Przeznaczenie
Ogólne przeznaczenie mikroskopu.
Obecnie dostępne są 4 główne opcje zastosowania: mikroskop
dziecięcy,
edukacyjny,
laboratoryjny i
specjalistyczny. Jednocześnie różne opcje (przynajmniej z trzech pierwszych) można z powodzeniem łączyć w jednym modelu - np. najprostsze i najtańsze mikroskopy edukacyjne można z powodzeniem pozycjonować jako mikroskopy dziecięce, a te najbardziej zaawansowane także jako laboratoryjne . A oto szczegółowy opis różnych opcji docelowych:
- Dziecięce. Najprostsze i najtańsze mikroskopy, przeznaczone przede wszystkim dla dzieci stawiających pierwsze kroki w naukach przyrodniczych (a także dla innych niewymagających użytkowników, którzy nie potrzebują szczególnie zaawansowanej funkcjonalności). W związku z tym w takich urządzeniach brakuje zaawansowanych funkcji, takich jak blokada ostrości, oświetlenie według metody Koehlera, wyjścia wideo (dla modeli cyfrowych i opto-cyfrowych), trinokular z możliwością podłączenia kamery itp. Dodatkowo korpus może być wykonany w jasnych kolorach , a plastik jest zwykle używany jako materiał na korpus. Niemniej jednak wiele mikroskopów dziecięcych jest wyposażonych w obrotowe głowice umożliwiające szybką regulację powiększenia, a całkowite powiększenie może znacznie przekroczyć 600x „po wyjęciu z pudełka” i 1000x w konfiguracjach z najwyższej półki.
- Ed
...ukacyjny. Mikroskopy dobrze nadające się do użytku edukacyjnego; czasami takie spotkanie jest nawet bezpośrednio wskazane przez producenta. Specyficzna funkcjonalność takich modeli jest dość zróżnicowana, typ może być również różny (zarówno biologiczny, jak i stereoskopowy). Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia tej specjalizacji zajmują pozycję pośrednią między prostymi i niedrogimi mikroskopami dziecięcymi a zaawansowanym sprzętem laboratoryjnym. Jednocześnie istnieje wiele modeli, które mają wspólny cel - „dziecięcy/edukacyjny” lub „edukacyjny/laboratoryjny”. Pierwszy typ jest prosty i niedrogi, do celów edukacyjnych nadaje się głównie do szkoły; z kolei druga opcja może się przydać nawet na uniwersyteckim wydziale nauk przyrodniczych.
- Laboratorium. Najbardziej zaawansowany typ nowoczesnych mikroskopów, przeznaczony do pełnoprawnych badań laboratoryjnych i innych poważnych zadań. W związku z tym takie modele nie są tanie, ale dają obraz wysokiej jakości i ogólnie mają najszerszą funkcjonalność (choć konkretny zestaw możliwości oczywiście może być inny). Wśród możliwości spotykanych w mikroskopach laboratoryjnych są ruchome stoliki, montaż filtrów świetlnych, 2 rodzaje oświetlenia (dolne i górne), oświetlenie Według metody Koehlera, przydatność do specjalnych metod mikroskopowych (fluorescencyjne, kontrast fazowy) itp.
- Specjalistyczne. Mikroskopy o określonej konstrukcji i przeznaczeniu, w taki czy inny sposób różniące się od bardziej tradycyjnych modeli. Te różnice mogą być różne; w związku z tym konkretna specjalizacja również się różni. Tak więc ostatnio dość dużą popularność zyskały przenośne modele do smartfonów: za pomocą specjalnego spinacza do bielizny takie urządzenie jest przymocowane bezpośrednio do gadżetu naprzeciwko głównego aparatu, a ekran smartfona pełni rolę okularu. Innym popularnym typem są kompaktowe mikroskopy cyfrowe bez własnych ekranów, które są podłączane do komputerów PC lub laptopów przez USB, a nawet do smartfonów przez Wi-Fi (w tym przez Internet). Obejmuje to również profesjonalny sprzęt o dość wąskiej specjalizacji: stereoskopy ze specjalnymi mocowaniami do protetyki dentystycznej, do lutowania mikroukładów itp .; mikroskopy do badań metalurgicznych; urządzenia na statywie z przedłużaczem, przeznaczone do kontroli poszczególnych obszarów na dużych obiektach; mikroskopy porównawcze do badań balistycznych i śladowych w kryminalistyce; itd.Powiększenie
Zakres powiększeń zapewnianych przez urządzenie wynosi od minimalnego do maksymalnego.
Powiększenie mikroskopu oblicza się według wzoru „powiększenie okularu pomnożone przez powiększenie obiektywu”. Na przykład obiektyw 20x z
okularem 10x da powiększenie 10 * 20 = 200x. Nowoczesne mikroskopy mogą być wyposażone w wieloobiektywowe głowice obrotowe, obiektywy zmiennoogniskowe (patrz poniżej) oraz wymienne okulary - dzięki czemu w większości modeli można regulować powiększenie. Pozwala to na dostosowanie urządzenia do różnych sytuacji: gdy trzeba zobaczyć drobne szczegóły, stosuje się duży stopień powiększenia, ale aby poszerzyć pole widzenia, należy je zmniejszyć.
