Как выбрать микроскоп

4 января

как выбрать микроскоп


Из чего состоит микроскоп? В чем разница между коллектором и конденсором? Что лучше: цифровой или механический микроскоп? В каких случаях можно обойтись грубой фокусировкой? Что такое метод «Светлого поля»?

На эти и другие вопросы отвечаем в нашей статье.

Конструкция: окуляр, объектив и другое

Микроскоп — сложная оптическая конструкция, которая состоит из большого числа различных деталей. Окуляр представляет собой систему линз в металлическом тубусе (цилиндре). Через окуляр человек рассматривает объект. Его нижняя линза необходима для фокусировки на объекте, верхняя — для наблюдения за ним. Окуляры различаются кратностью увеличения. Она пишется на корпусе и бывает «10х», «20х» и выше.

Объектив — одна из важнейших частей микроскопа, благодаря которой можно детально разглядеть то, что не видно невооруженным взглядом. Объектив имеет сложную конструкцию, в которой бывает до 14 линз. Кратность увеличения написана на самом объективе и бывает от «0.75х» до «120х».

Как правило, на одном микроскопе установлено несколько объективов с разной кратностью увеличения. Все они крепятся в гнезда револьвера, с помощью которого легко и быстро меняются между собой.

Лайфхак: чтобы определить кратность увеличения микроскопа, умножьте увеличение окуляра на увеличение объектива.

Предметный столик, который используют для расположения изучаемого предмета, бывает подвижным и неподвижным. Подвижность столика — «фишка для продвинутых микроскоперов» и пригодится только в тех случаях, когда нужно максимально увеличить изучаемый предмет.

Для улучшения качества наблюдения используется подсветка. Она реализовывается в виде:

  • зеркала — самый простой и бюджетный вид. Зеркало отражает попадающий на него свет (естественный или искусственный) и направляет отраженные лучи на объект изучения;
  • лампа накаливания — еще один экономичный вариант. Дает достаточное освещение, но при этом нагревается, из-за чего могут пересушиваться или даже погибать «живые» объекты наблюдения;
  • светодиоды и галогеновые лампы — дают хорошее белое или желтое свечения и при этом не нагреваются. В большинстве моделей с таким источником можно регулировать яркость. В этом заключается его универсальность.

Подсветка бывает верхней — для непрозрачных или полупрозрачных объектов, и нижней — для прозрачных предметов.

Регулировать освещение помогают конденсор и коллектор. Конденсор состоит из нескольких линз и предназначен для увеличения концентрации света на исследуемом предмете. Коллектор находится между конденсором и предметным столиком и помогает регулировать интенсивность освещения.

Механическую часть микроскопа составляют: подставка, кронштейн и регулировочные винты.

Назначения и типы

Медицинский микроскоп

Микроскопы можно разделить между собой по назначению. Детские и учебные подойдут, чтобы сделать первый шаг к науке. У них слабое увеличение, простое устройство и низкая цена. Правда, разглядеть всю красоту луковичной шелухи в них не получится.

Биологические, лабораторные и медицинские обладают большой кратностью увеличения. С их помощью проводятся более серьезные исследования. По устройству они сложнее, а по стоимости выше.

Микроскопы для прикладных работ предназначены для операций, требующих большой точности. Ими пользуются ювелиры, зоологи, ботаники, часовые мастера. С их помощью не рассмотришь клетку растения, но с легкостью переместишь мелкую детальку в нужное место.

Стереоскопические, или инструментальные микроскопы позволяют наблюдать не очень мелкие изображения в формате 3D.

Исходя из «начинки» можно выделить 2 типа микроскопов:

  • оптический — полностью механические устройства. Качественные модели позволяют рассмотреть различные грибки и микроорганизмы;
  • цифровой — имеют возможность подключения к компьютеру, куда можно сохранить цифровое изображение изучаемого объекта.

Интересно знать: первый в мире микроскоп появился в 1590 году, а создал его голландский ученый Янсон.

Все об окулярах и объективах

Микроскоп

Окуляр и объектив — две самые важные части микроскопа, которые позволяют рассмотреть мир в мельчайших деталях. В свою очередь, каждая из этих частей имеет свои разновидности. Окуляр или окулярная насадка бывает трех видов:

  • монокулярная — предназначена для наблюдения за объектом только одним глазом. Подойдет для непродолжительных любительских исследований;
  • бинокулярная — имеет два окуляра для двух глаз. Подходит для длительных самостоятельных наблюдений;
  • тринокулярная — имеет три окуляра, один из которых нужен для установки камеры и вывода изображения на экран. Это удобно для занятий в группе.

