo e dello scopo.

L'occhio umano è una sorta di sistema ottico naturale con determinati parametri, ad esempio la risoluzione. La risoluzione, a sua volta, è caratterizzata dal più piccolo indicatore della differenza nella distanza tra i componenti compositi dell'oggetto, che viene monitorato. Il punto più importante qui è la presenza di una differenza visiva tra i frammenti osservati. In considerazione del fatto che l'occhio umano non è in grado di osservare i microrganismi naturali, sono stati creati tali dispositivi di ingrandimento.

I microscopi ottici hanno permesso di lavorare con radiazioni che si trovano nell'intervallo da 400 a 700 nm e con la quasi luce ultravioletta. Durò fino alla metà del ventesimo secolo. Tali dispositivi non permettevano di ottenere una risoluzione inferiore al semiperiodo di un'onda di radiazione di tipo di riferimento. Di conseguenza, il microscopio ha reso possibile osservare le strutture, la cui distanza era di circa 0,20 μm, il che significa che l'ingrandimento massimo potrebbe raggiungere 2000 volte.

Microscopi di tipo binoculare

Il microscopio binoculare è un dispositivo con cui è possibile ottenere un'immagine ingrandita volumetrica. Un altro nome per tali dispositivi è lo stereomicroscopio. Permettono a una persona di distinguere chiaramente i dettagli degli oggetti volume studiati.

In un microscopio binoculare, un oggetto viene esaminato attraverso due lenti, indipendenti l'una dall'altra. Attualmente vengono utilizzati 2 oculari e 1 oggetto contemporaneamente. Ottimo lavoro in presenza di luce trasmessa e riflessa.

Microscopia elettronica

L'aspetto del microscopio elettronico ha permesso l'uso di elettroni con le proprietà di entrambe le particelle e le onde in microscopia.

Un elettrone ha una lunga lunghezza d'onda, che dipende dal suo potenziale energetico: E = Ve, dove V è il valore della differenza di potenziale, e è la carica dell'elettrone. La lunghezza d'onda dell'elettrone con il passaggio della differenza in potenziali pari a 200000 V sarà di circa 0,1 nm. L'elettrone è facilmente focalizzato con l'aiuto di lenti elettromagnetiche, che è causato dalla sua carica. Dopo che la versione elettronica dell'immagine è stata trasferita al visibile.

Tra tali dispositivi di ingrandimento, un microscopio digitale ha acquisito ampia popolarità. Consente di collegare adattatori al dispositivo per trasferire l'immagine su un computer e salvarla. Quando si lavora con tali dispositivi, la fotocamera registra l'immagine osservata, quindi la trasferisce al PC utilizzando un cavo USB.

Un microscopio digitale può essere classificato in base alla sua modalità di funzionamento, ingrandimento, numero di luci e risoluzione della fotocamera. I loro principali vantaggi sono la capacità di trasferire l'immagine su un PC e salvarla, la capacità di inviare le informazioni ricevute su lunghe distanze, la modifica, l'analisi dettagliata e la memorizzazione dei risultati della ricerca, nonché la capacità di proiettare un'immagine utilizzando i proiettori.

I microscopi elettronici hanno una risoluzione che supera le luci 1000-10000 volte.

Sonde di scansione

Un altro tipo di microscopio è una sonda di scansione. Un ramo relativamente nuovo nello sviluppo di tali dispositivi.

Si chiamano abbreviati - ZSM. L'immagine viene riprodotta registrando l'interazione della sonda e la superficie esaminata. Nel mondo moderno, tali meccanismi rendono possibile osservare l'interazione di una sonda con gli atomi. La risoluzione di ZSM è paragonabile ai microscopi elettronici e ancora meglio in alcuni parametri.

Microscopia a raggi X.

Un microscopio a raggi X è stato creato per osservare oggetti estremamente piccoli, la cui grandezza è paragonabile alle onde dei raggi X. Basato sull'operazione di radiazione di natura elettromagnetica, in cui la lunghezza d'onda non supera un nanometro.

La risoluzione di tali microscopi prese un posto intermedio tra quelli ottici ed elettronici. Teorico ps tale dispositivo può raggiungere 2-20 nm, che è molto più delle capacità dei microscopi ottici.

Informazioni generali per lavorare con un microscopio

Utilizzando questo dispositivo è necessario conoscere le regole per lavorare con un microscopio:

1. Il lavoro deve essere fatto stando seduti.
2. È necessario ispezionare il dispositivo e pulire la polvere dallo specchio con un panno morbido, una lente e un oculare.
3. Quando si lavora con un microscopio, non è desiderabile spostarlo, metterlo a sinistra di se stesso.
4. Aprire il diaframma, portare il condensatore nella posizione superiore.
5. Il lavoro dovrebbe iniziare con un piccolo aumento.
6. Lente per portare fino a un centimetro dal vetro con l'oggetto osservato.
7. Distribuisci uniformemente l'illuminazione del campo visivo usando un oculare che devi guardare con l'occhio, e specchio concavo.
8. Muovi il microscopio sul palco del microscopio. Osservando da un lato, abbassare l'obiettivo al livello di 4-5 mm sopra l'oggetto in esame, usando una macro vite.
9. Guardando con l'occhio nell'oculare, per produrre movimenti rotatori della vite grossolana, per portare l'obiettivo in una posizione in cui l'immagine sarà chiaramente visibile.
10. Spostando il vetro con il farmaco, trova il luogo in cui l'oggetto in studio si troverà al centro del tuo campo visivo al microscopio.
11. Se non ci sono immagini, ripetere dal sesto al nono paragrafo.
12. Utilizzando una microvite, ottenere la chiarezza dell'immagine richiesta. Si presterà attenzione a se il punto tra i rischi sul meccanismo micrometrico vada oltre i limiti dei rischi. Se lo fa, riportalo nella posizione standard.
13. Concludiamo le regole per lavorare con un microscopio, pulire il posto di lavoro. È necessario riportare l'ingrandimento da grande a piccolo, sollevare l'obiettivo, rimuovere la preparazione e pulire il microscopio, quindi coprire con polietilene e tornare al cabinet.

Queste regole sono più rilevanti per i microscopi ottici. La struttura di un microscopio, ad esempio, elettronica o radiografica, è diversa dalla luce e pertanto anche le regole di base del lavoro possono essere diverse. Le caratteristiche di lavorare con tali dispositivi possono essere trovate nelle istruzioni per loro.