Будова мікроскопа

Світловий мікроскоп – це оптичний інструмент, призначений для дослідження об’єктів, невидимих неозброєним оком. Світлові мікроскопи можна розділити на дві основні групи: біологічні та стереоскопічні. Біологічні мікроскопи також часто називають лабораторними, медичними – це мікроскопи для дослідження тонких прозорих зразків у світлі, що проходить. Біологічні лабораторні мікроскопи мають велике збільшення, найбільш поширене – 1000х, але деякі моделі можуть мати збільшення до 1600х.

Стереоскопічні мікроскопи використовують для дослідження непрозорих об’ємних об’єктів (монет, мінералів, кристалів, електросхем і тд.) у відбитому світлі. Стереоскопічні мікроскопи характеризуються невеликим збільшенням (20х, 40х, деякі моделі – до 200х), але при цьому вони створюють об’ємне (тривимірне) зображення об’єкта дослідження. Цей ефект дуже важливий, наприклад, під час дослідження поверхні металу, мінералів і каменів, оскільки дозволяє виявити заглиблення, тріщини та інші елементи структури.

У даній статті ми більш детально розглянемо будову біологічного лабораторного мікроскопу, для чого розглянемо окремо оптичну, механічну і освітлювальну системи мікроскопа.

5. Револьверна головка

7. Координатний столик

8. Предметний столик

9. Конденсор з ірисовою діафрагмою

11. Перемикач (вкл./вимк.)

12. Гвинт макрометричного (грубого) фокусування

13. Гвинт мікрометричниго (точного) фокусування

Оптична система мікроскопа

Оптична система мікроскопа складається з об’єктивів, розташованих на револьверній голівці, окулярів, а також може включати в себе призмовий блок. За допомогою оптичної системи власне і відбувається побудова зображення зразка дослідження на сітківці ока. Тому важливо звертати увагу на якість оптики, що використовується в оптичній конструкції мікроскопа. Зауважимо, що зображення, отримане за допомогою біологічного мікроскопа, – перевернуте.

Збільшення мікроскопа можна розрахувати за формулою:

ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ’ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА.

Сьогодні у багатьох дитячих мікроскопах використовується лінза Барлоу, з коефіцієнтом збільшення 1.6 х або 2х. Її застосування дозволяє додатково плавно підвищити збільшення мікроскопа понад 1000крат. Користь від такої лінзи Барлоу вельми сумнівна. Її практичне застосування призводить до істотного погіршення якості зображення, і в рідкісних випадках може виявитися корисним. Але виробники дитячих мікроскопів успішно використовують її в якості маркетингового ходу з метою просування своєї продукції, адже часто батьки, досконально не розібравшись у технічних параметрах мікроскопа, вибирають його за хибним принципом “чим більше збільшення, тим краще”. І, звичайно ж, жоден професійний лабораторний мікроскоп не буде мати в комплекті такої лінзи, що безперечно погіршує якість зображення. Для зміни збільшення в професійних мікроскопах використовується виключно комбінація різних окулярів і об’єктивів.

У разі наявності лінзи Барлоу формула розрахунку збільшення мікроскопа приймає наступний вигляд:

ЗБІЛЬШЕННЯ = ЗБІЛЬШЕННЯ ОБ’ЄКТИВА Х ЗБІЛЬШЕННЯ ОКУЛЯРА Х КОЕФІЦІЄНТ ЗБІЛЬШЕННЯ ЛІНЗИ БАРЛОУ.

Механічна система мікроскопа

Механічна система складається з тубуса, штатива, предметного столика, механізмів фокусування, револьверної головки.

Механізми фокусування використовують для фокусування зображення. Гвинт грубого (макрометричного) фокусування використовують під час роботи з малими збільшеннями, а гвинт точного (мікрометричного) фокусування – під час роботи з великими збільшеннями. Дитячі і шкільні мікроскопи, зазвичай, мають тільки грубе фокусування. Однак, якщо Ви обираєте біологічний мікроскоп для лабораторних досліджень, наявність тонкого фокусування є обов’язковою. Зверніть увагу, на малюнку наведено приклад біологічного мікроскопа з роздільними точним і грубим фокусуванням, при цьому в залежності від конструктивних особливостей багато мікроскопів можуть мати коаксіальні гвинти макро – і мікрометричного регулювання фокуса. Зазначимо, що стереомікроскопи мають тільки грубе фокусування.

