Части микроскопа и их названия – типы микроскопов, их функции

Микроскоп состоит из конструктивно-технической и функциональной частей. Каждая из них обладает собственными особенностями и предназначена для того, чтобы обеспечить увеличенное, устойчивое и точное изображение рассматриваемого объекта. Предлагаем подробно рассмотреть части микроскопа и их названия. Эта информация поможет понять, из чего он состоит и каким образом функционирует.

История изобретения

С давних времен люди стремились познавать окружающие их объекты, рассматривая их в приближении. Считается, что первые микроскопы были сконструированы еще в Средневековье. К сожалению, на сегодняшний день ученые не обладают достоверной информацией касаемо того, кто именно изобрел первый микроскоп. Вариантов, кто это мог быть, несколько: Роберт Гук, Галилео Галилей, Ханс Ясен.

Известно, что еще в 1590 году Ханс Ясен создал нечто, отдаленно похожее на микроскоп. Прибор представлял собой трубку с увеличительной линзой. Постепенно сложность устройства повышалась, и спустя несколько столетий Антони ван Левенгук создал свой микроскоп, получивший огромное распространение в научном сообществе. В XXI веке микроскопы позволяют увеличивать изображение объекта в тысячи и даже миллионы раз, помогая в подробностях рассматривать мельчайшие объекты.

Типы микроскопов

Разновидностей и классификаций устройств, позволяющих изучать микромир, масса. Одним из способов классификации является их группирование по методу взаимодействия с изучаемым объектом. По такому признаку устройства подразделяются на:

Оптические

Распространены более остальных ввиду простой конструкции и сравнительно низкой стоимости. Для генерации картинки объекта в них применяется свет. Оптические микроскопы разделяются на два подвида – простые и сложные.

Для простых характерно наличие единственной линзы, в сложных их несколько. Более дорогие устройства часто дополнительно оснащаются цифровой камерой, позволяющей переносить изображение на экран монитора компьютера, что значительно облегчает исследование.

Чаще всего оптические микроскопы приобретаются для школ с углубленным изучением биологии и химии. Также нередко используются в лабораториях при больницах для изучения заболеваний тканей. Вариантов их исполнения несколько: поляризационный, сравнительный, двухфотонный, инвертированный, эпифлуоресцентный.

Электронные

Такие устройства для изучения объекта применяют пучок ускоренных электронов. Также в них используются стеклянные линзы и электронно-оптические агрегаты. Некоторые из современных моделей способны демонстрировать увеличение до 2-х млн. раз.

Всего существуют два типа электронных микроскопов – сканирующий и просвечивающий. Применяются они для изучения ультраструктур биологических и неорганических образцов. Также нередко используются в промышленных целях.

Сканирующие акустические

Используются с целью изучения образцов на атомном уровне. Метод сканирующей микроскопии был открыт еще в 1981 году. Подобные устройства довольно широко используются:

• в молекулярной и клеточной биологии;

• при изучении химических реакций полимеров;

• в технике, при анализе и изготовлении полупроводников.

Стоить подобные установки могут сотни тысяч рублей, а иногда и миллионы. Позволить их себе могут только крупные научные организации. Подобные микроскопы не предназначены для частного использования в домашних условиях.

Сканирующие зондовые

С помощью сканирующих зондовых устройств производятся замеры изменения акустического импеданса. Для этих целей используются звуковые волны. На конкретную точку образца подается звуковая волна. В результате звук либо отражается, либо поглощается. На основании этого можно приходить к определенным выводам относительно особенностей структуры предмета. Стоят такие агрегаты также очень дорого.

Рентгеновские

В них изображение увеличенного объекта получается путем применения электромагнитного излучения. Применяются такие аппараты в сферах медицины и материаловедения. Особенно популярны для изучения образцов биопсии.

Функциональные элементы микроскопа

Начать изучение строения микроскопа стоит с рассмотрения его функциональных элементов. Все они разделяются на три основные части, обладающие индивидуальным функционалом.

Осветительная часть

Целью осветительной части является формирование потока света для освещения рассматриваемого предмета. Причем свет должен поступать на него таким образом, чтобы остальные части устройства могли хорошо справляться со своей задачей. Располагаться осветительная часть может в 2-х местах:

• под объективом (как, например, в поляризационных и биологических устройствах);

• перед объективом (частично над ним), пример такого расположения – инвертированные микроскопы.