Szczegółowe zalecenia dotyczące optymalnych krotności dla różnych zadań można znaleźć w dedykowanych źródłach. Tutaj zauważamy, że wielu producentów podchodzi do sztuczki i wskazuje maksymalną wartość powiększenia pod względem stopnia powiększenia uzyskanego z dodatkową soczewką Barlowa. Taki obiektyw może naprawdę poważnie zwiększyć powiększenie, ale nie jest faktem, że obraz okaże się wysokiej jakości; aby uzyskać więcej informacji, patrz „Zawartość opakowania”.
Metoda badania
Metody badawcze mające zastosowanie w tym modelu mikroskopu.
- Jasne pole. Najbardziej znana i szeroko stosowana metoda mikroskopii świetlnej. W takich badaniach rozważany obiekt umieszczany jest na jasnym tle, na którym wygląda ciemniej. Należy pamiętać, że do badań można stosować różne metody oświetlenia: na wprost, ukośnie, odbite. Pierwsza opcja (kiedy światło lampy lub lustra pod sceną przebija się przez próbkę) jest optymalna do badania przezroczystych próbek, których kluczowe szczegóły są ciemniejsze niż ogólne tło. Typowymi przykładami są cienkie skrawki tkanki zwierzęcej i roślinnej. Światło skośne jest podobne w konkretnym zastosowaniu, ale daje szare tło i jest gorsze od światła bezpośredniego pod względem wydajności podświetlenia, ale zapewnia bardziej wypukły obraz. Jeśli chodzi o światło odbite, w tym przypadku jest ono niezastąpione przy badaniu obiektów nieprzezroczystych: próbek rud i innych materiałów, płytek półprzewodnikowych itp. tła (przy oświetleniu przelotowym) lub dawaniu zauważalnych odbić/cieni (przy świetle odbitym).
- Ciemne pole. Swego rodzaju przeciwieństwo badań w jasnym polu: badany obiekt lub jego poszczególne elementy są jaśniejsze od otaczającego tła. Nie jest to jednak tylko „negatywny” obraz, ale osobna metoda o własnych cechach. Oświetlenie w mikroskopii ciemnego pola jest zwykle przepuszczane, ale odbywa się to w specyficzny sposób: środek wiązki światła jest blokowany przez osłonę, a „walc” świetlny, przechodząc prz...ez soczewkę kondensora, zamienia się w „klepsydrę”. ”. Jednocześnie w najwęższym miejscu takiego „zegara” znajduje się preparat, a w kierunku obiektywu stożek światła rozszerza się tak, że nie wpada w optykę. W ten sposób użytkownik widzi przez mikroskop tylko światło rozproszone przez preparat i ciemne tło wokół niego. Ta metoda badań pozwala między innymi zidentyfikować „gładkie” szczegóły, które nie wyróżniają się ostro na tle otoczenia i nie są widoczne podczas badania w jasnym polu. Wśród zastosowań mikroskopii ciemnego pola - praca z niebarwionymi preparatami biologicznymi (komórki, próbki tkanek, mikroorganizmy), a także badanie niektórych materiałów przezroczystych pod kątem drobnych defektów powierzchniowych.
- Kontrast fazowy. Metoda stosowana do badania przezroczystych i bezbarwnych obiektów o niejednorodnej strukturze, stosowana, gdy tej niejednorodności nie można wykryć za pomocą bardziej tradycyjnej mikroskopii jasnego pola. Ideą tej metody jest to, że kiedy światło przechodzi przez struktury o różnych współczynnikach załamania światła, otrzymuje różne zmiany fazowe. Zmiany te nie są widoczne w konwencjonalnej optyce, jednak można je uwidocznić za pomocą specjalnego sprzętu - kondensora i specjalnie zaprojektowanego obiektywu. W związku z tym taki sprzęt jest koniecznie objęty zakresem dostawy mikroskopu.
- Fluorescencyjny. Metoda ta przewiduje oświetlanie obserwowanych obiektów światłem o określonej długości fali, pod wpływem którego te obiekty lub ich poszczególne elementy zaczynają świecić, a tło pozostaje ciemne. W razie potrzeby do preparatu wprowadza się barwniki poprawiające jasność (typowym przykładem są obiekty biologiczne, z których większość sama słabo fluoryzuje). Do oświetlenia z reguły stosuje się promieniowanie UV, dlatego ta metoda jest również nazywana mikroskopią ultrafioletową; obraz wchodzi do okularu mikroskopu przez filtr, który odfiltrowuje promienie UV, ale swobodnie przechodzi przez widoczną poświatę preparatu.