В залежності від конструктивних особливостей мікроскопа фокусування може здійснюватися переміщенням предметного столика у вертикальній площині (вгору/вниз) або тубуса мікроскопа з його оптичним блоком також у вертикальній площині.

На предметному столику розміщується досліджуваний об’єкт. Існує кілька видів предметних столиків: нерухомий (стаціонарний), рухливий, координатний та інші. Найбільш комфортним для роботи є саме координатний столик, за допомогою якого Ви можете переміщати досліджуваний зразок в горизонтальній площині по осях Х і У.

На револьверній голівці розташовані об’єктиви. Повертаючи її, Ви можете вибирати той чи інший об’єктив, і таким чином змінювати збільшення. Недорогі дитячі мікроскопи можуть бути оснащені незмінними об’єктивами, у той час як у професійних біологічних мікроскопах використовуються змінні об’єктиви, що вкручуються в револьверну голівку за стандартною різьбою.

В тубус мікроскопа вставляється окуляр. У випадку бінокулярної або тринокулярної насадки є можливість регулювання міжзіничної відстані та корекції діоптрій для адаптації під індивідуальні анатомічні особливості спостерігача. У випадку дитячих мікроскопів в тубус спочатку може бути встановлена “шкідниця” лінза Барлоу, а вже в неї – окуляр.

Освітлювальна система мікроскопа

Освітлювальна система складається з джерела світла, конденсора та діафрагми.

Джерело світла може бути вбудоване або зовнішнє. Біологічні мікроскопи мають нижнє підсвічування. Стереоскопічні мікроскопи можуть бути оснащені нижнім, верхнім і бічним підсвічуванням для різних типів освітлення препаратів. Дитячі біологічні мікроскопи можуть мати додаткове верхнє (бічне) підсвічування, практичне застосування якої, насправді, як правило, є безглуздим.

За допомогою конденсора та діафрагми можна регулювати освітлення препарату. Конденсори бувають однолінзові, дволінзові, трьохлінзові. Піднімаючи або опускаючи конденсор, Ви відповідно конденсуєте або розсіюєте світло, що потрапляє на зразок. Діафрагма може бути ірисовою з плавною зміною діаметра отвору або ступінчастою з декількома отворами різних діаметрів. Так зменшуючи або збільшуючи діаметр отвору, Ви відповідно обмежуєте або збільшуєте потік світла, що падає на досліджуваний об’єкт. Також відзначимо, що конденсор може бути оснащений фільтротримачем для установки різних світлофільтрів.

На цьому можна закінчити перше знайомство з мікроскопом. Сподіваємося, що вище викладений матеріал допоможе Вам визначитися з вибором мікроскопа для Ваших цілей.

Автор статті: Галина Цехмістро

Купити мікроскоп з доставкою в Києві, Харкові або будь-яке інше місто України Ви можете в нашому магазині OpticalMarket, попередньо отримавши професійну консультацію у наших фахівців.

Вимірювання мікроорганізмів – мікрометрія

Мікрометрія – це мистецтво вимірювання розміру будь-якого видимого мікроскопом мікроорганізм. Мікрометрія насправді побудована на принципах фізичної науки. У випадку, якщо ми можемо визначити розміри даної шкали, можна визначити розмір невідомої шкали. Подібна ситуація з мікрометрією. Основні компоненти, які використовуються в мікрометрії, включають столичний мікрометр і очний мікрометр.

Очний мікрометр

Окулярний мікрометр — це круглий диск, який розміщується всередині окуляра (окуляра). Він розділений на кілька менших частин, тобто ділень, позначених від 0 до 100. Мікроскоп розташований в окулярі мікроскопа. Відстань лінзи змінюється залежно від фокуса лінзи. Відстань легко визначити за допомогою предметного мікроскопа.

