Quante lenti ci sono in un microscopio composto?

Sbirciare in un microscopio può portarti in un mondo diverso. I modi in cui i microscopi ingrandiscono gli oggetti su piccola scala sono simili a come gli occhiali e le lenti d'ingrandimento possono farti vedere meglio.

I microscopi composti, in particolare, funzionano utilizzando una disposizione di lenti per la rifrazione della luce per ingrandire le cellule e altri campioni per portarti in un mondo di dimensioni micro. Un microscopio è chiamato microscopio composto quando è costituito da più di un set di lenti.

​Microscopi composti, noti anche come microscopi ottici o ottici, funzionano facendo apparire un'immagine molto più grande attraverso due sistemi di lenti. Il primo è illente oculare o oculare, che esamini quando usi il microscopio che in genere ingrandisce in un intervallo compreso tra cinque volte e 30 volte. Il secondo è ilsistema di lenti dell'obiettivoche ingrandisce usando magnitudini da quattro volte fino a 100 volte, e i microscopi composti di solito ne hanno tre, quattro o cinque.

Il sistema di lenti dell'obiettivo utilizza una piccola distanza focale, la distanza tra la lente e il campione o l'oggetto in esame. L'immagine reale del campione viene proiettata attraverso la lente dell'obiettivo per creare un'immagine intermedia dalla luce incidente sulla lente che viene proiettata sulpiano immagine coniugato obiettivoo il piano dell'immagine principale.

La modifica dell'ingrandimento dell'obiettivo modifica il modo in cui l'immagine viene ridimensionata in questa proiezione. Illunghezza del tubo otticosi riferisce alla distanza dal piano focale posteriore dell'obiettivo al piano dell'immagine primaria all'interno del corpo del microscopio. Il piano dell'immagine primaria è solitamente all'interno del corpo del microscopio stesso o all'interno dell'oculare.

L'immagine reale viene quindi proiettata sull'occhio della persona utilizzando il microscopio. La lente oculare fa questo come una semplice lente d'ingrandimento. Questo sistema dall'obiettivo all'oculare mostra come funzionano i due sistemi di lenti uno dopo l'altro.

Il sistema di lenti composte consente agli scienziati e ad altri ricercatori di creare e studiare immagini con un ingrandimento molto più elevato che altrimenti potrebbero ottenere solo con un microscopio. Se dovessi provare a utilizzare un microscopio con una singola lente per ottenere questi ingrandimenti, dovresti posizionare la lente molto vicino all'occhio o utilizzare una lente molto ampia.

Le parti e le funzioni del microscopio da dissezione possono mostrarti come interagiscono insieme quando si studiano i campioni. Puoi dividere approssimativamente le sezioni del microscopio in testa o corpo, base e braccio con la testa in alto, la base in basso e il braccio in mezzo.

La testa ha un oculare e un tubo oculare che tiene l'oculare in posizione. L'oculare può essere monoculare o binoculare, quest'ultimo può utilizzare un anello di regolazione diottrica per rendere l'immagine più coerente.

Il braccio del microscopio contiene gli obiettivi che puoi scegliere e posizionare per diversi livelli di ingrandimento. La maggior parte dei microscopi utilizza obiettivi 4x, 10x, 40x e 100x che funzionano come manopole coassiali che controllano quante volte l'obiettivo ingrandisce l'immagine. Ciò significa che sono costruiti sullo stesso asse della manopola utilizzata per la messa a fuoco fine, come implicherebbe la parola "coassiale". La lente dell'obiettivo in funzione del microscopio

In basso si trova la base che sostiene il tavolino e la sorgente luminosa che proietta attraverso un'apertura e lascia proiettare l'immagine attraverso il resto del microscopio. Gli ingrandimenti più elevati di solito utilizzano fasi meccaniche che consentono di utilizzare due diverse manopole per spostarsi sia a sinistra che a destra e avanti e indietro.

Il fermo del rack consente di controllare la distanza tra la lente dell'obiettivo e il vetrino per uno sguardo ancora più ravvicinato al campione.

