Ile soczewek znajduje się w mikroskopie złożonym?

Spojrzenie pod mikroskop może przenieść Cię do innego świata. Sposoby, w jakie mikroskopy powiększają obiekty w małej skali, są podobne do tego, jak okulary i lupy umożliwiają lepsze widzenie.

W szczególności mikroskopy złożone działają przy użyciu układu soczewek do załamywania światła, aby przybliżyć komórki i inne okazy, aby przenieść Cię do świata mikro. Mikroskop jest nazywany mikroskopem złożonym, gdy składa się z więcej niż jednego zestawu soczewek.

​Mikroskopy złożone, znane również jako mikroskopy optyczne lub świetlne, sprawiają, że obraz wydaje się znacznie większy dzięki dwóm systemom soczewek. Pierwszym z nich jestokular lub soczewka okularowa, na które patrzysz podczas korzystania z mikroskopu, który zwykle powiększa w zakresie od pięciu do 30 razy. Drugi tosystem soczewek obiektywuktóre powiększają przy użyciu wielkości od czterech do 100 razy, a mikroskopy złożone zwykle mają trzy, cztery lub pięć z nich.

System soczewek obiektywu wykorzystuje małą odległość ogniskową, odległość między soczewką a badanym preparatem lub obiektem. Rzeczywisty obraz próbki jest rzutowany przez soczewkę obiektywu, aby stworzyć obraz pośredni ze światła padającego na soczewkę, który jest rzutowany na

Zmiana powiększenia obiektywu zmienia skalę tego obrazu w tej projekcji.długość tuby optycznejodnosi się do odległości od tylnej płaszczyzny ogniskowania obiektywu do głównej płaszczyzny obrazu w korpusie mikroskopu. Płaszczyzna obrazu pierwotnego zwykle znajduje się w samym korpusie mikroskopu lub w okularze.

Rzeczywisty obraz jest następnie rzutowany na oko osoby korzystającej z mikroskopu. Soczewka oczna robi to jak zwykła soczewka powiększająca. Ten system od obiektywu do oka pokazuje, jak działają dwa systemy soczewek jeden po drugim.

System soczewek złożonych pozwala naukowcom i innym badaczom tworzyć i badać obrazy przy znacznie większym powiększeniu, które w innym przypadku mogliby osiągnąć tylko za pomocą jednego mikroskopu. Jeśli miałbyś spróbować użyć mikroskopu z pojedynczą soczewką, aby osiągnąć te powiększenia, musiałbyś umieścić soczewkę bardzo blisko oka lub użyć bardzo szerokiego obiektywu.

Preparowanie części i funkcji mikroskopu może pokazać, jak wszystkie one współpracują ze sobą podczas badania próbek. Możesz z grubsza podzielić sekcje mikroskopu na głowę lub korpus, podstawę i ramię z głową u góry, podstawą u dołu i ramieniem pomiędzy.

Głowica posiada okular i tubus okularowy, które utrzymują okular na miejscu. Okular może być jednooczny lub dwuokularowy, z których ten ostatni może wykorzystywać pierścień regulacji dioptrii, aby obraz był bardziej spójny.

Ramię mikroskopu zawiera obiektywy, które można wybrać i umieścić dla różnych poziomów powiększenia. Większość mikroskopów wykorzystuje soczewki 4x, 10x, 40x i 100x, które działają jako współosiowe pokrętła kontrolujące, ile razy soczewka powiększa obraz. Oznacza to, że są zbudowane na tej samej osi, co pokrętło używane do precyzyjnego ustawiania ostrości, jak sugeruje słowo „współosiowy”. Soczewka obiektywu w funkcji mikroskopu

Na dole znajduje się podstawa, która podtrzymuje scenę i źródło światła, które wystaje przez aperturę i umożliwia projekcję obrazu przez resztę mikroskopu. Większe powiększenia zwykle wykorzystują mechaniczne stopnie, które pozwalają używać dwóch różnych pokręteł do poruszania się zarówno w lewo, jak iw prawo oraz do przodu i do tyłu.

Stoper pozwala kontrolować odległość między soczewką obiektywu a szkiełkiem podstawowym, aby jeszcze dokładniej przyjrzeć się próbce.