Состоит осветительная часть устройства из: источника светового потока (лампы); оптической системы с механическими элементами (конденсатора, коллектора и диафрагмы).

Воспроизводящая часть

Служит для того, чтобы воспроизводить рассматриваемый объект в той плоскости, которая требуется для получения изображения наиболее оптимального качества. Иными словами, человек должен получить возможность рассмотреть объект во всех деталях. В состав данной части входят объектив и промежуточная оптика. Расположены данные элементы после рассматриваемого объекта и до плоскости изображения микроскопа.

Визуализирующая часть

Даже название говорит о том, что функция этой части прибора – предоставление визуальной информации касаемо рассматриваемого на предметном столике объекта. Причем визуализация может быть нескольких типов, наиболее распространенные из которых:

• отображение объекта исследования на сетчатке глаза (человек просто наблюдает объект);

• запечатление объекта на фотопленке;

• вывод изображения объекта на экран монитора.

Визуализирующая часть состоит из нескольких насадок – моно-, бино- и тринокуляров. Говоря иначе, это окуляры, выполняющие роль луп, приближающих объект с различной глубиной. Также в состав визуализирующей части могут входить: проекционные насадки, анализирующие системы; системы фиксирования и документирования изображения.

Схема расположения основных элементов оптического микроскопа

В верхней части прибора находится окуляр, через который взгляд человек падает на призму. Чуть дальше находятся объективы. В центральной части устройства располагаются предметный столик, на котором размещается рассматриваемый объект и конденсатор со светофильтром.

Сбоку для удобства использования производители размещают регулировку приближения предметного стола. Рядом, как правило, находится фокусировочный механизм, позволяющий добиться четкого изображения предмета.

В нижней части микроскопа находится прибор, формирующий пучок света, направленный на зеркало, которое в свою очередь перенаправляет его на светофильтр. Вся рабочие детали размещены на крепком устойчивом штативе.

Конструктивно-технологические части микроскопа

Конструктивно-технологическая часть микроскопа также представлена тремя основными составляющими. Для лучшего понимания их особенностей, стоит на каждом остановиться подробнее.

Механическая часть

Механическая часть устройства в первую очередь включает в себя штатив, который в свою очередь состоит из основания (блока, предназначенного для фиксации технического оборудования) и держателя тубуса. Существуют основания нескольких разновидностей:

• оснащенные осветительным зеркалом;

• упрощенного типа;

• по Келлеру.

На тубусодержатели крепятся элементы:

• фазы, предназначенные для удержания и замены предметных столиков;

• узел, служащий для перемещения конденсора;

• узел, предназначенный для установки дополнительных сменных насадок;

• механизм фокусировки изображения, посредством которого можно плавно менять резкость;

• механизм замены объективов (может работать по принципу револьвера или ввинчивания другого объективы после изъятия старого).

Узлом агрегата, имеющим исключительно механический характер взаимодействия с ним, является предметный столик. Он предназначения для крепления объекта изучения. В более дешевых вариантах исполнения устройства столики неподвижны, в то время как более дорогие варианты оборудуются вращательной платформой и нанесенной поверх нее системой координат.

Оптическая часть

Оптическая часть выполняет основную функцию устройства – визуально увеличивает находящийся на предметном столике объект. Плюс ко всему, оптические детали должны предоставлять человеку изображение качества, достаточного для проведения анализа.

К оптической части допустимо относить: объективы, осветительные элементы, конденсор, систему воспроизведения изображения на сторонних носителях.

Важно! Некоторые описанные элементы могут входить в состав различных функциональных частей. Противоречий в этом нет – отдельные эффекты, будучи составляющими целого, постоянно взаимодействуют, дополняя друг друга.

Электрическая часть микроскопа

В современных приборах все реже применяются зеркала. На их смену пришли другие источники освещения, имеющие питание от электрической сети. В их роли способны выступать всевозможные лампы – ксеноновые, галогенные или простые лампы накаливания.

Все чаще начали применяться небольшие светодиоды. Электричеством лампы снабжают блоки питания. Их цель – преобразовать ток сети, создав напряжение величины, подходящей для конкретного элемента.

Отдельные микроскопы могут эксплуатироваться не только от сети, но и от встроенного аккумулятора. В этом случае также применяются блоки питания. Понадобиться такие устройства могут для изучения объектов непосредственно на местности, когда отсутствуют какие-либо стационарные источники питания.

Цена и известные производители

Современный рынок предлагает большое количество всевозможных вариантов микроскопов. Все они отличаются по функциональным возможностям и цене.

