Mis on mikroskoop: mikroskoobi struktuur ja seade. Digitaalse mikroskoobi kasutamise tunnused bioloogiatundides Selle komponentide mikroskoobi kujutise tähistus

Palja silmaga nähtamatute mikroorganismide rakkude uurimine on võimalik ainult mikroskoopide abil. Need seadmed võimaldavad saada uuritavatest objektidest sadu kordi (valgusmikroskoobid), kümneid ja sadu tuhandeid kordi (elektronmikroskoobid) suurendatud kujutist.

Bioloogilist mikroskoopi nimetatakse valgusmikroskoobiks, kuna see annab võimaluse uurida objekti läbiva valguse käes heledas ja pimedas vaateväljas.

Kaasaegsete valgusmikroskoopide põhielemendid on mehaanilised ja optilised osad (joonis 1).

Mehaaniline osa sisaldab statiivi, toru, torni, mikromehhanismi kasti, objektilava, makro- ja mikromeetrilisi kruvisid.

Statiiv koosneb kahest osast: alusest ja toruhoidikust (sammast). Alus Ristkülikukujulisel mikroskoobil on allosas neli tugiplatvormi, mis tagavad mikroskoobi stabiilse asendi töölaua pinnal. toru hoidjaühendub alusega ja on makro- ja mikromeetrikruvidega vertikaaltasandil liigutatav. Kruvide päripäeva keerates langeb toruhoidik, vastupäeva keerates tõstab selle preparaadist eemale. Toruhoidja ülaosas on tugevdatud pea monokulaarse (või binokulaarse) otsiku pesaga ja pöörleva otsiku juhikuga. Pea on kinnitatud kruvi.

toru - See on mikroskoobi toru, mis võimaldab säilitada teatud vahemaa peamiste optiliste osade – okulaari ja objektiivi – vahel. Toru ülaosas sisestatakse okulaar. Kaasaegsetel mikroskoopide mudelitel on kaldtoru.

Torni otsik on mitme pesaga nõgus ketas, millesse 3 – 4 objektiivi. Torni pöörates saate toru ava all kiiresti iga objektiivi tööasendisse seada.

Riis. 1. Mikroskoobi seade:

1 - alus; 2 - toruhoidik; 3 - toru; 4 - okulaar; 5 - revolvri otsik; 6 - objektiiv; 7 - ainetabel; 8 - preparaati vajutavad klemmid; 9 - kondensaator; 10 – kondensaatori kronstein; 11 – käepide kondensaatori liigutamiseks; 12 - kokkuklapitav objektiiv; 13 - peegel; 14 - makrokruvi; 15 - mikrokruvi; 16 - mikromeetrilise teravustamismehhanismiga kast; 17 - pea toru ja torni paigaldamiseks; 18 - kruvi pea kinnitamiseks

mikrokäigukast kannab ühel küljel kondensaatori kronsteini juhikut ja teiselt poolt toruhoidiku juhikut. Karbi sees on mikroskoobi teravustamismehhanism, mis kujutab endast hammasrataste süsteemi.

Teema tabel kasutatakse ravimi või muu uurimisobjekti asetamiseks sellele. Laud võib olla kandiline või ümmargune, liigutatav või fikseeritud. Liigutatav laud liigub horisontaaltasapinnas kahe külgkruvi abil, mis võimaldab vaadelda ravimit erinevates vaateväljades. Kindlal laual objekti uurimiseks erinevates vaateväljades liigutatakse ravimit käsitsi. Objektide laua keskel on auk, mis võimaldab valgustusseadmest suunatud valguskiirte abil altpoolt valgustada. Laual on kaks vedru terminalid mõeldud ravimi fikseerimiseks.

Mõned mikroskoobisüsteemid on varustatud liuguriga, mis on vajalik objektiklaasi pinna uurimisel või rakkude loendamisel. Ravimijuhik võimaldab ravimi liikumist kahes üksteisega risti asetsevas suunas. Ettevalmistusmeistril on joonlaudade süsteem - nonijad, mille abil on võimalik määrata koordinaadid mis tahes uuritava objekti punktile.

makromeetriline kruvi(makrokruvi) kasutatakse kõnealuse objekti kujutise esialgseks orienteerimiseks. Makrokruvi päripäeva keerates langetatakse mikroskoobi toru, vastupäeva keerates tõstab seda.

mikromeetri kruvi(mikrokruvi) kasutatakse objekti kujutise täpseks seadistamiseks. Mikroskoobi kruvi on üks mikroskoobi kõige kergemini kahjustatavaid osi, seetõttu tuleb seda käsitseda ettevaatlikult – ärge pöörake seda, et pilti jämedalt sättida, et vältida toru iseeneslikku langemist. Kui mikrokruvi on täielikult keeratud, liigub toru 0,1 mm.

