Izraz "mikroskop" ima grške korenine. Sestavljen je iz dveh besed, ki v prevodu pomenita "majhen" in "poglej". Glavna vloga mikroskopa je njegova uporaba pri pregledovanju zelo majhnih predmetov. Hkrati vam ta naprava omogoča določanje velikosti in oblike, strukture in drugih značilnosti teles, nevidnih s prostim očesom.
Zgodovina ustvarjanja
Ni natančnih podatkov o tem, kdo je bil v zgodovini izumitelj mikroskopa. Po nekaterih virih naj bi jo leta 1590 oblikoval oče in sin Janssena, mojstra izdelave očal. Še en kandidat za naziv izumitelja mikroskopa je Galileo Galilei. Leta 1609 je ta znanstvenik predstavil napravo s konkavnimi in konveksnimi lečami za javno ogledovanje na Accademia dei Lincei.
Z leti se je sistem za ogled mikroskopskih predmetov razvijal in izboljševal. Velik korak v njeni zgodovini je bil izum preproste akromatsko nastavljive naprave z dvema lečama. Ta sistem je uvedel Nizozemec Christian Huygens v poznih 1600-ih. Okularji tega izumiteljaso danes v proizvodnji. Njihova edina pomanjkljivost je nezadostna širina vidnega polja. Poleg tega imajo okularji Huygens v primerjavi s sodobnimi napravami neudoben položaj za oči.
Poseben prispevek k zgodovini mikroskopa je dal proizvajalec tovrstnih instrumentov Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Prav on je opozoril biologe na to napravo. Leeuwenhoek je izdelal majhne izdelke, opremljene z eno, a zelo močno lečo. Takšne naprave je bilo neprijetno uporabljati, vendar niso podvojile napak na sliki, ki so bile prisotne v sestavljenih mikroskopih. Izumitelji so to pomanjkljivost lahko odpravili šele po 150 letih. Vzporedno z razvojem optike se je kakovost slike v sestavljenih napravah izboljšala.
Izboljšanje mikroskopov se nadaljuje še danes. Tako sta leta 2006 nemška znanstvenika, ki sta delala na Inštitutu za biofizikalno kemijo, Mariano Bossi in Stefan Hell, razvila najnovejši optični mikroskop. Zaradi zmožnosti opazovanja objektov z dimenzijami 10 nm in tridimenzionalnih visokokakovostnih 3D slik so napravo imenovali nanoskop.
Razvrstitev mikroskopov
Trenutno obstaja veliko različnih instrumentov, namenjenih pregledovanju majhnih predmetov. Njihovo razvrščanje v skupine temelji na različnih parametrih. To je lahko namen mikroskopa ali uporabljena metoda osvetlitve, struktura, uporabljena za optično zasnovo, itd.
Toda praviloma so glavne vrste mikroskopovso razvrščeni glede na ločljivost mikrodelcev, ki jih je mogoče videti s tem sistemom. Po tej razdelitvi so mikroskopi:
- optični (svetlobni);
-elektronski;
-rentgenski;-sonda za skeniranje.
Najpogosteje uporabljeni mikroskopi so svetlobni. Njihova široka izbira je na voljo v trgovinah z optiko. S pomočjo takšnih naprav se rešujejo glavne naloge preučevanja predmeta. Vse druge vrste mikroskopov so razvrščene kot specializirane. Njihova uporaba se običajno izvaja v laboratoriju.
Vsaka od zgornjih vrst naprav ima svoje podvrste, ki se uporabljajo na določenem območju. Poleg tega je danes mogoče kupiti šolski mikroskop (ali izobraževalni), ki je sistem za začetni nivo. Na voljo potrošnikom in profesionalnim napravam.
Prijava
Za kaj je mikroskop? Človeško oko, ki je poseben biološki tip optičnega sistema, ima določeno stopnjo ločljivosti. Z drugimi besedami, obstaja najmanjša razdalja med opazovanimi predmeti, ko jih je še mogoče razlikovati. Za normalno oko je ta ločljivost znotraj 0,176 mm. Toda dimenzije večine živalskih in rastlinskih celic, mikroorganizmov, kristalov, mikrostrukture zlitin, kovin itd. so veliko manjše od te vrednosti. Kako preučevati in opazovati takšne predmete? Tu ljudem priskočijo na pomoč različni tipi mikroskopov. Na primer, naprave optičnega tipa omogočajo razlikovanje struktur, v katerih je razdaljamed elementi je najmanj 0,20 µm.
Kako deluje mikroskop?