La regolazione della luce proveniente dalla base è importante. I condensatori ricevono la luce in ingresso e la focalizzano sul campione. Il diaframma consente di scegliere quanta luce raggiunge il campione. Le lenti di un microscopio composto utilizzano questa luce per creare l'immagine per l'utente. Alcuni microscopi utilizzano specchi per riflettere la luce sul campione invece di una sorgente luminosa.

Gli esseri umani hanno studiato per secoli come il vetro piega la luce. L'antico matematico romano Claudio Tolomeo usò la matematica per spiegare il preciso angolo di rifrazione su come l'immagine di un bastone si rifratta quando viene posta nell'acqua. Userebbe questo per determinare ilcostante di rifrazione o indice di rifrazione per l'acqua​.

È possibile utilizzare l'indice di rifrazione per determinare quanto cambia la velocità della luce quando passa in un altro mezzo. Per un particolare mezzo, usa l'equazione per l'indice di rifrazione

per indice di rifrazionen, velocità della luce nel vuotoc(3,8 x 10⁸ m/s) e velocità della luce nel mezzov​.

Le equazioni mostrano come la luce rallenta quando entra in mezzi come vetro, acqua, ghiaccio o qualsiasi altro mezzo, solido, liquido o gassoso. Il lavoro di Tolomeo si sarebbe rivelato essenziale per la microscopia, l'ottica e altre aree della fisica.

Puoi anche usare la legge di Snell per misurare l'angolo con cui un raggio di luce si rifrange quando entra in un mezzo, più o meno allo stesso modo dedotto da Tolomeo. La legge di Snell è

perθ₁come l'angolo tra la linea del raggio di luce e la linea del bordo del mezzo prima che la luce entri nel mezzo eθ₂come l'angolo dopo che la luce è entrata.n₁en₂sono gli indici di rifrazione per la luce media prima era dentro e la luce media entra.

Con l'aumentare della ricerca, gli studiosi iniziarono a sfruttare le proprietà del vetro intorno al I secolo d.C. A quel tempo, i romani avevano inventato il vetro e iniziarono a testarlo per i suoi usi nell'ingrandimento di ciò che può essere visto attraverso di esso.

Hanno iniziato a sperimentare con diverse forme e dimensioni di occhiali per capire il modo migliore per ingrandisci qualcosa guardandoci attraverso, incluso come potrebbe dirigere i raggi del sole per illuminare gli oggetti objects fuoco. Hanno chiamato queste lenti "lenti d'ingrandimento" o "occhiali brucianti".

Verso la fine del 13° secolo, le persone iniziarono a creare occhiali usando le lenti. Nel 1590, due olandesi, Zaccharias Janssen e suo padre Hans, eseguirono esperimenti usando le lenti. Hanno scoperto che posizionare le lenti una sopra l'altra in un tubo potrebbe ingrandire un'immagine a un ingrandimento molto maggiore di quello che potrebbe ottenere un singolo obiettivo, e Zaccaria presto inventò il microscopio. Questa somiglianza con il sistema di lenti dell'obiettivo dei microscopi mostra quanto sia lontana l'idea di utilizzare le lenti come sistema.

Il microscopio Janssen utilizzava un treppiede di ottone lungo circa due piedi e mezzo. Janssen ha modellato il tubo di ottone primario utilizzato dal microscopio con un raggio di circa un pollice o mezzo pollice. Il tubo di ottone aveva dei dischi sia alla base che a ciascuna estremità.

Altri progetti di microscopi iniziarono a sorgere da scienziati e ingegneri. Alcuni di loro usavano un sistema di un grande tubo che ospitava altri due tubi che scivolavano al loro interno. Questi tubi fatti a mano ingrandirebbero gli oggetti e servirebbero come base per la progettazione dei microscopi moderni.

Tuttavia, questi microscopi non erano ancora utilizzabili dagli scienziati. Ingrandivano le immagini circa nove volte lasciando le immagini che creavano difficili da vedere. Anni dopo, nel 1609, l'astronomo Galileo Galilei stava studiando la fisica della luce e come avrebbe interagito con la materia in modi che si sarebbero rivelati utili al microscopio e al telescopio. Ha anche aggiunto un dispositivo per mettere a fuoco l'immagine sul suo microscopio.