Важно! Для исследователей, только начинающих свой путь в науке, лучше остановить свой выбор на простых окулярах и ахроматических объективах. Для деятелей науки же требуются более мощные агрегаты с установленными на них планахроматическими объективами и окулярами с широким полем зрения.

Далее рассмотрена аппаратура, предназначенная для людей разного возраста и обладающая разными функциональными особенностями:

Лучшие микроскопы для детей дошкольного возраста

Среди самых бюджетных моделей хорошо себя зарекомендовал микроскоп компании Микромед. Его полное название «Микромед 100-900х». Данный экземпляр имеет объектив револьверного типа. Объективы находятся на круглой вращающейся планке, что позволят применять окуляры, приближающие в 100, 400 и 900 раз. Цена такой модели варьируется от 3500 до 5000 руб.

Важно! Цены на одну и ту же модель в разных магазинах могут существенно отличаться. Поэтому перед покупкой всегда нужно изучить рынок, посмотрев стоимость конкретной модели в интернете. Такой подход позволит избежать переплат.

Также неплохо себя показывает детский микроскоп Eastcolight MP-900. К его достоинствам можно отнести: малый вес, наличие нескольких спектров, металлический корпус. Недостаток – требует настройки. Стоимость модели стартует от 1900 руб. и доходит до 2500 руб.

Лучшие микроскопы для школьников

Для школьников лучшими считаются две модели: Bresser Erudit DLX 40-1000х и Celestron Labs CM1000C. Достоинства первой модели: окуляр с указателем, имеется револьверный блок с возможность установить сразу 4 насадки. Недостаток – малое рабочее расстояние.

Вторая модель предлагает следующие достоинства: можно подключить цифровую камеру, металлический корпус, стеклянная оптика. Недостаток – межзрачковое пространство крайне неудобно регулировать, требуется сноровка. Стоимость модели – от 18000 до 23000 руб.

Лучшие портативные микроскопы

Помимо стационарных, на рынке имеется множество портативных устройств. Большинство из них не предлагают высокого качества, но есть и исключение. Отдельно можно выделить два экземпляра: Levenhuk Zeno Cash ZC12 и Kromatech 20-40х.

Первая модель работает от батареек, оснащена шестидесятикратным приближением, выполняющимся плавно. Может крепиться на смартфон, в комплекте имеется удобный чехол для хранения. Конструктивных недостатков нет. Единственный минус устройства – его стоимость (от 1800 до 2300 руб.). Есть аналоги (чуть более низкого качества) в полтора раза дешевле.

Вторая модель предлагает чуть меньшее приближение – от 20х до 40х. Цена более доступна – от 500 до 700 руб. Достоинства: продолжительность работы – до 20 ч. на одной батарейке; малый вес; наличие пластиковой оптики, которой не страшны падения. Недостатки: отсутствие в комплекте чехла для хранения; нельзя присоединить к смартфону.

Лучшие лабораторные и медицинские микроскопы

Среди микроскопов, ориентированных на работу в медицинских учреждениях, можно выделить три варианта:

• Carl Zeiss Primo Star. Прочная конструкция, удобно работать в очках. Имеется освещение по Келлеру. К сожалению, работать с устройством можно исключительно в светлом поле. Стоимость – от 210000 до 230000 руб.

• Nikon Eclipse E100. Профессиональный микроскоп. Все функциональные элементы расположены на прочном металлическом штативе, имеется коаксиальная фокусировка и корректировка аберрации. Часто данное устройство можно наблюдать в медицинских ВУЗах. Его средняя стоимость – от 160000 до 180000 руб.

• Levenhuk MED D45T LCD. Тринокулярный микроскоп, дополнительно оснащенный LCD-экраном. Максимальное увеличение – 1000х. Есть возможность регулировки диоптрий. Револьверный тип смены окуляров. Недостаток – отсутствует верхняя подсветка. Цена – от 230000 до 255000 руб.

Каждый из вышеуказанных приборов хорошо себя зарекомендовал. Конечно, стоит они недешево. Столь высокие цены обусловлены их качеством и надежностью.

Теперь, когда все составные части микроскопа и их функции известны, становится понятно, каким образом тот выполняет свою работу. На сегодняшний день существует множество моделей микроскопов из разных ценовых категорий. Изучение микромира перестало быть уделом состоятельных частей общества, сейчас изучать его может буквально кто угодно.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос:
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа.