Kuinka monta linssiä on yhdistemikroskoopissa?

Kurkistaminen mikroskooppiin voi viedä sinut toiseen maailmaan. Tavat, joilla mikroskoopit pienentävät esineitä pienessä mittakaavassa, ovat samanlaisia ​​kuin miten lasit ja suurennuslasit antavat sinun nähdä paremmin.

Erityisesti yhdistelmämikroskoopit käyttävät linssien järjestelyä taittamaan valoa lähentääkseen soluja ja muita näytteitä, jotka vievät sinut mikrokokoiseen maailmaan. Mikroskooppia kutsutaan yhdistemikroskoopiksi, kun se koostuu useammasta kuin yhdestä linssisarjasta.

​Yhdistetyt mikroskoopit, joka tunnetaan myös nimellä optiset tai valomikroskoopit, toimii tekemällä kuva näyttämään paljon suuremmalta kahden linssijärjestelmän kautta. Ensimmäinen onokulaarilinssi tai okulaarilinssi, jota tarkastelet käyttäessäsi mikroskooppia, joka suurentaa yleensä viisi kertaa 30 kertaa. Toinen onobjektiivilinssijärjestelmäjoka zoomaa käyttämällä suuruuksia neljästä sataan kertaan, ja yhdistelmämikroskoopeissa on yleensä kolme, neljä tai viisi näistä.

Objektiivilinssijärjestelmässä käytetään pientä polttoväliä, linssin ja tutkittavan näytteen tai kohteen välisen etäisyyden. Näytteen todellinen kuva heijastetaan objektiivin läpi, jotta saadaan välikuva objektiiviin tulevasta valosta, joka heijastetaan objektiiviin

Objektiivin suurennuksen muuttaminen muuttaa tämän kuvan suurentamista tässä projektiossa.optisen putken pituusviittaa etäisyyteen objektiivin takaosasta polttotasosta ensisijaiseen kuvatasoon mikroskoopin rungossa. Ensisijainen kuvataso on yleensä joko itse mikroskoopin rungossa tai okulaarissa.

Todellinen kuva heijastetaan sitten mikroskooppia käyttävän henkilön silmään. Silmälinssi tekee tämän yksinkertaisena suurennuslasina. Tämä järjestelmä objektiivista silmään osoittaa kuinka kaksi linssijärjestelmää toimivat peräkkäin.

Yhdistelmälinssijärjestelmän avulla tutkijat ja muut tutkijat voivat luoda ja tutkia kuvia paljon suuremmalla suurennuksella, jonka he voisivat muuten saavuttaa vain yhdellä mikroskoopilla. Jos yrität käyttää mikroskooppia yhdellä linssillä näiden suurennusten saavuttamiseksi, sinun on sijoitettava linssi hyvin lähelle silmääsi tai käytettävä hyvin leveää linssiä.

Leikkaavat mikroskoopin osat ja toiminnot voivat näyttää, kuinka ne kaikki toimivat yhdessä tutkittaessa yksilöitä. Voit jakaa karkeasti mikroskoopin osat päähän tai runkoon, pohjaan ja käsivarteen siten, että pää on yläosassa, pohja pohjassa ja käsivarsi niiden välillä.

Pään okulaari ja okulaariputki pitävät okulaaria paikallaan. Okulaari voi olla joko silmän- tai kiikari, joista jälkimmäinen voi käyttää diopterin säätörengasta kuvan yhtenäisyyden parantamiseksi.

Mikroskoopin varsi sisältää tavoitteet, jotka voit valita ja sijoittaa eri suurennustasoille. Useimmissa mikroskoopeissa käytetään 4x, 10x, 40x ja 100x linssejä, jotka toimivat koaksiaalinuppina ja säätävät kuinka monta kertaa linssi suurentaa kuvaa. Tämä tarkoittaa, että ne on rakennettu samalle akselille kuin hienosäätöön käytettävä nuppi, kuten sana "koaksiaalinen" tarkoittaisi. Objektiivilinssi mikroskooppitoiminnossa

Alareunassa on pohja, joka tukee aukkoa ja valonlähdettä, joka heijastuu aukon läpi ja antaa kuvan heijastua muun mikroskoopin läpi. Suuremmissa suurennuksissa käytetään yleensä mekaanisia vaiheita, joiden avulla voit käyttää kahta eri nuppia liikkua sekä vasemmalle että oikealle ja eteenpäin ja taaksepäin.

Telineen pysäyttimen avulla voit hallita objektiivin ja objektilasin välistä etäisyyttä näytteen tarkempaan tarkasteluun.