Мікрометр сцени

Столичні мікрометри — це предметні скла, градуйовані на 1 мм, тобто шкала становить лише 1 міліметр (1000 міліметрів). Крім того, 1 мм розбивається на 10 великих поділок і 100 менших поділок. Одне велике ділення ділиться на 10 менших поділок (отже, 10×10 = 100 поділок). Поділки розташовані на однаковій відстані. Таким чином, найменше число дорівнює 0.01 міліметра (або 1000/100 = 10 мм). Це означає, що кожен менший мікрометр столика еквівалентний 10 мм. Вимірювання мікроорганізмів виконується у два наступних етапи:

Калібрування та стандартизація мікроскопа за допомогою окулярного мікрометра та предметного мікрометра

Принцип мікрометра

Мікроскоп поставляється з об’єктивом 10X (низька потужність), 45X (висока потужність) і 100X (масляна імерсія). і окулярні лінзи з 5X, 10X і 15X. Загалом, у більшості випадків використовується окулярна лінза 10-X. Якщо тварину можна чітко побачити за допомогою окуляра 10X і об’єктива 45X, це означає, що розмір 10×45, що в 450 разів більше стандартного. Ми не знаємо точного вимірювання? Це можна визначити за допомогою каліброваної шкали. Таким чином виконується калібрування всіх лінз (окулярів).

Вимога

• Мікроскоп
• Очний мікрометр
• Столичний мікрометр

Процедура

1. Зніміть окуляр (окуляр), встановлений разом із мікроскопом. Відкрийте гвинт.
2. Вставте окулярний мікрометр в окуляр. Закрутіть гвинт і вставте його назад у тубус мікроскопа.
3. Поставте предметний столик мікроскопа на столик мікроскопа.
4. Відрегулюйте дзеркало, конденсор, окуляр і об’єктив (10X, 45X або 100X), які калібруються.
5. Розгляньте мікроскоп під об’єктивом, а потім правильно сфокусуйте мікроскоп, використовуючи точні налаштування. Видно дві різні шкали для предметного столика та окулярного мікрометра.
6. Окуляр потрібно повернути так, щоб він був паралельним лініям обох мікрометрів, які можна зробити паралельними.
7. Тепер ви можете зосередитися на накладених масштабах, а потім провести дугу ліворуч і спостерігати лінію, яка збігається праворуч.
8. Знайдіть, скільки окулярних поділок збігається з лініями як окулярних, так і столичних мікрометрів.
9. Зробіть принаймні 5-6 вимірювань, дотримуючись кроків з 6 по 8.

результати

Запишіть показання, як наведено в таблиці 2, і обчисліть середнє значення 1 окулярної поділки

Припустимо, 10 поділок окулярного мікрометра = 15 поділкам предметного мікрометра

1 поділка окулярного мікрометра = 15/10 = 1.5 поділки окулярного мікрометра

Оскільки, 1 поділка градусного мікрометра = 10 мм

1.5 поділки столичного мікрометра = 1.5 x 10 = 15 мкм

Однак його можна розрахувати за такою формулою:

(a) окулярний мікрометр, (b) столичний мікрометр, (c) накладений окуляр на предметний мікрометр

• Калібрування об’єктива високої потужності (45X): Використовуйте лінзу високої потужності (45X) об’єктива. Дотримуйтеся наведених вище інструкцій, щоб відкалібрувати об’єктив із малим джерелом живлення.
• Калібрування масляної імерсії (100X): Використовуйте унцію олії для занурення в предметний мікрометр. Поверніть над ним горловину об’єктива, а потім сфокусуйте його за допомогою тонкого налаштування. Обчисліть значення однієї поділки на окулярному мікрометрі, як описано раніше для лінз із малою світлосилою.

Вимірювання розміру (розміру) даного мікроорганізму (бацили)

Після калібрування окулярного мікрометра у спосіб, описаний вище, розміри будь-якого мікроорганізму можна легко визначити, вимірявши площу, зайняту клітинами мікроорганізмів або ниткою, а потім помноживши це число на коефіцієнт калібрації для окулярного мікрометра.

Вимога

• Готове скло мікроорганізму (бацили)
• Очний мікрометр
• Столичний мікрометр
• Мікроскоп
• Масло для занурення
• Ксилол

Процедура

1. Будьте обережні, помістіть відкалібрований окулярний мікрометр всередину окуляра, а потім знову вставте його в тубус мікроскопа.
2. Помістіть одну краплю олії в середину предметного скла, підготовленого з бактеріями, вона буде виміряна та сфокусована у правильний спосіб.
3. Загальна кількість відділів ока, які містяться в одному осередок Bacillus. Розмір комірок 5-10 і потім взяти його середнє.
4. Дізнайтеся точний розмір бактерій, помноживши його на калібрувальне значення очного мікрометра.

результати

Наприклад, якщо клітини бацили розташовані в межах чотирьох поділок очного мікрометра, а каліброване значення мікрометра в окулярі становить 2.2 мкм, довжина палички буде 4 x 2.2 = 8.8 мкм.