Jaka jest różnica między lupą a złożonym mikroskopem świetlnym?

Zastosowanie przezroczystego materiału do powiększania obiektów sięga dawnych czasów, ale pierwsza ilustracja soczewek do okularów pochodzi z około 1350 roku. Okulary powiększające do czytania poprzedzają tę ilustrację, datowane na koniec XIII wieku. Pomimo tak wczesnych zastosowań soczewek, odkrycie mikroskopijnego świata bakterii, alg i pierwotniaków czekało prawie 300 lat.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Jedną z różnic między lupą a złożonym mikroskopem świetlnym jest to, że szkło powiększające wykorzystuje jedną soczewkę do powiększenia obiektu, podczas gdy złożony mikroskop wykorzystuje dwie lub więcej soczewek. Kolejną różnicą jest to, że szkła powiększającego można używać do oglądania obiektów nieprzezroczystych i przezroczystych, ale mikroskop złożony wymaga, aby próbka była wystarczająco cienka lub wystarczająco przezroczysta, aby światło mogło przejść przez. Ponadto szkło powiększające wykorzystuje światło otoczenia, a mikroskopy świetlne wykorzystują źródło światła (z lustra lub wbudowanej lampy) do oświetlania obiektu.

Soczewki powiększające są używane od wieków. Rozpalanie pożarów i korygowanie wad wzroku należały do ​​najwcześniejszych zastosowań i funkcji szkła powiększającego. Udokumentowane użycie soczewek rozpoczęło się pod koniec XIII wieku od lupy i okularów ułatwiających czytanie, więc związek okularów z naukowcami datuje się na początek XIII wieku.

Okulary powiększające wykorzystują wypukłą soczewkę zamontowaną w uchwycie. Soczewki wypukłe są cieńsze na krawędziach niż w środku. Gdy światło przechodzi przez soczewkę, promienie światła zaginają się w kierunku środka. Szkło powiększające skupia się na przedmiocie, gdy fale świetlne spotykają się na oglądanej powierzchni.

Prosty mikroskop wykorzystuje pojedynczą soczewkę, więc lupy są prostymi mikroskopami. Mikroskopy stereoskopowe lub preparacyjne zwykle są również prostymi mikroskopami. Mikroskopy stereoskopowe wykorzystują dwa okulary lub okulary, po jednym dla każdego oka, aby umożliwić widzenie obuoczne i zapewnić trójwymiarowy widok obiektu. Mikroskopy stereoskopowe mogą również mieć różne opcje oświetlenia, umożliwiając oświetlenie obiektu z góry, z dołu lub z obu. Lupy i mikroskopy stereoskopowe mogą być używane do wyświetlania szczegółów na nieprzezroczystych obiektach, takich jak skały, owady lub rośliny.

Mikroskopy złożone wykorzystują dwie lub więcej soczewek w rzędzie do powiększania obiektów do oglądania. Ogólnie rzecz biorąc, mikroskopy złożone wymagają, aby oglądana próbka była wystarczająco cienka lub wystarczająco przezroczysta, aby światło mogło przejść. Te mikroskopy zapewniają duże powiększenie, ale widok jest dwuwymiarowy.

Mikroskopy ze światłem złożonym najczęściej używają dwóch soczewek ustawionych w tubusie korpusu. Światło z lampy lub lustra przechodzi przez kondensor, próbkę i obie soczewki. Kondensor skupia światło i może mieć przesłonę, której można użyć do regulacji ilości światła przechodzącego przez preparat. Okular lub okular zwykle zawiera soczewkę, która powiększa obiekt, aby wyglądał 10 razy (także napisany jako 10x) większy. Dolną soczewkę lub obiektyw można zmienić, obracając nasadkę, która mieści trzy lub cztery obiektywy, z których każdy ma soczewkę o innym powiększeniu. Najczęściej moce obiektywów mają czterokrotne (4x), 10-krotne (10x), 40-krotne (40x), a czasami 100-krotne (100x) powiększenia. Niektóre mikroskopy ze złożonym światłem zawierają również wklęsłą soczewkę, która koryguje rozmycie wokół krawędzi.

• Nigdy nie używaj słońca jako źródła światła, jeśli używasz złożonego mikroskopu z lustrem. Światło słoneczne skupione przez soczewki spowoduje uszkodzenie oczu.

Mikroskopy światła złożonego są zwykle mikroskopami jasnego pola. Mikroskopy te przepuszczają światło z kondensora znajdującego się pod preparatem, dzięki czemu preparat wygląda na ciemniejszy w porównaniu z otaczającym medium. Przezroczystość okazów może utrudniać oglądanie szczegółów ze względu na niski kontrast. Dlatego też próbki są często barwione w celu uzyskania lepszego kontrastu.

Mikroskopy ciemnego pola mają zmodyfikowany kondensor, który przepuszcza światło pod pewnym kątem. Pod kątem światło zapewnia większy kontrast, aby zobaczyć szczegóły. Okaz wygląda jaśniej niż tło. Mikroskopy ciemnego pola umożliwiają lepsze obserwacje żywych okazów.

Mikroskopy z kontrastem fazowym wykorzystują specjalne obiektywy i zmodyfikowany kondensor, dzięki czemu szczegóły próbki są widoczne w kontrast z otaczającym materiałem, nawet gdy preparat i otaczający materiał są optycznie podobny. Kondensor i soczewka obiektywu wzmacniają nawet niewielkie różnice w przepuszczalności i załamaniu światła, zwiększając kontrast. Podobnie jak w przypadku mikroskopów jasnego pola, preparat wydaje się ciemniejszy niż otaczający go materiał.

Różnica między powiększeniami soczewek ręcznych a powiększeniami mikroskopowymi wynika z liczby soczewek. W przypadku lupy lub soczewki ręcznej powiększenie jest ograniczone do pojedynczej soczewki. Ponieważ obiektyw ma jedną ogniskową od obiektywu do punktu ostrości, powiększenie jest stałe. W 1673 Antony van Leeuwenhoek przedstawił światu swoje maleńkie „zwierzęta” za pomocą prostego mikroskopu lub obiektywu ręcznego z powiększeniem 300 razy (300x) rzeczywistej wielkości. Chociaż Leeuwenhoek używał soczewki dwuwklęsłej, która zapewniała lepszą rozdzielczość (mniejsze zniekształcenia) obrazu, większość szkieł powiększających używa soczewek wypukłych.

Znalezienie powiększenia w mikroskopach złożonych wymaga znajomości powiększenia każdej soczewki, przez którą przechodzi obraz. Na szczęście soczewki zwykle są oznaczone. Zwykłe mikroskopy w klasie mają okular, który powiększa obiekt, aby wyglądał 10 razy (10x) większy niż rzeczywisty rozmiar obiektu. Soczewki obiektywów w mikroskopach złożonych są przymocowane do obrotowego noska, dzięki czemu widzowie mogą zmieniać poziom powiększenia, obracając nos na inną soczewkę.

Aby znaleźć całkowite powiększenie, pomnóż przez siebie powiększenie soczewek. Jeśli oglądasz obiekt przez obiektyw o najniższej mocy, obraz zostanie powiększony 4x przez soczewkę obiektywu i powiększony 10x przez soczewkę okularu. Całkowite powiększenie będzie zatem wynosić:

więc obraz będzie wyglądał 40 razy (40x) większy niż rzeczywisty rozmiar.

Komputery i obrazowanie cyfrowe znacznie rozszerzyły możliwości naukowców w zakresie widzenia mikroskopowego świata.

Technicznie mikroskop konfokalny można nazwać mikroskopem złożonym, ponieważ ma więcej niż jedną soczewkę. Soczewki i lustra skupiają lasery, tworząc obrazy oświetlonych warstw preparatu. Obrazy te przechodzą przez otworki, gdzie są rejestrowane cyfrowo. Obrazy te można następnie przechowywać i przetwarzać w celu analizy.

Skaningowe mikroskopy elektronowe (SEM) wykorzystują oświetlenie elektronowe do skanowania pozłacanych obiektów. Skany te wytwarzają trójwymiarowe czarno-białe obrazy zewnętrznych obiektów. SEM wykorzystuje jedną soczewkę elektrostatyczną i kilka soczewek elektromagnetycznych.

Transmisyjne mikroskopy elektronowe (TEM) również wykorzystują oświetlenie elektronowe za pomocą jednej soczewki elektrostatycznej i kilku soczewek elektromagnetycznych do tworzenia skanów cienkich warstw przez obiekty. Wytworzone obrazy czarno-białe wydają się dwuwymiarowe.

Soczewki poprzedzały najwcześniejsze wzmianki o ich użyciu z końca XIII wieku. Ludzka ciekawość niemal domagała się, by ludzie zauważyli zdolność soczewek do badania bardzo małych obiektów. Arabski uczony z X wieku, Al-Hazen, wysunął hipotezę, że światło porusza się po liniach prostych, a widzenie zależy od światła odbijającego się od przedmiotów w oczy widza. Al-Hazen badał światło i kolor za pomocą kul wodnych.

Jednak pierwsze zdjęcie soczewek w okularach (okularach) pochodzi z około 1350 roku. Wynalezienie pierwszego mikroskopu złożonego przypisuje się Zachariasowi Janssenowi i jego ojcu Hansowi w latach dziewięćdziesiątych XVI wieku. Pod koniec 1609 roku Galileusz odwrócił złożony mikroskop do góry nogami, aby rozpocząć obserwacje nieba nad sobą, na stałe zmieniając ludzkie postrzeganie wszechświata. Robert Hooke wykorzystał swój własny złożony mikroskop świetlny do zbadania mikroskopijnego świata o nazwie, wzór, który widział w „komórkach” plasterków korka i opublikował swoje liczne obserwacje w „Micrographia” (1665). Badania Hooke'a i Leeuwenhoeka doprowadziły w końcu do teorii zarazków i współczesnej medycyny.