Tartalom
- Lencsék összetett mikroszkópban
- A mikroszkóp alkatrészeinek boncolása és funkciói
- A mikroszkóp lencsék ókori története
- Az első mikroszkópok
- Előrelépések a mikroszkóp technológiában
- Mikroszkópok lencséje ma
A mikroszkópba való betekintés egy másik világba vezethet. Az, ahogyan a mikroszkópok kis méretben közelítik az objektumokat, hasonlóak ahhoz, hogy a szemüveg és a nagyító lehetővé tegye a jobb látást.
Az összetett mikroszkópok elsősorban a lencsék elrendezését alkalmazzák a fénytöréshez, hogy nagyítsák a sejteket és más mintákat, hogy egy mikroméretű világba kerüljenek. A mikroszkópot összetett mikroszkópnak nevezik, ha egynél több lencséből áll.
Összetett mikroszkópok, amelyet optikai vagy fénymikroszkópnak is neveznek, azzal jár, hogy a kép sokkal nagyobbnak tűnik két lencserendszeren keresztül. Az első a szem- vagy szemlencse, amelyet akkor vizsgál, ha mikroszkópot használ, amely jellemzően ötszörös és 30-szoros nagyítással rendelkezik. A második a objektív lencse rendszer ez nagyítja a négyszer-százszoros nagyítás felhasználásával, és az összetett mikroszkópoknak általában három, négy vagy öt ilyen van.
Lencsék összetett mikroszkópban
Az objektívlencse-rendszer kis fókusztávolságot használ, az objektív és a vizsgált minta vagy tárgy közötti távolságot. A próbadarab valós képét az objektív lencsén vetítik, hogy közbenső képet hozzon létre a lencsén beeső fényből, amelyet a objektív konjugált kép sík vagy az elsődleges képsík.
Az objektív lencsének nagyításának megváltoztatása megváltoztatja a kép méretezését ebben a vetítésben. A optikai cső hossza a tárgy távolsága az objektív hátsó fókusztávolsága és a mikroszkóp testének elsődleges képsíkja között. Az elsődleges képsík általában maga a mikroszkóp testében vagy az okulárban található.
Ezután a valódi képet a mikroszkóp segítségével kivetítik az ember szemére. A szemlencse egyszerű nagyító lencsévé teszi ezt. Ez a rendszer az objektívtől az okulárig megmutatja, hogy a két lencserendszer hogyan működik egymás után.
Az összetett lencserendszer segítségével a tudósok és más kutatók sokkal nagyobb nagyításban készíthetnek és tanulmányozhatnak képeket, amelyeket egyébként csak egy mikroszkóppal lehet elérni. Ha megpróbálna mikroszkópot használni egyetlen lencsével a nagyítás eléréséhez, akkor a lencsét nagyon közel kell helyeznie a szeméhez, vagy nagyon széles lencsét kell használnia.
A mikroszkóp alkatrészeinek boncolása és funkciói
A mikroszkóp részek és funkciók boncolása megmutathatja, hogyan működnek együtt a minták vizsgálatakor. A mikroszkóp metszeteit nagyjából meg lehet osztani a fejbe vagy a testbe, az alaprészbe és a karba, a fej tetején, az alap alján és a kar között.
A fejnek van egy okulárja és egy okuláris cső, amely a helyén tartja az okulárt. A szemlencse lehet monokuláris vagy binokuláris, amelyek utóbbi dioptria beállító gyűrűvel használhatják a képet.
A mikroszkóp karja tartalmazza azokat a célokat, amelyeket kiválaszthat és elhelyezhet a különböző nagyítási szintekhez. A legtöbb mikroszkóp 4x, 10x, 40x és 100x lencséket használ, amelyek koaxiális gombokként működnek és irányítják, hogy a lencse hányszor nagyítja meg a képet. Ez azt jelenti, hogy ugyanarra a tengelyre épülnek, mint a finom fókuszáláshoz használt gombok, amint azt a "koaxiális" szó utalná. A lencse mikroszkóp funkcióban
Alul van az alap, amely támasztja alá a színpadot, és a fényforrást, amely egy nyíláson keresztül kinyílik, és lehetővé teszi a képet a mikroszkóp többi részén keresztül. A nagyobb nagyítások általában mechanikus lépcsőket használnak, amelyek lehetővé teszik, hogy két különböző gomb segítségével mozogjon balra és jobbra, előre és hátra.