Некоторые модели микроскопов вместо окуляров оснащаются цифровым дисплеем. «Цифра» удобнее и функциональнее. С ней лучше проводить групповые занятия, в том числе онлайн. Еще существуют специальные измерительные окуляры. На них есть шкала для определения точного размера и сетка для расчета площади объекта.

Объективы делятся на иммерсионные и сухие (безиммерсионные). Их отличие заключается в том, что при применении иммерсионной микроскопии между объективом и изучаемым объектом вводится жидкость. Благодаря этому удается получить изображение более высокого качества и с высоким разрешением.

Чтобы понять, что перед вами устройство с иммерсионным объективом, изучите маркировку. На объективах с масляной иммерсией пишут МИ или Oil, на водных — ВИ или W, силиконовые обозначаются S.

По типу оптической коррекции окуляры делят на:

  • ахроматические — позволяют частично устранить цветовые искажения;
  • апохроматические — убирают цветовое искажение полностью;
  • планахроматические — обеспечивают четкость и резкость изображения по всему полю зрения, поэтому используются для малых увеличений;
  • полупланахроматические — в составе стекла содержат флюорит, что позволяет проводить исследования в УФ-диапазоне.

Интересно знать: Галилей всего за 24 часа смог улучшить микроскоп Янсона и из размытой картинки получить четкое изображение.

Характеристики: фокусировка, коррекция диоптрий и другое

Фокусировка — это способ прицеливания (наведения) линзы. Она бывает:

  • грубой — с помощью специального винта объектив приближается или отдаляется с шагом 0.2–2 мм. Такой фокусировки достаточно при увеличении до 400 крат;
  • точной — настройка происходит с шагом 0.001–0.2 мм. Такая фокусировка позволит рассмотреть объект в мельчайших подробностях.

Для школьных и детских микроскопов допустимо наличие только грубой фокусировки, но для более подробных, серьезных исследований необходима точная фокусировка. Лучше всего выбирать модели с наличием двух видов фокусировок.

Тем, кто носит очки подойдут устройства с функцией корректировки диоптрий. Она позволяет регулировать изображение под зрение от −6 до +6. Это удобно, поскольку можно не использовать очки в процессе работы.

От разрешающей способности зависит, насколько четкую и резкую картинку вы получите. Лучше всего выбирать модели с разрешающей способностью не менее 0.2 мкм.

Регулировка и другие характеристики

Под микроскопом

Основное предназначение микроскопа — увеличение изображения. От типа его регулировки зависит качественный уровень наблюдения. Регулировка увеличения бывает:

  • ступенчатая — для нее в объективе устанавливается несколько линз с разным увеличением;
  • плавная — обеспечивается Zoom-объективами, изменяя фокусное расстояние с помощью специального винта.

Удобство использования также зависит и от угла наклона окулярной насадки. Он может варьироваться от 0° до 360°. Также важно учитывать угол наклона окулярных тубусов. Его нужно подбирать индивидуально. Если выбрать устройство с неподходящим углом наклона, можно вместе с микроскопом приобрести проблемы с шеей. Лучше покупать модели, в которых наклон регулируется.

Все люди имеют разное расстояние между зрачками. Этот фактор тоже нужно учитывать, приобретая микроскоп с бинокулярной насадкой. У взрослых людей межзрачковое расстояние бывает от 54 до 74 мм, у детей оно меньше. Лучше всего выбирать модели с возможностью регулировки межзрачкового расстояния. В таких устройствах один из окулярных тубусов подвижен.

Лайфхак: чтобы измерить расстояние между зрачками, возьмите линейку с миллиметровыми делениями. Затем встаньте на расстоянии 20 см от зеркала, держа голову прямо. Закройте правый глаз. Нулевое деление линейки расположите на уровне центра левого зрачка. Держите линейку параллельно линии бровей. Откройте правый глаз и измерьте расстояние до центра правого зрачка. Чтобы повысить точность, проведите измерения несколько раз.

Материал корпуса и линз

Чтобы микроскоп прослужил долго и качество изображения при этом не страдало, нужно выбирать модели, выполненные из качественных материалов. Корпус устройства может быть выполнен из пластика или металла. Первый вариант используется в недорогих моделях. Имеет слабую защиту от механических воздействий. Металлический корпус — дороже, но долговечнее и «сильнее».