Naprava, ki človeškemu očesu omogoča pregledovanje mikroskopskih predmetov, ima dva glavna elementa. To sta leča in okular. Ti deli mikroskopa so pritrjeni v premično cev, ki se nahaja na kovinski podlagi. Ima tudi tabelo predmetov.
Sodobni tipi mikroskopov so običajno opremljeni s sistemom osvetlitve. To je zlasti kondenzator z irisno diafragmo. Obvezen nabor povečevalnih naprav so mikro in makro vijaki, ki služijo za prilagajanje ostrine. Zasnova mikroskopov predvideva tudi prisotnost sistema, ki nadzoruje položaj kondenzatorja.
V specializiranih, bolj zapletenih mikroskopih se pogosto uporabljajo drugi dodatni sistemi in naprave.
Leče
Opis mikroskopa bi rad začel z zgodbo o enem njegovih glavnih delov, torej o leči. So zapleten optični sistem, ki poveča velikost obravnavanega predmeta v slikovni ravnini. Zasnova leč vključuje celoten sistem ne samo enojnih, temveč tudi zlepljenih dveh ali treh leč.
Zahtevnost takšne optično-mehanske zasnove je odvisna od obsega nalog, ki jih mora rešiti ena ali druga naprava. Na primer, najbolj zapleten mikroskop ima do štirinajst leč.
Vključeno v objektivso čelni del in sistemi, ki mu sledijo. Kaj je osnova za gradnjo podobe želene kakovosti, pa tudi za ugotavljanje stanja delovanja? To je sprednja leča ali njihov sistem. Za zagotovitev zahtevane povečave, goriščne razdalje in kakovosti slike so potrebni naslednji deli leče. Vendar pa je izvedba tovrstnih funkcij možna le v kombinaciji s sprednjo lečo. Omeniti velja, da zasnova naslednjega dela vpliva na dolžino cevi in višino leče naprave.
okularji
Ti deli mikroskopa so optični sistem, zasnovan za izgradnjo potrebne mikroskopske slike na površini mrežnice očesa opazovalca. Okularji vsebujejo dve skupini leč. Najbližje očesu raziskovalca se imenuje oko, oddaljeno pa polje (z njegovo pomočjo leča zgradi podobo preučevanega predmeta).
Sistem razsvetljave
Mikroskop ima zapleteno zasnovo diafragm, ogledal in leč. Z njegovo pomočjo je zagotovljena enakomerna osvetlitev preučevanega predmeta. V najzgodnejših mikroskopih so to funkcijo opravljali naravni viri svetlobe. Ko so se optične naprave izboljšale, so začeli uporabljati najprej ravna in nato konkavna ogledala.
S pomočjo tako preprostih detajlov so bili žarki sonca ali svetilke usmerjeni v predmet preučevanja. V sodobnih mikroskopih je sistem osvetlitve bolj dovršen. Sestavljen je iz kondenzatorja in kolektorja.
Tabela predmetov
Mikroskopski pripravki, ki zahtevajo študij,so postavljeni na ravno površino. To je tabela predmetov. Različne vrste mikroskopov imajo lahko to površino oblikovano tako, da se predmet študija vrti v vidnem polju opazovalca vodoravno, navpično ali pod določenim kotom.
Načelo delovanja
V prvi optični napravi je sistem leč zagotavljal inverzno sliko mikro predmetov. Tako je bilo mogoče videti strukturo snovi in najmanjše podrobnosti, ki jih je bilo treba preučiti. Načelo delovanja svetlobnega mikroskopa je danes podobno delu, ki ga opravlja refraktorski teleskop. V tej napravi se svetloba lomi, ko prehaja skozi stekleni del.
Kako sodobni svetlobni mikroskopi povečajo? Ko snop svetlobnih žarkov vstopi v napravo, se pretvorijo v vzporedni tok. Šele takrat pride do loma svetlobe v okularju, zaradi česar se poveča slika mikroskopskih predmetov. Nadalje se te informacije vnesejo v obliko, ki je potrebna za opazovalca v njegovem vizualnem analizatorju.
Podvrste svetlobnih mikroskopov
Sodobni optični instrumenti so razvrščeni:
1. Glede na razred zahtevnosti za raziskovalni, delovni in šolski mikroskop.
2. Glede na področje uporabe za kirurško, biološko in tehnično.
3. Po vrstah mikroskopije za naprave odbite in prepuščene svetlobe, faznega kontakta, luminiscentne in polarizacijske.4. V smeri svetlobnega toka v obrnjeno in direktno.
elektronski mikroskopi
Sčasoma je naprava, zasnovana za pregledovanje mikroskopskih predmetov, postajala vse bolj popolna. Pojavile so se takšne vrste mikroskopov, v katerih je bilo uporabljeno popolnoma drugačno načelo delovanja, neodvisno od loma svetlobe. V procesu uporabe najnovejših vrst naprav so bili vključeni elektroni. Takšni sistemi omogočajo videti posamezne dele snovi tako majhne, da svetlobni žarki preprosto tečejo okoli njih.