Pohjalta tulevan valon säätäminen on tärkeää. Lauhduttimet vastaanottavat tulevan valon ja kohdistavat sen näytteeseen. Kalvon avulla voit valita, kuinka paljon valoa saavuttaa näytteen. Yhdistelmämikroskoopin linssit käyttävät tätä valoa luodessaan kuvan käyttäjälle. Jotkut mikroskoopit käyttävät peilejä heijastamaan valoa takaisin näytteeseen valonlähteen sijaan.

Ihmiset ovat tutkineet, kuinka lasi taipuu valoa vuosisatojen ajan. Muinaisen roomalaisen matemaatikon Claudius Ptolemaioksen avulla matematiikka selitti tarkan taittokulman siitä, kuinka kepin kuva taittui, kun se asetettiin veteen. Hän käyttää tätä määrittämääntaitevakio tai veden taitekerroin​.

Taitekertoimen avulla voit määrittää, kuinka paljon valon nopeus muuttuu siirrettäessä toiseen väliaineeseen. Käytä taitekerrointa tietyn väliaineen yhtälöllä

taitekerroinn, valon nopeus tyhjiössäc(3,8 x 10⁸ m / s) ja valon nopeus väliaineessav​.

Yhtälöt osoittavat, kuinka valo hidastuu päästäessä väliaineisiin, kuten lasiin, veteen, jäähän tai muuhun väliaineeseen, olipa se sitten kiinteää, nestemäistä tai kaasumaista. Ptolemaioksen työ osoittautui välttämättömäksi mikroskopialle, optiikalle ja muille fysiikan alueille.

Voit myös käyttää Snellin lakia mittaamaan kulman, jolla valonsäde taittuu tullessaan väliaineeseen, samalla tavalla kuin Ptolemaios päätti. Snellin laki on

vartenθ₁kun valonsäteen viivan ja väliaineen reunan viivan välinen kulma ennen kuin valo menee väliaineeseen jaθ₂koska kulma valon tulon jälkeen.n₁jan₂ovat keskipitkän valon taitekertoimet, jotka olivat aiemmin olleet ja keskivalon sisään.

Kun lisää tutkimusta tehtiin, tutkijat alkoivat hyödyntää lasin ominaisuuksia noin ensimmäisen vuosisadan jKr. Siihen mennessä roomalaiset olivat keksineet lasin ja alkaneet testata sen käyttöä sen suurentamiseksi.

He alkoivat kokeilla erilaisia ​​muotoja ja kokoja laseja selvittääkseen paras tapa suurentaa jotain katsomalla sen läpi, mukaan lukien miten se voisi ohjata auringon säteet valon kohteisiin antaa potkut. He kutsuivat näitä linssejä "suurennuslasiksi" tai "palaviksi laseiksi".

Lähellä 1200-luvun loppua ihmiset alkoivat luoda laseja linsseillä. Vuonna 1590 kaksi hollantilaista miestä, Zaccharias Janssen ja hänen isänsä Hans, tekivät kokeita linsseillä. He huomasivat, että linssien sijoittaminen päällekkäin putkessa voisi suurentaa kuvaa paljon suurempi suurennus kuin yksittäinen linssi voisi saavuttaa, ja Zaccharias keksi pian mikroskooppi. Tämä samankaltaisuus mikroskooppien objektiivilinssijärjestelmään osoittaa, kuinka pitkälle ajatus linssien käytöstä järjestelmänä menee.

Janssen-mikroskoopissa käytettiin noin kaksi ja puoli metriä pitkää messinkijalkaa. Janssen suunnitteli primäärisen messinkiputken, jota mikroskooppi käytti noin tuuman tai puolen tuuman säteellä. Messinkiputkessa oli kiekot pohjassa ja molemmissa päissä.

Muita mikroskooppisuunnitelmia alkoivat syntyä tutkijoiden ja insinöörien toimesta. Jotkut heistä käyttivät suuren putken järjestelmää, joka sisälsi kaksi muuta putkea, jotka liukasivat niihin. Nämä käsintehdyt putket suurentaisivat esineitä ja olisivat perustana nykyaikaisten mikroskooppien suunnittelulle.

Näitä mikroskooppeja ei kuitenkaan vielä voitu käyttää tutkijoille. He suurentavat kuvia noin yhdeksän kertaa ja jättävät luomansa kuvat vaikeasti näkyviin. Vuosia myöhemmin, vuoteen 1609 mennessä, tähtitieteilijä Galileo Galilei tutki valon fysiikkaa ja kuinka se olisi vuorovaikutuksessa aineen kanssa tavalla, joka osoittautui hyödylliseksi mikroskoopille ja teleskoopille. Hän lisäsi myös laitteen tarkentamaan kuvan omaan mikroskooppiinsa.

