Care este diferența dintre o lupă și un microscop cu lumină compusă?

Folosirea materialului clar pentru mărirea obiectelor datează din istorie, dar prima ilustrație a lentilelor pentru ochelari datează din 1350. Lupele pentru lectură sunt anterioare acelei ilustrații, datând de la sfârșitul anilor 1200. În ciuda acestor utilizări timpurii ale lentilelor, descoperirea lumii microscopice a bacteriilor, algelor și protozoarelor a așteptat aproape 300 de ani.

TL; DR (Prea lung; Nu am citit)

O diferență între o lupă și un microscop compus este că o lupă folosește un obiectiv pentru a mări un obiect, în timp ce un microscop compus folosește două sau mai multe lentile. O altă diferență este că lupele pot fi folosite pentru a vizualiza obiecte opace și transparente, dar a microscopul compus necesită ca specimenul să fie suficient de subțire sau suficient de transparent pentru ca lumina să treacă prin. De asemenea, o lupă folosește lumina ambientală, iar microscopii de lumină utilizează o sursă de lumină (de la o oglindă sau o lampă încorporată) pentru a ilumina obiectul.

Lentilele de mărire au fost folosite de secole. Lansarea incendiilor și corectarea vederii defecte au fost printre primele utilizări și funcții ale lupei. Utilizările documentate ale lentilelor au început la sfârșitul secolului al XIII-lea cu lupe și ochelari pentru a ajuta oamenii să citească, astfel încât asocierea ochelarilor cu erudiții datează de la începutul anilor 1300.

Lupele folosesc un obiectiv convex montat într-un suport. Lentilele convexe sunt mai subțiri pe margini decât la mijloc. Pe măsură ce lumina trece prin lentilă, razele de lumină se îndoaie spre centru. Lupa este focalizată asupra obiectului atunci când undele de lumină se întâlnesc la suprafața vizualizată.

Un microscop simplu folosește un singur obiectiv, astfel încât lupele sunt simple microscopuri. Microscoapele stereoscopice sau de disecție sunt, de obicei, și microscopuri simple. Microscoapele stereoscopice folosesc două oculare sau oculare, câte unul pentru fiecare ochi, pentru a permite viziunea binoculară și pentru a oferi o vedere tridimensională a obiectului. Microscoapele stereoscopice pot avea și opțiuni de iluminare diferite, permițând iluminarea obiectului de sus, de jos sau de ambele. Lupele și microscoapele stereoscopice pot fi folosite pentru a vizualiza detalii despre obiecte opace precum roci, insecte sau plante.

Microscoapele compuse folosesc două sau mai multe lentile la rând pentru a mări obiectele pentru vizualizare. În general, microscoapele compuse necesită ca eșantionul care trebuie vizualizat să fie suficient de subțire sau suficient de transparent pentru ca lumina să poată trece. Aceste microscoape oferă o mărire ridicată, dar vederea este bidimensională.

Microscoapele cu lumină compusă utilizează cel mai frecvent două lentile aliniate în tubul corpului. Lumina de la o lampă sau oglindă trece printr-un condensator, specimenul și ambele lentile. Condensatorul focalizează lumina și poate avea un iris care poate fi utilizat pentru a regla cantitatea de lumină care trece prin specimen. Ocularul sau ocularul conține de obicei un obiectiv care mărește obiectul pentru a arăta de 10 ori (de asemenea, scris ca 10x) mai mare. Obiectivul inferior sau obiectivul pot fi schimbate prin rotirea unei bucăți care deține trei sau patru obiective, fiecare dintre ele având un obiectiv cu mărire diferită. Cel mai frecvent, obiectivele obiectivului au măriri de patru ori (4x), de 10 ori (10x), de 40 de ori (40x) și, uneori, de 100 de ori (100x) măriri. Unele microscopuri compuse cu lumină conțin, de asemenea, o lentilă concavă pentru a corecta estomparea în jurul marginilor.

• Nu folosiți niciodată soarele ca sursă de lumină dacă utilizați un microscop compus cu oglindă. Lumina soarelui focalizată prin lentile va provoca leziuni oculare.

Microscoapele cu lumină compusă sunt de obicei microscop cu câmp luminos. Aceste microscoape transmit lumina din condensatorul de sub specimen, făcând specimenul să pară mai întunecat în comparație cu mediul înconjurător. Transparența exemplarelor poate face detaliile dificil de vizualizat din cauza contrastului scăzut. Prin urmare, exemplarele sunt adesea colorate pentru un contrast mai bun.

