Wat is het verschil tussen een vergrootglas en een samengestelde lichtmicroscoop?

Het gebruik van helder materiaal om objecten te vergroten dateert van ver terug in de geschiedenis, maar de eerste illustratie van lenzen voor brillen dateert van ongeveer 1350. Vergrootglazen om te lezen dateren van vóór die illustratie, daterend uit de late jaren 1200. Ondanks dit vroege gebruik van lenzen wachtte de ontdekking van de microscopische wereld van bacteriën, algen en protozoa bijna 300 jaar.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een verschil tussen een vergrootglas en een samengestelde lichtmicroscoop is dat een vergrootglas één lens gebruikt om een ​​object te vergroten, terwijl een samengestelde microscoop twee of meer lenzen gebruikt. Een ander verschil is dat vergrootglazen kunnen worden gebruikt om ondoorzichtige en transparante objecten te bekijken, maar samengestelde microscoop vereist dat het monster dun genoeg of transparant genoeg is om licht door te laten door. Een vergrootglas maakt ook gebruik van omgevingslicht en lichtmicroscopen gebruiken een lichtbron (van een spiegel of een ingebouwde lamp) om het object te verlichten.

Vergrootglazen worden al eeuwenlang gebruikt. Het starten van branden en het corrigeren van een slecht gezichtsvermogen behoorden tot de eerste toepassingen en functies van vergrootglas. Gedocumenteerd gebruik van lenzen begon aan het einde van de 13e eeuw met vergrootglazen en brillen om mensen te helpen lezen, dus de associatie van een bril met geleerden dateert uit het begin van de 13e eeuw.

Vergrootglazen gebruiken een bolle lens gemonteerd in een houder. Bolle lenzen zijn aan de randen dunner dan in het midden. Als licht door de lens gaat, buigen de lichtstralen naar het midden. Het vergrootglas is gericht op het object wanneer de lichtgolven elkaar ontmoeten aan het oppervlak dat wordt bekeken.

Een eenvoudige microscoop gebruikt een enkele lens, dus vergrootglazen zijn eenvoudige microscopen. Stereoscopische of dissectiemicroscopen zijn meestal ook eenvoudige microscopen. Stereoscopische microscopen gebruiken twee oculairs of oculairs, één voor elk oog, om binoculair zicht mogelijk te maken en een driedimensionaal beeld van het object te geven. Stereoscopische microscopen kunnen ook verschillende verlichtingsopties hebben, waardoor het object van boven, van onder of van beide kan worden verlicht. Vergrootglazen en stereoscopische microscopen kunnen worden gebruikt om details van ondoorzichtige objecten zoals rotsen, insecten of planten te bekijken.

Samengestelde microscopen gebruiken twee of meer lenzen op een rij om objecten te vergroten om te bekijken. Over het algemeen vereisen samengestelde microscopen dat het te bekijken specimen dun genoeg of transparant genoeg is om licht door te laten. Deze microscopen bieden een hoge vergroting, maar het zicht is tweedimensionaal.

Samengestelde lichtmicroscopen gebruiken meestal twee lenzen die in de lichaamsbuis zijn uitgelijnd. Licht van een lamp of spiegel gaat door een condensor, het preparaat en beide lenzen. De condensor focust het licht en kan een iris hebben die kan worden gebruikt om de hoeveelheid licht die door het monster gaat aan te passen. Het oculair of oculair bevat meestal een lens die het object vergroot om er 10 keer groter uit te zien (ook geschreven als 10x). De onderste lens of het objectief kan worden gewijzigd door een neusstuk te draaien dat drie of vier objectieven bevat, die elk een lens met verschillende vergroting hebben. Meestal hebben de sterktes van de objectieflens vier keer (4x), 10 keer (10x), 40 keer (40x) en soms 100 keer (100x) vergrotingen. Sommige samengestelde lichtmicroscopen bevatten ook een concave lens om vervaging rond de randen te corrigeren.

• Gebruik nooit de zon als lichtbron bij gebruik van een samengestelde microscoop met spiegel. Het zonlicht dat door de lenzen wordt gebundeld, veroorzaakt oogbeschadiging.

Samengestelde lichtmicroscopen zijn meestal helderveldmicroscopen. Deze microscopen zenden licht uit van de condensor onder het preparaat, waardoor het preparaat er donkerder uitziet in vergelijking met het omringende medium. Door de transparantie van de specimens kunnen details moeilijk te zien zijn vanwege het lage contrast. Exemplaren worden daarom vaak gekleurd voor een beter contrast.

Donkerveldmicroscopen hebben een aangepaste condensor die licht vanuit een hoek doorlaat. Het gehoekte licht zorgt voor meer contrast om details te zien. Het exemplaar lijkt lichter dan de achtergrond. Donkerveldmicroscopen zorgen voor betere waarnemingen voor levende exemplaren.