Ważna jest regulacja światła padającego z podstawy. Kondensatory odbierają wpadające światło i skupiają je na próbce. Membrana pozwala wybrać ilość światła docierającego do preparatu. Soczewki w mikroskopie złożonym wykorzystują to światło do tworzenia obrazu dla użytkownika. Niektóre mikroskopy wykorzystują lustra do odbijania światła z powrotem na próbkę zamiast źródła światła.

Od wieków ludzie badali, w jaki sposób szkło ugina światło. Starożytny rzymski matematyk Klaudiusz Ptolemeusz wykorzystał matematykę do wyjaśnienia dokładnego kąta załamania, w jaki sposób obraz patyka załamywał się po umieszczeniu w wodzie. Użyłby tego do określeniastała załamania lub współczynnik załamania dla wody​.

Możesz użyć współczynnika załamania, aby określić, jak bardzo zmienia się prędkość światła po przejściu do innego ośrodka. Dla konkretnego ośrodka użyj równania na współczynnik załamania

dla współczynnika załamanianie, prędkość światła w próżnido(3,8x10⁸ m/s) i prędkość światła w ośrodkuv​.

Równania pokazują, jak światło zwalnia podczas wchodzenia do mediów takich jak szkło, woda, lód lub jakiekolwiek inne medium, niezależnie od tego, czy jest to ciało stałe, ciecz czy gaz. Praca Ptolemeusza okazałaby się niezbędna dla mikroskopii, optyki i innych dziedzin fizyki.

Możesz także użyć prawa Snella do zmierzenia kąta, pod jakim wiązka światła załamuje się, gdy wchodzi do ośrodka, podobnie jak wydedukował Ptolemeusz. Prawo Snella brzmi:

dlaθ₁jako kąt między linią wiązki światła a linią krawędzi ośrodka przed wejściem światła do ośrodka iθ₂jako kąt po wejściu światła.nie₁inie₂są współczynnikami załamania światła dla ośrodka, w którym wcześniej znajdowało się światło, a światło ośrodka wchodzi.

Gdy przeprowadzono więcej badań, uczeni zaczęli wykorzystywać właściwości szkła około pierwszego wieku naszej ery. W tym czasie Rzymianie wynaleźli szkło i zaczęli testować je pod kątem zastosowania w powiększaniu tego, co można przez nie zobaczyć.

Zaczęli eksperymentować z różnymi kształtami i rozmiarami okularów, aby znaleźć najlepszy sposób na to powiększać coś, patrząc przez to, w tym jak może skierować promienie słoneczne na jasne obiekty objects ogień. Nazwali te soczewki „lupy” lub „płonące okulary”.

Pod koniec XIII wieku ludzie zaczęli tworzyć okulary przy użyciu soczewek. W 1590 roku dwaj Holendrzy, Zacharias Janssen i jego ojciec Hans, przeprowadzili eksperymenty z użyciem soczewek. Odkryli, że umieszczenie soczewek jedna na drugiej w tubie może powiększyć obraz przy znacznie większe powiększenie niż może osiągnąć pojedyncza soczewka, a Zacharias wkrótce wynalazł mikroskop. To podobieństwo do systemu soczewek obiektywowych mikroskopów pokazuje, jak daleko sięga idea używania soczewek jako systemu.

Mikroskop Janssena używał mosiężnego statywu o długości około dwóch i pół stopy. Janssen zaprojektował główną mosiężną rurkę, której używał mikroskop, o promieniu około cala lub pół cala. Rurka mosiężna miała krążki zarówno u podstawy, jak i na obu końcach.

Naukowcy i inżynierowie zaczęli tworzyć inne konstrukcje mikroskopów. Niektóre z nich wykorzystywały system dużej tuby, w której mieściły się dwie inne tuby, które się w nie wsuwały. Te ręcznie wykonane tuby powiększałyby przedmioty i służyły jako podstawa do projektowania nowoczesnych mikroskopów.

Jednak te mikroskopy nie były jeszcze przydatne dla naukowców. Powiększali obrazy około dziewięciu razy, pozostawiając obrazy, które stworzyli, trudne do zobaczenia. Wiele lat później, w 1609 roku, astronom Galileo Galilei badał fizykę światła i to, jak będzie ono oddziaływać z materią w sposób korzystny dla mikroskopu i teleskopu. Dodał również urządzenie do ogniskowania obrazu we własnym mikroskopie.