Mikroskoobi optiline osa koosneb peamistest optilistest osadest (objektiiv ja okulaar) ning lisavalgustussüsteemist (peegel ja kondensaator).

Objektiivid(alates lat. objektum- subjekt) - mikroskoobi kõige olulisem, väärtuslikum ja habras osa. Need on metallraamiga suletud läätsede süsteem, millel on näidatud suurendusaste ja numbriline ava. Välist läätse, mis on lameda poolega preparaadi poole, nimetatakse eesmiseks läätseks. Tema on see, kes suurendab. Ülejäänud läätsi nimetatakse korrigeerivateks läätsedeks ja nende eesmärk on kõrvaldada uuritava objekti uurimisel ilmnevad optilise kujutise puudused.

Objektiivid on kuivad ja sukeldatavad või sukeldatavad. Kuiv kutsutakse lääts, milles esiläätse ja vaadeldava objekti vahel on õhk. Kuivatel läätsedel on tavaliselt pikk fookuskaugus ja suurendused 8x või 40x. Keelekümblus(sukeldatav) nimetatakse läätseks, milles esiläätse ja preparaadi vahel asub spetsiaalne vedel keskkond. Klaasi (1,52) ja õhu (1,0) murdumisnäitajate erinevuse tõttu osa valguskiirtest murdub ega satu vaatleja silma. Selle tulemusena on pilt hägune, väiksemad struktuurid jäävad nähtamatuks. Valgusvoo hajumist on võimalik vältida, kui täita preparaadi ja objektiivi esiläätse vaheline ruum ainega, mille murdumisnäitaja on klaasi omale lähedane. Nende ainete hulka kuuluvad glütseriin (1,47), seeder (1,51), kastoor (1,49), linaseemned (1,49), nelk (1,53), aniisiõli (1,55) ja muud ained. Sukelläätsede raamil on tähised: ma (keelekümblus) – keelekümblus, Hma (homogeenne keelekümblus) on homogeenne keelekümblus, OI (õlikeelekümblus) või MI- õlikümblus. Praegu kasutatakse immersioonivedelikuna sagedamini sünteetilisi tooteid, mis vastavad optiliste omaduste poolest seedriõlile.

Objektiivid eristuvad suurenduse poolest. Objektiivide suurendus on märgitud nende raamile (8x, 40x, 60x, 90x). Lisaks iseloomustab iga objektiivi teatud töökaugus. Sukelläätse puhul on see kaugus 0,12 mm, kuivläätsede puhul, mille suurendus on 8x ja 40x - vastavalt 13,8 ja 0,6 mm.

Okulaar(alates lat. ocularis- silm) koosneb kahest läätsest - silm (ülemine) ja väli (alumine), mis on ümbritsetud metallraamiga. Okulaari kasutatakse objektiivi tekitatava kujutise suurendamiseks. Okulaari suurendus on näidatud selle raamil. Olemas on okulaare, mille töösuurendus on 4x kuni 15x.

Pikaajalisel mikroskoobiga töötamisel tuleks kasutada binokulaarset kinnitust. Düüside korpused võivad sõltuvalt vaatleja silmade vahelisest kaugusest liikuda üksteisest 55–75 mm kaugusel. Binokli kinnitustel on sageli oma suurendus (umbes 1,5x) ja korrigeerivad läätsed.

Kondensaator(alates lat. kondensaat- kondenseeruda, tihendada) koosneb kahest või kolmest lühifookusega objektiivist. Ta kogub peeglist tulevad kiired kokku ja suunab need objektile. Objekti lava all asuva käepideme abil saab kondensaatorit liigutada vertikaaltasandil, mis toob kaasa vaatevälja valgustatuse suurenemise kondensaatori tõstmisel ja vähenemiseni kondensaatori langetamisel. . Valgustuse intensiivsuse reguleerimiseks kondensaatoris on iirise (kroonlehtede) diafragma, mis koosneb terasest sirbikujulistest plaatidest. Täielikult avatud diafragma puhul on soovitatav kaaluda peitsitud preparaate, diafragma vähendatud ava korral on soovitatav kasutada värvimata preparaate. Kondensaatori all on klapp objektiiv raamitud, kasutatakse madala suurendusega objektiividega (nt 8x või 9x) töötamisel.