Линзы также производятся из различных материалов:

  • пластик — применяется в бюджетных моделях, не дает четкого изображения, портится;
  • оптическое стекло — это специальное стекло, которое покрыто несколькими слоями просветляющего покрытия.

Лайфхак: чтобы микроскоп прослужил дольше, храните его в полиэтиленовом чехле или под стеклянным колпаком. Это защитит его от пыли и случайных механических повреждений.

Методики исследований

Существует несколько методик, с помощью которых проводятся микроскопические исследования веществ: метод светлого поля, темного поля, фазовый контакт, поляризованный свет.

Метод светлого поля основан на прохождении пучка света через объект и объектив. Для исследования прозрачных объектов, разные части структуры которых по-разному поглощают свет он проводится в проходящем свете, а для изучения непрозрачных объектов, разные части структуры которых по-разному отражают свет — в отраженном свете.

Метод темного поля нужен для изучения препаратов, которые не поглощают свет и являются невидимыми при использовании метода светлого поля. Проводится:

  • в проходящем свете — лучи не попадают в объектив, а изображение создается с помощью света, который рассеивают мелкоструктурные части объекта наблюдений;
  • в отраженном свете — осуществляется при помощи специальной лампы, которая расположена вокруг объектива. Картинка получается за счет лучей, которые препарат рассеивает. Те лучи, которые от него отразились в объектив не попадают.

Метод исследования в поляризованном свете используется для исследования предметов, которые имеют двойное лучепреломление. Чтобы его осуществить, нужно добавить поляризатор перед осветительным устройством и анализатор — после объектива.

Для изучения невидимых невооруженным взглядом препаратов используется фазово-контрастный метод, основанный на преобразовании невидимых фазовых изменений светового пучка, которые создают исследуемые объекты, в видимые для человека. В результате можно увидеть либо темное изображение на светлом фоне, либо светлое изображение на темном фоне. Для реализации этого метода нужны специальные элементы с фазовыми и световыми кольцами.

Выводы

Микроскоп-вывод


Итак, чтобы выбрать хороший микроскоп, нужно:

  • 1. Знать, из чего состоит микроскоп. Наиболее важные его детали — окуляр и объектив: от них зависит увеличение и качество изображения. Также важно обратить внимание на подсветку. Лучше всего выбрать модель со светодиодной или галогеновой подсветкой и функцией регулировки яркости освещения.
  • 2. Определиться с целью приобретения. Существуют микроскопы для тех, кто только начинает знакомиться с этим устройством: детские и учебные. Для тех, кто занимается более серьезными исследованиями понадобиться более серьезное устройство: биологический, медицинский или лабораторный микроскоп. Для часовых мастеров или ювелиров подойдут устройства для прикладных работ. Также стоит учесть тип: оптический дает возможность только изучать препарат, а с помощью цифрового можно вывести изображение на компьютер и сохранить в цифровом виде.
  • 3. Уделить внимание окуляру и объективу. По отношению к окуляру важно решить, нужна вам монокулярная, бинокулярная или тринокулярная насадка. Бинокулярная удобнее монокулярной, а на тринокулярную дополнительно устанавливается камера. Объективы бывают иммерсионные и сухие. Иммерсионные имеют буквенную маркировку, в которой буква означает тип иммерсионной жидкости. Также объективы имеют разные типы оптической коррекции.
  • 4. Обратить внимание на характеристики. Если у вас плохое зрение, берите модель с функцией корректировки диоптрий. Уточните наличие грубой и точной фокусировки: для увеличения до 400 крат достаточно грубой, для увеличения больше 400 крат необходима точная. Не забывайте о разрешающей способности: рекомендуется покупать устройство с минимальным разрешением в 0.2 мкм. Чтобы пользоваться микроскопом было удобно, обращайте внимание на систему регулировки увеличения, возможность изменять угол наклона окулярной насадки и окулярных тубусов, расстояние между зрачками.
  • 5. Не забыть про материал корпуса и линз. Для долгой службы и качественной картинки лучше приобретать металлический микроскоп с линзами из оптического стекла.
  • 6. Решить, какую методику исследований вы будете использовать. Существуют методы светлого и темного поля, поляризованного света и фазово-контрастный метод. Для некоторых исследований понадобится дополнительное оборудование.

Теперь вы знаете все, чтобы выбрать свой личный микроскоп. Покупайте — и изучайте окружающий мир в деталях!

Рейтинг статьи:

 рейтинг: 5  голосов: 2