Az állvány ütközője lehetővé teszi az objektív lencse és a tárgylemez közötti távolság ellenőrzését, hogy még jobban megnézhesse a mintát.
Fontos az alapból származó fény beállítása. A kondenzátorok megkapják a bejövő fényt, és a mintára összpontosítják. A membrán segítségével kiválaszthatja, hogy mennyi fény érje el a mintát. Az összetett mikroszkópban alkalmazott lencsék ezt a fényt használják a felhasználói kép létrehozásához. Néhány mikroszkóp tükrök segítségével tükrözi a fényt a mintára, nem pedig fényforrásként.
A mikroszkóp lencsék ókori története
Az emberek azt tanulmányozták, hogy az üveg évszázadok óta hogyan könnyíti meg az égést. Az ókori római matematikus, Claudius Ptolemy a matematikával magyarázta meg a pontos reflexiós szöget arról, hogy egy bot képképe megtörtént, amikor vízbe tette. Ezt felhasználná a a víz refrakciós állandója vagy refrakciós mutatója.
A fénytörési mutató segítségével meghatározhatja, hogy a fény sebessége mennyiben változik, amikor egy másik közegre továbbítja. Egy adott közeghez használja az egyenletet a törésmutatóhoz n = c / v a refrakciós indexhez n, fénysebesség vákuumban c (3,8 x 108 m / s) és a fénysebesség a közegben v.
Az egyenletek azt mutatják, hogy a fény miként lassul, amikor olyan közegekbe kerül, mint üveg, víz, jég vagy bármilyen más közeg, akár szilárd, folyékony vagy gáz. A Ptolemaiosz munkája elengedhetetlennek bizonyul mind a mikroszkópia, mind az optika és a fizika más területein.
A Snells törvény segítségével mérheti azt a szöget is, amelyben a fénysugár megtörik, amikor egy közegbe kerül, nagyjából ugyanúgy, mint Ptolemaiosz. A Snells törvény az n1/ n2 = sinθ2/ sinθ1 ért,-ra,-re, mert, mivelhogy θ1 a fényszóró vonala és a közeg széle közötti vonal közötti szög, mielőtt a fény belép a közegbe, és - θ2 a szög a fény bejutása után. n1 és _n2__ - a közepes fény fénytörési mutatóit korábban be kell mutatni, és a közepes fény belép.
A további kutatások eredményeként a tudósok az AD első században kezdték kihasználni az üveg tulajdonságait. Addigra a rómaiak feltalálták az üveget, és tesztelni kezdték annak felhasználására annak érdekében, hogy nagyítsák meg az rajta látható képet.
Kísérletezni kezdtek különböző formájú és méretű szemüvegekkel, hogy kitalálják a legjobb módját valami nagyításhoz, átnézve azt, beleértve azt is, hogy a nap sugarai hogyan irányíthatják a tűzben lévő könnyű tárgyakat. Ezeket a lencséket nagyítónak vagy égő szemüvegnek hívták.
Az első mikroszkópok
A 13. század vége felé az emberek elkezdték lencsékkel szemüveget készíteni. 1590-ben két holland férfi, Zaccharias Janssen és apja, Hans a lencsékkel végzett kísérleteket. Felfedezték, hogy ha a lencséket egymás fölé helyezik egy csőben, a kép sokkal nagyobb nagyításnál nagyobb lehet, mint amennyit egyetlen lencse elérhet, és Zaccharias hamarosan feltalálta a mikroszkópot. Ez a hasonlóság a mikroszkópok objektív lencsék rendszerével megmutatja, hogy milyen messze mennek vissza a lencsék rendszerként történő felhasználásának ötlete.
A Janssen-mikroszkóp körülbelül két és fél láb hosszú sárgaréz állványt használt. Janssen az elsődleges sárgaréz csövet készítette úgy, amelyet a mikroszkóp körülbelül egy hüvelyk vagy egy hüvelyk sugarú körzetében használt. A sárgaréz csőnek mind az alján, mind a végén tárcsák vannak.
Más mikroszkóp-terveket a tudósok és a mérnökök kezdtek megjelenni.Néhányuk egy nagy csőrendszert használt, amelyben két másik cső volt, amelyek belecsúsztak. Ezek a kézzel készített csövek nagyítanák a tárgyakat és alapul szolgálnának a modern mikroszkópok tervezéséhez.