Peegel Sellel on kaks peegeldavat pinda - tasane ja nõgus. See on hingedega statiivi põhjas ja seda saab kergesti pöörata. Kunstliku valguse korral on soovitatav kasutada peegli nõgusat külge, loomulikus valguses - tasast.

Valgustaja toimib kunstliku valgusallikana. See koosneb statiivile paigaldatud madalpinge hõõglambist ja astmelisest trafost. Trafo korpusel on reostaadi käepide, mis reguleerib lambi hõõguvust ja lüliti illuminaatori sisselülitamiseks.

Paljudes kaasaegsetes mikroskoopides on illuminaator alusesse sisse ehitatud.

Esimene mikroskoop oli optiline instrument, mis võimaldas saada mikroobjektidest pöördkujutist ja näha uuritava aine ehituse väga väikeseid detaile. Optiline mikroskoop on oma skeemi järgi refraktori konstruktsiooniga sarnane seade, milles valgus murdub selle läbimise hetkel.

Mikroskoobi sisenev valguskiirte kiir muundatakse esmalt paralleelseks vooluks, misjärel see okulaaris murdub. Seejärel siseneb teave uuritava objekti kohta inimese visuaalsesse analüsaatorisse.

Mugavuse huvides on vaatlusobjekt esile tõstetud. Selleks on mikroskoobi allosas peegel. Valgus peegeldub peegelpinnalt, läbib kõnealuse objekti ja siseneb objektiivi. Paralleelselt kulgeb valgusvoog kuni okulaarini. Mikroskoobi suurendusaste sõltub läätsede parameetritest. Tavaliselt on see näidatud instrumendi korpusel.

Mikroskoobi seade

Mikroskoobil on kaks peamist süsteemi: mehaaniline ja optiline. Esimeses on alus, töömehhanismiga kast, alus, hoidik torule, jäme- ja peensihtimine, samuti objektilaud. Optiline süsteem sisaldab objektiivi, okulaari ja valgustusplokki, mis sisaldab kondensaatorit, valgusfiltrit, peeglit ja valgustuselementi.

Kaasaegsetel optilistel mikroskoopidel pole mitte üks, vaid kaks või isegi enam läätsi. See võimaldab teil toime tulla pildimoonutustega, mida nimetatakse kromaatiliseks aberratsiooniks.

Mikroskoobi optiline süsteem on kogu struktuuri põhielement. Objektiiv määrab, kui palju kõnealust objekti suurendatakse. See koosneb objektiividest, mille arv sõltub seadme tüübist ja otstarbest. Okulaaril kasutatakse ka kahte või isegi kolme läätse. Konkreetse mikroskoobi üldise suurenduse määramiseks korrutage selle okulaari suurendus objektiivi samade omadustega.

Aja jooksul mikroskoop paranes, selle tööpõhimõtted muutusid. Selgus, et mikrokosmost vaadeldes saab kasutada mitte ainult valguse murdumise omadust. Mikroskoobi töösse saab kaasata ka elektrone. Kaasaegsed elektronmikroskoobid võimaldavad näha üksikuid aineosakesi, mis on nii väikesed, et valgus voolab nende ümber. Elektronkiirte murdmiseks ei kasutata mitte suurendusklaase, vaid magnetelemente.

Esimesed mikroskoobi mõisted kujunevad koolis bioloogiatundides. Seal õpivad lapsed praktikas, et selle optilise seadme abil on võimalik uurida väikeseid objekte, mida palja silmaga ei näe. Mikroskoop, selle struktuur pakuvad huvi paljudele koolilastele. Nende huvitavate õppetundide jätkuks on mõne jaoks kogu edasine täiskasvanuelu. Mõne elukutse valimisel on vaja teada mikroskoobi struktuuri, kuna see on töö peamine tööriist.