Microscoapele întunecate au un condensator modificat care transmite lumina dintr-un unghi. Lumina înclinată oferă un contrast mai mare pentru a vedea detaliile. Specimenul arată mai ușor decât fundalul. Microscoapele de câmp întunecat permit observații mai bune pentru exemplarele vii.

Microscoapele cu contrast de fază utilizează obiective speciale și un condensator modificat, astfel încât detaliile specimenului să apară în contrast cu materialul din jur, chiar și atunci când specimenul și materialul din jur sunt optic similar. Condensatorul și obiectivul obiectiv amplifică chiar și ușoare diferențe în transmisia și refracția luminii, crescând contrastul. Ca și în cazul microscopurilor cu câmp luminos, specimenul pare mai întunecat decât materialul înconjurător.

Diferența dintre mărirea lentilelor de mână și a microscopului provine din numărul de lentile. Cu o lupă sau un obiectiv manual, mărirea este limitată la un singur obiectiv. Deoarece obiectivul are o distanță focală de la obiectiv la punctul de focalizare, mărirea este fixă. În 1673, Antony van Leeuwenhoek a introdus lumea în minusculele sale „animale”, folosind un microscop simplu sau lentile de mână cu o mărire de 300 de ori (300x) dimensiunea reală. Deși Leeuwenhoek a folosit un obiectiv bi-concav care asigura o rezoluție mai bună (mai puțină distorsiune) a imaginii, majoritatea lupelor folosesc un obiectiv convex.

Găsirea măririi în microscopii compuse necesită cunoașterea măririi fiecărui obiectiv prin care trece imaginea. Din fericire, lentilele sunt de obicei marcate. Microscoapele obișnuite de clasă au un ocular care mărește obiectul pentru a arăta de 10 ori (10x) mai mare decât dimensiunea reală a obiectului. Lentilele obiective de pe microscoapele compuse sunt atașate la o bucată rotativă, astfel încât spectatorii să poată schimba nivelul de mărire prin rotirea bucății nasale la un obiectiv diferit.

Pentru a găsi mărirea totală, înmulțiți mărirea lentilelor împreună. Dacă vizualizați un obiect prin obiectivul cu cea mai mică putere, imaginea va fi mărită de 4x de obiectivul obiectivului și mărită de 10x de obiectivul ocularului. Prin urmare, mărirea totală va fi:

deci imaginea va apărea de 40 de ori (40x) mai mare decât dimensiunea reală.

Calculatoarele și imagistica digitală au extins foarte mult capacitatea oamenilor de știință de a vizualiza lumea microscopică.

Din punct de vedere tehnic, microscopul confocal poate fi numit microscop compus, deoarece are mai multe lentile. Lentilele și oglinzile focalizează laserele pentru a produce imagini ale straturilor iluminate ale specimenului. Aceste imagini trec prin orificii unde sunt capturate digital. Aceste imagini pot fi apoi stocate și manipulate pentru analiză.

Microscoapele electronice cu scanare (SEM) folosesc iluminarea electronică pentru a scana obiecte placate cu aur. Aceste scanări produc imagini tridimensionale alb-negru ale exteriorului obiectelor. SEM folosește o lentilă electrostatică și mai multe lentile electromagnetice.

Microscoapele electronice de transmisie (TEM) folosesc, de asemenea, iluminarea electronică cu un obiectiv electrostatic și mai multe lentile electromagnetice pentru a forma scanări de felii subțiri prin obiecte. Imaginile alb-negru produse apar bidimensionale.

Lentilele au fost anterioare celor mai vechi înregistrări ale utilizării lor la sfârșitul secolului al XIII-lea. Curiozitatea umană aproape cerea ca oamenii să observe capacitatea lentilelor de a examina obiecte foarte mici. Savantul arab Al-Hazen din secolul al X-lea a emis ipoteza că lumina călătorea în linii drepte și că viziunea depindea de lumina care se reflecta din obiecte și în ochii privitorului. Al-Hazen a studiat lumina și culoarea folosind sfere de apă.

Cu toate acestea, prima imagine a lentilelor din ochelari (ochelari de vedere) datează în jurul anului 1350. Invenția primului microscop compus este creditată lui Zacharias Janssen și tatălui său, Hans, în anii 1590. La sfârșitul anului 1609, Galileo a dat peste cap microscopul compus pentru a-și începe observațiile asupra cerului de deasupra lui, schimbând permanent percepția umană asupra universului. Robert Hooke și-a folosit microscopul compus auto-construit pentru a explora lumea microscopică, numită modelul pe care l-a văzut în felii de plută „celule” și și-a publicat numeroasele observații în „Micrographia” (1665). Studiile efectuate de Hooke și Leeuwenhoek au condus în cele din urmă la teoria germenilor și la medicina modernă.