Za kaj je mikroskop elektronskega tipa? Uporablja se za preučevanje strukture celic na molekularni in podcelični ravni. Podobne naprave se uporabljajo tudi za preučevanje virusov.
Oblikovanje elektronskih mikroskopov
Kaj je osnova delovanja najnovejših instrumentov za opazovanje mikroskopskih predmetov? Kako se elektronski mikroskop razlikuje od svetlobnega? Ali je med njima kaj podobnosti?
Načelo delovanja elektronskega mikroskopa temelji na lastnostih, ki jih imajo električna in magnetna polja. Njihova rotacijska simetrija lahko vpliva na fokusiranje na elektronske žarke. Na podlagi tega lahko odgovorimo na vprašanje: "Kako se elektronski mikroskop razlikuje od svetlobnega?" V njem, za razliko od optične naprave, ni leč. Njihovo vlogo igrajo ustrezno izračunana magnetna in električna polja. Ustvarjajo jih zavoji tuljav, skozi katere teče tok. V tem primeru taka polja delujejo kot konvergentna leča. Ko se tok poveča ali zmanjša, se goriščna razdalja spremeni.razdalja instrumenta.
Kar zadeva shemo vezja, ima elektronski mikroskop podoben shemi vezja svetlobne naprave. Edina razlika je v tem, da so optični elementi zamenjani s podobnimi električnimi.
Povečanje predmeta v elektronskem mikroskopu nastane zaradi procesa loma svetlobnega snopa, ki prehaja skozi preučevani predmet. Pod različnimi koti žarki vstopijo v ravnino objektivne leče, kjer se zgodi prva povečava vzorca. Nato elektroni preidejo pot do vmesne leče. V njem je gladka sprememba povečanja velikosti predmeta. Končno sliko preučenega materiala daje projekcijska leča. Z nje slika pade na fluorescentni zaslon.
Vrste elektronskih mikroskopov
Sodobne vrste povečeval vključujejo:
1. TEM ali transmisijski elektronski mikroskop. Pri tej postavitvi se slika zelo tankega predmeta, debelega do 0,1 µm, tvori z interakcijo elektronskega snopa s preučevano snovjo in njegovo naknadno povečavo z magnetnimi lečami v objektivu.
2. SEM ali skenirni elektronski mikroskop. Takšna naprava omogoča pridobitev slike površine predmeta z visoko ločljivostjo reda nekaj nanometrov. Pri uporabi dodatnih metod tak mikroskop zagotavlja informacije, ki pomagajo določiti kemično sestavo blizu površinskih plasti.3. Tunelski skenirajoči elektronski mikroskop ali STM. Z uporabo te naprave relief prevodnih površin z visokim prostorskimdovoljenje. V procesu dela s STM se do preučevanega predmeta pripelje ostra kovinska igla. Hkrati se ohranja razdalja le nekaj angstromov. Nato se na iglo nanese majhen potencial, zaradi katerega nastane tunelski tok. V tem primeru opazovalec prejme tridimenzionalno sliko preučevanega predmeta.
mikroskopi Leuwenhoek
Leta 2002 se je v Ameriki pojavilo novo podjetje za proizvodnjo optičnih instrumentov. Njegova ponudba vključuje mikroskope, teleskope in daljnoglede. Vse te naprave odlikuje visoka kakovost slike.
Sedež in razvojni oddelek podjetja se nahajata v ZDA, v mestu Fremond (Kalifornija). Kar se tiče proizvodnih zmogljivosti, se nahajajo na Kitajskem. Zahvaljujoč vsemu temu podjetje ponuja na trg napredne in visokokakovostne izdelke po dostopni ceni.
Ali potrebujete mikroskop? Levenhuk bo predlagal zahtevano možnost. Paleta optične opreme podjetja vključuje digitalne in biološke naprave za povečavo preučevanega predmeta. Poleg tega so kupcu na voljo tudi dizajnerski modeli, izvedeni v različnih barvah.
Mikroskop Levenhuk ima obsežno funkcionalnost. Na primer, napravo za usposabljanje začetnega nivoja je mogoče povezati z računalnikom in je sposobna zajemati tudi video o tekočih raziskavah. Model Levenhuk D2L je opremljen s to funkcijo.
Podjetje ponuja biološke mikroskope različnih nivojev. To so enostavnejši modeli in novosti,primeren za profesionalce.