Mikroskoobi struktuur

Optiliste seadmete seade vastab optika seadustele. Mikroskoobi struktuur põhineb selle koostisosadel. Seadme ühikud toru, okulaari, objektiivi, statiivi, uuritava objekti asukoha tabeli, kondensaatoriga illuminaatori kujul on kindla eesmärgiga.

Statiiv hoiab toru koos okulaariga, objektiiv. Statiivi külge on kinnitatud objektilaud illuminaatori ja kondensaatoriga. Valgustaja on sisseehitatud lamp või peegel, mis valgustab uuritavat objekti. Pilt on heledam elektrilambiga illuminaatoriga. Kondensaatori eesmärk selles süsteemis on reguleerida valgustust, fokusseerides kiired uuritavale objektile. Ilma kondensaatoriteta mikroskoopide ehitus on teada, neisse on paigaldatud üks lääts. Praktilises töös on mugavam kasutada teisaldatava lavaga optikat.

Mikroskoobi struktuur, selle disain sõltuvad otseselt selle seadme eesmärgist. Teaduslikuks uurimistööks kasutatakse röntgeni- ja elektroonikaoptilisi seadmeid, mis on valgusseadmetest keerulisema seadmega.

Valgusmikroskoobi ehitus on lihtne. Need on kõige kättesaadavamad optilised seadmed, neid kasutatakse praktikas kõige laialdasemalt. Valgusmikroskoobi põhikomponendid on kahe raami sisse asetatud suurendusklaasi kujul olev okulaar ja objektiiv, mis samuti koosneb raami sisse pandud suurendusklaasidest. Kogu see komplekt on sisestatud torusse ja kinnitatud statiivi külge, millesse on paigaldatud objektilaud koos selle all asuva peegliga, samuti kondensaatoriga illuminaator.

Valgusmikroskoobi põhiline tööpõhimõte on suurendada objektilauale asetatud uuritava objekti kujutist, lastes sellest läbi valguskiiri nende edasise kokkupuutega objektiiviläätsesüsteemiga. Sama rolli mängivad okulaari läätsed, mida uurija kasutab objekti uurimisel.

Tuleb märkida, et ka valgusmikroskoobid pole samad. Nende erinevuse määrab optiliste plokkide arv. On olemas ühe või kahe optilise seadmega monokulaarsed, binokulaarsed või stereomikroskoobid.

Hoolimata asjaolust, et neid optilisi seadmeid on kasutatud juba aastaid, on nende järele endiselt suur nõudlus. Iga aastaga need paranevad, muutuvad täpsemaks. Viimast sõna pole selliste kasulike instrumentide nagu mikroskoobid ajaloos veel öeldud.

Mikroskoobi funktsionaalsed osad

Mikroskoop sisaldab kolme peamist funktsionaalset osa:

1. Valgustusosa

See on loodud tekitama valgusvoogu, mis võimaldab objekti valgustada nii, et mikroskoobi järgnevad osad täidaksid oma ülesandeid ülima täpsusega. Läbiva valgusega mikroskoobi valgustav osa asub otsemikroskoopides objektiivi all oleva objekti taga ja üleval objekti ees objektiiv sisse tagurpidi. Valgustusosa sisaldab valgusallikat (lamp ja elektritoiteallikas) ja optilis-mehaanilist süsteemi (kollektor, kondensaator, reguleeritavad välja ja avaga / iirisdiafragmad).

2. Taasesituse osa

Mõeldud objekti reprodutseerimiseks kujutise tasapinnal uurimistööks vajaliku pildikvaliteedi ja suurendusega (st sellise pildi ehitamiseks, mis vastava optikaga võimalikult täpselt ja kõigis detailides taasesitab objekti mikroskoop eraldusvõime, suurendus, kontrastsus ja värvide taasesitus). Reprodutseeriv osa annab suurenduse esimese astme ja asub pärast objekti mikroskoobi kujutise tasapinnal.

Taasesituse osa sisaldab objektiiv ja vahepealne optiline süsteem.

Viimase põlvkonna kaasaegsed mikroskoobid põhinevad optilistel süsteemidel läätsed kohandatud lõpmatuse jaoks. See nõuab täiendavalt nn torusüsteemide kasutamist, mis on paralleelsed valguskiired, mis väljuvad objektiiv, "koguda" pilditasandil mikroskoop.

3. Visualiseeriv osa

Mõeldud objekti tõelise kujutise saamiseks võrkkestal, filmil või plaadil, televiisori või arvutimonitori ekraanil täiendava suurendusega (suurenduse teine etapp).