Fasecontrastmicroscopen maken gebruik van speciale objectieven en een aangepaste condensor, zodat de details van het specimen zichtbaar zijn in contrast met het omringende materiaal, zelfs wanneer het specimen en het omringende materiaal optisch zijn vergelijkbaar. De condensor en objectieflens versterken zelfs kleine verschillen in lichttransmissie en breking, waardoor het contrast toeneemt. Net als bij de helderveldmicroscopen lijkt het monster donkerder dan het omringende materiaal.

Het verschil tussen handlens- en microscoopvergrotingen komt van het aantal lenzen. Bij een vergrootglas of handlens is de vergroting beperkt tot de enkele lens. Omdat de lens één brandpuntsafstand heeft van de lens tot het focuspunt, is de vergroting vast. In 1673 introduceerde Antony van Leeuwenhoek de wereld aan zijn kleine "dieren" met behulp van een eenvoudige microscoop of een handlens met een vergroting van 300 keer (300x) op ware grootte. Hoewel Leeuwenhoek een bi-concave lens gebruikte die een betere resolutie (minder vervorming) van het beeld opleverde, gebruiken de meeste vergrootglazen een convexe lens.

Om vergroting te vinden in samengestelde microscopen, moet u de vergroting kennen van elke lens waar het beeld doorheen gaat. Gelukkig zijn de lenzen meestal gemerkt. Gewone klasmicroscopen hebben een oculair dat het object vergroot om er 10 keer (10x) groter uit te zien dan de werkelijke grootte van het object. De objectieflenzen op samengestelde microscopen zijn bevestigd aan een roterend neusstuk, zodat kijkers het vergrotingsniveau kunnen wijzigen door het neusstuk naar een andere lens te draaien.

Om de totale vergroting te vinden, vermenigvuldigt u de vergroting van de lenzen met elkaar. Als u een object bekijkt door het objectief met het laagste vermogen, wordt het beeld 4x vergroot door de objectieflens en 10x vergroot door de oculairlens. De totale vergroting wordt dan:

dus de afbeelding zal 40 keer (40x) groter lijken dan de werkelijke grootte.

Computers en digitale beeldvorming hebben het vermogen van wetenschappers om de microscopische wereld te bekijken enorm vergroot.

De confocale microscoop zou technisch gezien een samengestelde microscoop kunnen worden genoemd omdat deze meer dan één lens heeft. De lenzen en spiegels focussen lasers om beelden van verlichte lagen van het monster te produceren. Deze beelden gaan door gaatjes waar ze digitaal worden vastgelegd. Deze beelden kunnen vervolgens worden opgeslagen en gemanipuleerd voor analyse.

Scanning-elektronenmicroscopen (SEM) gebruiken elektronenverlichting om vergulde objecten te scannen. Deze scans produceren driedimensionale zwart-witbeelden van de buitenkant van objecten. De SEM gebruikt één elektrostatische lens en meerdere elektromagnetische lenzen.

Transmissie-elektronenmicroscopen (TEM) gebruiken ook elektronenverlichting met één elektrostatische lens en verschillende elektromagnetische lenzen om scans van dunne plakjes door objecten te vormen. De geproduceerde zwart-witbeelden lijken tweedimensionaal.

Lenzen dateren van vóór de vroegste vermeldingen van hun gebruik in de late 13e eeuw. Menselijke nieuwsgierigheid vereiste bijna dat mensen het vermogen opmerkten van lenzen om zeer kleine objecten te onderzoeken. De 10e-eeuwse Arabische geleerde Al-Hazen veronderstelde dat licht in rechte lijnen reisde en dat visie afhing van licht dat van objecten en in de ogen van de kijker weerkaatste. Al-Hazen bestudeerde licht en kleur met behulp van bollen water.

De eerste foto van lenzen in brillen (brillen) dateert echter van ongeveer 1350. De uitvinding van de eerste samengestelde microscoop wordt toegeschreven aan Zacharias Janssen en zijn vader, Hans, in de jaren 1590. Eind 1609 keerde Galileo de samengestelde microscoop ondersteboven om zijn observaties van de lucht boven hem te beginnen, waardoor de menselijke perceptie van het universum permanent veranderde. Robert Hooke gebruikte zijn zelfgebouwde samengestelde lichtmicroscoop om de microscopische wereld te verkennen, genaamd het patroon dat hij in kurkplakken "cellen" zag en zijn vele waarnemingen publiceerde in "Micrographia" (1665). Studies van Hooke en Leeuwenhoek leidden uiteindelijk tot kiemtheorie en moderne geneeskunde.