Hollantilainen tiedemies Antonie Philips van Leeuwenhoek käytti yhden linssin mikroskooppia vuonna 1676, kun hän käytti pieniä lasipalloista, joista on tullut ensimmäinen ihminen, joka tarkkailee bakteereja suoraan, tunnetuksi nimellä " mikrobiologia."

Kun hän katsoi vesipisaraa pallon linssin läpi, hän näki bakteerien kelluvan vedessä. Hän jatkoi löytöjä kasvien anatomiassa, löysi verisoluja ja teki satoja mikroskooppeja uusilla tavoilla suurentaa. Yksi tällainen mikroskooppi pystyi käyttämään suurennusta 275 kertaa käyttämällä yhtä linssiä kaksinkertaisen kuperan suurennusjärjestelmän kanssa.

Tulevat vuosisatat toivat lisää parannuksia mikroskooppitekniikkaan. 1700- ja 1900-luvuilla tehtiin parannuksia mikroskooppimalleihin tehokkuuden ja vaikuttavuuden optimoimiseksi, kuten itse mikroskooppien tekeminen vakaammiksi ja pienemmiksi. Erilaiset linssijärjestelmät ja linssien teho itse käsittelivät mikroskooppien tuottamien kuvien epätarkkuutta tai epäselvyyttä.

Tieteen optiikan edistysaskeleet antoivat paremman käsityksen siitä, kuinka kuvat heijastuvat eri tasoille, joita linssit voivat luoda. Tämä antoi mikroskooppien tekijöiden luoda tarkempia kuvia näiden edistysaskeleiden aikana.

1890-luvulla silloinen saksalainen jatko-opiskelija August Köhler julkaisi työnsä Köhlerin valaistuksesta, joka levittäisi valoa vähentää optista häikäisyä, kohdista valo mikroskoopin kohteeseen ja käytä tarkempia menetelmiä valon hallitsemiseksi yleinen. Nämä tekniikat tukeutuivat taitekertoimeen, näytteen välisen aukon kontrastin kokoon ja mikroskoopin valo yhdessä komponenttien, kuten kalvon ja okulaarin, hallinnan kanssa.

Linssit vaihtelevat nykyään tiettyihin väreihin keskittyvistä linsseistä tiettyihin taitekertoimiin. Objektiiviset linssijärjestelmät käyttävät näitä linssejä korjaamaan kromaattiset poikkeamat, värierot, kun eri valon värit eroavat hieman kulmasta, jossa ne taittuvat. Tämä johtuu valon eri värien aallonpituuksien eroista. Voit selvittää, mikä linssi sopii opiskeltavaan.

Akromaattisia linssejä käytetään kahden eri aallonpituuden taitekertoimien muuttamiseen samanlaisiksi. Ne hinnoitellaan yleensä kohtuuhintaan ja sellaisenaan niitä käytetään laajalti.Puoliapokromaattiset linssittai fluoriittilinssit muuttavat kolmen valon aallonpituuden taitekertoimia, jotta ne olisivat samat. Näitä käytetään fluoresenssin tutkimiseen.

​Apokromaattiset linssitja toisaalta käytä suurta aukkoa päästääksesi valoa läpi ja saavuttaaksesi suuremman tarkkuuden. Niitä käytetään yksityiskohtaisiin havainnoihin, mutta ne ovat yleensä kalliimpia. Suunnitelmaobjektiivit käsittelevät kentän kaarevuuden poikkeaman vaikutusta, tarkennuksen menetystä, kun kaareva linssi luo kuvan terävimmän tarkennuksen tasosta, jolle se on tarkoitettu kuvan heijastamiseksi.

Upotettavat linssit lisäävät aukon kokoa käyttämällä nestettä, joka täyttää objektiivin ja näytteen välisen tilan, mikä lisää myös kuvan tarkkuutta.

Linssien ja mikroskooppien tekniikan kehityksen myötä tutkijat ja muut tutkijat määrittelevät sairauksien tarkat syyt ja erityiset solutoiminnot, jotka säätelivät biologisia prosesseja. Mikrobiologia osoitti kokonaisen organismien maailman paljaalla silmällä, mikä johtaisi enemmän teoriointiin ja testaamiseen siitä, mitä se tarkoitti organismina ja millainen elämän luonne oli.