Holenderski naukowiec Antonie Philips van Leeuwenhoek użył mikroskopu jednosoczewkowego w 1676 roku, kiedy używał małego szklane kule, aby stać się pierwszym człowiekiem, który bezpośrednio obserwował bakterie, stając się znanym jako „ojciec mikrobiologia."

Kiedy spojrzał na kroplę wody przez soczewkę kuli, zobaczył bakterie unoszące się w wodzie. Następnie dokonywał odkryć w anatomii roślin, odkrywał komórki krwi i robił setki mikroskopów z nowymi sposobami powiększania. Jeden taki mikroskop był w stanie zastosować powiększenie 275 razy przy użyciu pojedynczej soczewki z podwójnie wypukłym systemem lupy.

Nadchodzące stulecia przyniosły więcej ulepszeń w technologii mikroskopowej. Wiek XVIII i XIX przyniósł udoskonalenia konstrukcji mikroskopów w celu optymalizacji wydajności i skuteczności, takie jak uczynienie samych mikroskopów bardziej stabilnymi i mniejszymi. Różne systemy soczewek i moc samych soczewek rozwiązywały problemy związane z rozmyciem lub brakiem przejrzystości obrazów wytwarzanych przez mikroskopy. .

Postęp w optyce nauki przyniósł lepsze zrozumienie tego, w jaki sposób obrazy odbijają się na różnych płaszczyznach, które mogą tworzyć soczewki. Pozwoliło to twórcom mikroskopów na tworzenie bardziej precyzyjnych obrazów podczas tych postępów.

W latach 90. XIX wieku ówczesny niemiecki absolwent August Köhler opublikował swoją pracę na temat oświetlenia Köhlera, które rozprowadzałoby światło do zredukować olśnienie optyczne, skupić światło na obiekcie mikroskopu i zastosować bardziej precyzyjne metody sterowania światłem w generał. Technologie te opierały się na współczynniku załamania, wielkości kontrastu apertury między próbką a światło mikroskopu wraz z większą kontrolą elementów, takich jak membrana i okular.

Obecnie soczewki różnią się od tych, które skupiają się na określonych kolorach, po soczewki, które mają zastosowanie do określonych współczynników załamania światła. Systemy soczewek obiektywowych wykorzystują te soczewki do korygowania aberracji chromatycznej, dysproporcji kolorów, gdy różne kolory światła różnią się nieznacznie kątem, pod jakim załamują się. Dzieje się tak z powodu różnic w długości fali różnych kolorów światła. Możesz dowiedzieć się, który obiektyw jest odpowiedni do tego, czego chcesz się uczyć.

Soczewki achromatyczne są używane do uzyskania takich samych współczynników załamania światła o dwóch różnych długościach fal. Są one ogólnie wyceniane w przystępnej cenie i jako takie są szeroko stosowane.Soczewki półapochromatyczne, czyli soczewki fluorytowe, zmieniają współczynniki załamania światła trzech długości fali, aby były takie same. Są one wykorzystywane do badania fluorescencji.

​Soczewki apochromatycznez drugiej strony użyj dużej przysłony, aby przepuścić światło i uzyskać wyższą rozdzielczość. Służą do szczegółowych obserwacji, ale zazwyczaj są droższe. Soczewki planowe rozwiązują efekt aberracji krzywizny pola, utraty ostrości, gdy zakrzywiony obiektyw tworzy najostrzejszą ostrość obrazu z dala od płaszczyzny, na którą ma rzutować obraz.

Soczewki immersyjne zwiększają wielkość apertury za pomocą płynu, który wypełnia przestrzeń między soczewką obiektywu a preparatem, co również zwiększa rozdzielczość obrazu.

Wraz z postępem w technologii soczewek i mikroskopów naukowcy i inni badacze określają dokładne przyczyny chorób i określone funkcje komórkowe, które rządzą procesami biologicznymi. Mikrobiologia pokazała cały świat organizmów poza gołym okiem, co doprowadziłoby do większego teoretyzowania i testowania tego, co to znaczy być organizmem i jaka jest natura życia.