Jedną z głównych cech mikroskopii fluorescencyjnej jest jej wysoka rozdzielczość: pozwala wyraźnie zobaczyć nawet bardzo małe obiekty niedostępne dla oka w zwykłym widzialnym zakresie. W rzeczywistości, pod względem rozdzielczości, ta metoda jest pomiędzy klasyczną mikroskopią optyczną a mikroskopią elektronową; jednocześnie, w przeciwieństwie do mikroskopów elektronowych i atomowych, urządzenia ze wsparciem metody UV pozwalają uwzględnić nawet „wypychanie” żywych komórek i mikroorganizmów. A niektóre specjalne wersje tej techniki umożliwiają uzyskanie powiększenia nie mikro, ale nanoskopowego. Drugim popularnym sposobem wykorzystania mikroskopii fluorescencyjnej jest wykrywanie cząstek, pierwiastków, wtrąceń itp., które nie są widoczne w zwykłym świetle, ale dobrze wyróżniają się w świetle ultrafioletowym. Typowym przykładem jest powierzchnia wielu metali i stopów.
Stolik przedmiotowy
Typ i/lub rozmiar stolika przedmiotowego, zamontowanego w mikroskopie. Przypomnijmy, że stolik przedmiotowy to powierzchnia, na której umieszczony jest badany preparat.
- Stacjonarny. Stolik przedmiotowy, zamocowany nieruchomo; ustawianie ostrości w takich mikroskopach odbywa się poprzez poruszanie w górę i w dół tubusu z obiektywem i okularem. Takie układy są proste i niedrogie, jednak ustawianie ostrości przy patrzeniu przez ciągle poruszający się okular nie jest zbyt wygodne. Ponadto w przypadku zaawansowanych mikroskopów biologicznych (patrz „Rodzaj”) z binokularem i trinokularem (patrz „Okular”) ten wariant również nie jest odpowiedni z powodu pewnych względów konstrukcyjnych. Natomiast zdecydowana większość mikroskopów stereoskopowych wyposażona jest w stoliki stacjonarne – jest to najrozsądniejsza konstrukcja, biorąc pod uwagę specyfikę zastosowania.
-
Ruchomy. W tego typu mikroskopach cały układ optyczny jest sztywno zamocowany na statywie, a stolik przedmiotowy można przesuwać w górę i w dół dla ustawiania ostrości optyki. Taka konstrukcja może występować wyłącznie w mikroskopach biologicznych (patrz „Rodzaj”). Jest nieco bardziej złożona i droższa niż konstrukcja z nieruchomym stolikiem, ale równocześnie jest znacznie wygodniejsza: przy ustawianiu ostrości okular nie porusza się, co pozwala wygodnie regulować obraz bez patrzenia w górę. Ponadto to właśnie ruchomy stolik najbardziej nadaje się do zaawansowan
...ych urządzeń z binokularami i trinokularami (patrz „Okular”), prawie wszystkie takie mikroskopy posiadają takie wyposażenie.
Jeśli chodzi o wymiary stolika przedmiotowego, mogą się one wahać od 75x75 mm do 240x200 mm, a nawet więcej. Tutaj przy wyborze warto wziąć pod uwagę planowane wymiary badanych preparatów.Ustawianie ostrości
Rodzaje ogniskowania (fokusowania) przewidziane w mikroskopie. Ogniskowanie odbywa się poprzez zmianę odległości między rozważanym obiektem a soczewką; jego typy mogą być następujące:
- Szorstki. Metoda ta oznacza obecność jednego regulatora obrotowego, który odpowiada za poruszanie obiektywem lub stolikiem. Zaletami tego projektu są prostota i niski koszt. Jednocześnie ustawianie ostrości przy dużych powiększeniach w takich mikroskopach jest dość trudnym zadaniem: trzeba przekręcić gałkę strojenia dosłownie o ułamki milimetra.
-
Szorstki / precyzyjny. Ogniskowanie za pomocą dwóch mechanicznych elementów sterujących - do wstępnego ustawiania ostrości i końcowego dostrajania. Takie ustawienie jest samo w sobie wygodniejsze niż tylko surowe (patrz wyżej), a przy dużych powiększeniach jest po prostu niezastąpione. Z drugiej strony obecność dodatkowego regulatora komplikuje i zwiększa koszt projektu, dlatego ta opcja występuje głównie w mikroskopach półprofesjonalnych i profesjonalnych.
- Podręcznik. Metoda, która zakłada brak mechanizmu ogniskowania jako takiego. Celowanie w tego typu urządzeniach odbywa się dzięki temu, że użytkownik ręcznie porusza obiektywem – np. przesuwając go w górę i w dół na pionowym statywie i ustalając w żądanej pozycji za pomocą docisku, lub przechylając go tam i z powrotem na uchwyt obrotowy. Ta opcja jest odpowiednia tylko dla modeli o małym powiększeniu, które nie wymagają specjalnej d
...okładności ogniskowania; występuje głównie w mikroskopach cyfrowych bez własnego ekranu (patrz „Zasada działania”), a także w modelach przenośnych (patrz odpowiedni punkt).