Lo scienziato olandese Antonie Philips van Leeuwenhoek utilizzò un microscopio a lente singola nel 1676 quando avrebbe usato un microscopio piccolo sfere di vetro per diventare il primo essere umano ad osservare direttamente i batteri, diventando noto come "il padre di microbiologia."

Quando ha guardato una goccia d'acqua attraverso la lente della sfera, ha visto i batteri galleggiare nell'acqua. Avrebbe continuato a fare scoperte sull'anatomia delle piante, scoprire le cellule del sangue e realizzare centinaia di microscopi con nuovi modi di ingrandimento. Uno di questi microscopi è stato in grado di utilizzare l'ingrandimento a 275 volte utilizzando una singola lente con un sistema di ingrandimento a doppia convessa.

I secoli a venire portarono ulteriori miglioramenti alla tecnologia dei microscopi. Il XVIII e il XIX secolo videro perfezionamenti ai design dei microscopi per ottimizzare l'efficienza e l'efficacia, ad esempio rendendo i microscopi stessi più stabili e più piccoli. Diversi sistemi di lenti e la potenza delle lenti stesse hanno affrontato i problemi della sfocatura o della mancanza di chiarezza nelle immagini prodotte dai microscopi.

I progressi nell'ottica della scienza hanno portato a una maggiore comprensione di come le immagini vengono riflesse su diversi piani che le lenti potrebbero creare. Ciò ha permesso ai creatori di microscopi di creare immagini più precise durante questi progressi.

Nel 1890, l'allora studente laureato tedesco August Köhler pubblicò il suo lavoro sull'illuminazione di Köhler che avrebbe distribuito la luce a ridurre l'abbagliamento ottico, focalizzare la luce sul soggetto del microscopio e utilizzare metodi più precisi per controllare la luce in generale. Queste tecnologie si basavano sull'indice di rifrazione, la dimensione del contrasto di apertura tra il campione e la luce del microscopio oltre a controllare maggiormente i componenti come il diaframma e l'oculare.

Le lenti oggi variano da quelle che si concentrano su colori specifici alle lenti che si applicano a determinati indici di rifrazione. I sistemi di lenti obiettive utilizzano queste lenti per correggere l'aberrazione cromatica, le disparità di colore quando i diversi colori della luce differiscono leggermente nell'angolo di rifrazione. Ciò si verifica a causa delle differenze di lunghezza d'onda dei diversi colori della luce. Puoi capire quale obiettivo è appropriato per ciò che vuoi studiare.

Le lenti acromatiche sono utilizzate per rendere uguali gli indici di rifrazione di due diverse lunghezze d'onda della luce. Hanno generalmente un prezzo abbordabile e, come tali, sono ampiamente utilizzati.Lenti semi-apocromatiche, o lenti alla fluorite, modificano gli indici di rifrazione di tre lunghezze d'onda della luce per renderli uguali. Questi sono usati nello studio della fluorescenza.

​Lenti apocromatiche, d'altra parte, usa un'apertura ampia per far passare la luce e ottenere una risoluzione più elevata. Sono usati per osservazioni dettagliate, ma di solito sono più costosi. Le lenti del piano affrontano l'effetto dell'aberrazione della curvatura del campo, la perdita di messa a fuoco quando una lente curva crea la messa a fuoco più nitida di un'immagine lontano dal piano su cui è destinata a proiettare l'immagine.

Le lenti ad immersione aumentano la dimensione dell'apertura utilizzando un liquido che riempie lo spazio tra la lente dell'obiettivo e il campione, aumentando anche la risoluzione dell'immagine.

Con i progressi nella tecnologia delle lenti e dei microscopi, scienziati e altri ricercatori determinano le cause precise della malattia e le funzioni cellulari specifiche che governano i processi biologici. La microbiologia ha mostrato un intero mondo di organismi oltre l'occhio nudo che avrebbe portato a teorizzare e testare maggiormente cosa significasse essere un organismo e quale fosse la natura della vita.