Ezek a mikroszkópok azonban még a tudósok számára felhasználhatók. Körülbelül kilencszer nagyítanák a képeket, miközben a készített képeket nehezen látnák. Évekkel később, 1609-re, Galileo Galilei csillagász tanulmányozta a fény fizikáját és azt, hogy hogyan lehet az anyaggal kölcsönhatásba lépni, ami hasznosnak bizonyulhat a mikroszkóp és a távcső számára. Azt is hozzátette, hogy a kép saját mikroszkópjára fókuszál.
Antonie Philips van Leeuwenhoek holland tudós egyszeres lencsés mikroszkópot használt 1676-ban, amikor kis üveggömbökkel lett az első ember, aki közvetlenül megfigyelte a baktériumokat, és „mikrobiológia atyjának” nevezték el.
Amikor egy csepp vízre nézett a gömb lencséjén, látta, hogy a baktériumok lebegnek a vízben. Ezután felfedezi a növényi anatómiát, felfedezi a vérsejteket és több száz mikroszkópot készít új nagyítási módszerekkel. Az egyik ilyen mikroszkóp 275-szeres nagyítást képes használni egy dupla-konvex nagyítórendszerrel ellátott egyetlen lencsével.
Előrelépések a mikroszkóp technológiában
Az elkövetkező évszázadok tovább javították a mikroszkópos technológiát. A 18. és a 19. században finomításokat valósítottak meg a mikroszkópok kialakításán a hatékonyság és a hatékonyság optimalizálása érdekében, például maguk a mikroszkópok stabilabbá és kisebbekké tétele. A lencsék különböző rendszerei és a lencsék teljesítménye magukkal foglalkoztak a mikroszkópok által elkészített képek homályosságának vagy homályosságának kérdésével.
A tudományos optika fejlődése jobban megértette, hogy a képek hogyan tükröződnek a lencsék által létrehozott különböző síkokon. Ez lehetővé tette, hogy a mikroszkópok alkotói pontosabb képeket készítsenek ezen fejlődés során.
Az 1890-es években akkori német doktori hallgató, August Köhler közzétette Köhler megvilágításáról szóló munkáját, amely eloszlatja a fényt az optikai tükröződés csökkentése érdekében, fókuszálja a fényt a mikroszkóp tárgyára, és pontosabb módszereket alkalmaz a fény irányítására általában. Ezek a technológiák a fénytörési mutatóra, a minta és a mikroszkóp fénye közötti kontraszt méretére támaszkodtak, valamint az olyan komponensek nagyobb vezérlése mellett, mint a membrán és az okulár.
Mikroszkópok lencséje ma
A lencsék manapság különböznek azoktól, amelyek a meghatározott színekre koncentrálnak, és a lencsékre, amelyek bizonyos törési mutatókra vonatkoznak. Az objektív lencsék rendszerei ezeket a lencséket használják a kromatikus aberráció és a színbeli különbségek korrigálására, ha a különféle fény színei kissé különböznek abban a szögben, amelyben a fénytörés megtörténik. Ennek oka a különböző színű fény hullámhosszának eltérése. Megtudhatja, melyik lencse megfelelő a tanulmányozásához.
Az akromatikus lencséket két különböző fény hullámhosszú fénytörési mutatók készítésére használják. Általában megfizethető áron, és mint ilyen, széles körben használják. Félig apokromatikus lencsékvagy a fluorit lencsék megváltoztatják a fény három hullámhosszának törésmutatóit, hogy azok azonosak legyenek. Ezeket használják a fluoreszcencia tanulmányozására.
Apochromatikus lencsékviszont használjon egy nagy nyílást a fény átjutására és a nagyobb felbontás elérésére. Részletes megfigyelésekre használják őket, de általában drágábbak. A síklencsék a mezõ görbületének aberrációjának hatásával foglalkoznak, a fókuszveszteséggel, amikor egy ívelt lencse a kép élesebb fókuszát adja a síkhoz képest, amely a kép kivetítésére szolgál.
Az merülő lencsék a rekesz méretét olyan folyadékkal növelik, amely kitölti az objektív lencse és a minta közötti helyet, és ez növeli a kép felbontását is.
A lencsék és a mikroszkópok technológiájának fejlődésével a tudósok és más kutatók meghatározzák a betegség pontos okait és a biológiai folyamatokat irányító specifikus sejtfunkciókat. A mikrobiológia szabad organizmusok teljes világát megmutatta szabad szemmel, amely elmélethez és teszteléshez vezet ahhoz, hogy mit jelent egy szervezet, és milyen az élet természete.