Pildistamise osa asub objektiivi kujutise tasapinna ja vaatleja silmade vahel ( kaamera, kaamera). Visualiseeriv osa sisaldab monokulaarset, binokulaarset või trinokulaarset visuaalset kinnitust vaatlussüsteemiga ( okulaarid, mis töötavad nagu suurendusklaas).

Lisaks sisaldab see osa täiendava suurenduse süsteeme (hulgimüüja süsteemid / suurenduse muutmine); projektsioonidüüsid, sh aruteludüüsid kahe või enama vaatleja jaoks; joonistusseadmed; pildianalüüsi- ja dokumentatsioonisüsteemid koos sobivate adapteri (sobivate) elementidega.

Konstruktsioonilised ja tehnoloogilised osad

Kaasaegne mikroskoop koosneb järgmistest konstruktsioonilistest ja tehnoloogilistest osadest:

optiline;

mehaaniline;

elektriline.

Mikroskoobi mehaaniline osa

Mikroskoobi peamine struktuurne ja mehaaniline üksus on statiiv. Statiiv sisaldab järgmisi põhiplokke: alus Ja toru hoidja.

Alus on plokk, millel on kogu mikroskoop. Lihtsates mikroskoopides paigaldatakse alusele valgustavad peeglid või ülavalgustid. Keerulisemate mudelite puhul on valgustussüsteem baasi sisse ehitatud ilma toiteallikata või koos toiteallikaga.

Mikroskoobi aluste sordid

valgustuspeegliga alus;

niinimetatud "kriitiline" või lihtsustatud valgustus;

Kelleri valgustus.

muuda üksust läätsed, millel on järgmised versioonid - torn, keermestatud seade kruvimiseks objektiiv, "kelk" keermeta kinnituseks läätsed spetsiaalsete juhendite kasutamine;

teravustamismehhanism mikroskoobi jämedaks ja peeneks reguleerimiseks teravuse saavutamiseks - mehhanism objektiivide või laudade liikumise teravustamiseks;

Kinnituspunkt vahetatavate objektilaudade jaoks;

kinnituspunkt kondensaatori liikumise fokuseerimiseks ja tsentreerimiseks;

Vahetatavate düüside (visuaal-, foto-, televisiooni-, mitmesugused saateseadmed) kinnituskoht.

Mikroskoobid võivad sõlmede kinnitamiseks kasutada raame (näiteks stereomikroskoobide teravustamismehhanismi või mõne pöördmikroskoobi mudelite valgustusseadme kinnitust).

Mikroskoobi puhtmehaaniline osa on objekti tabel, mis on ette nähtud vaatlusobjekti kindlasse asendisse kinnitamiseks või fikseerimiseks. Tabelid on fikseeritud, koordineerivad ja pöörlevad (tsentreeritud ja tsentreerimata).

Mikroskoobi struktuur

Optiliste seadmete seade vastab optika seadustele. Mikroskoobi struktuur põhineb selle koostisosadel. Seadme üksustel toru, okulaari, objektiivi, aluse, illuminaatori ja kondensaatoriga paigutamise laua kujul on kindel eesmärk.

Valgusmikroskoobi ehitus on lihtne. Need on kõige kättesaadavamad ja praktikas kõige laialdasemalt kasutatavad. Valgusmikroskoobi põhikomponendid on kahe raami sisse asetatud suurendusklaasi kujul olev okulaar ja objektiiv, mis samuti koosneb raami sisse pandud suurendusklaasidest. Kogu see komplekt on sisestatud torusse ja kinnitatud statiivi külge, millesse on paigaldatud objektilaud koos selle all asuva peegliga, samuti kondensaatoriga illuminaator.

Valgusmikroskoobi põhiline tööpõhimõte on objektilavale asetatud kujutise suurendamine, lastes sellest läbi valguskiiri nende edasisel kokkupuutel objektiiviläätsesüsteemiga. Sama rolli mängivad okulaari läätsed, mida uurija kasutab objekti uurimisel.

Tuleb märkida, et ka valgusmikroskoobid pole samad. Nende erinevuse määrab optiliste plokkide arv. On olemas ühe või kahe optilise seadmega monokulaarsed, binokulaarsed või stereomikroskoobid.