Mikroskop optyczny: definicja, działanie, typy i komponenty

Definicja mikroskopu optycznego

Mikroskop optyczny (lub mikroskop świetlny), który wykorzystuje promienie światła widzialnego i soczewkę do tworzenia powiększonego obrazu małych obiektów, mikroskopy optyczne zostały zaprojektowane około XVII wieku, więc jest to jeden z najstarszych mikroskopów.

Elementy mikroskopów optycznych

Mikroskop składa się z następujących części konstrukcyjnych:

Okular | Soczewka oka:

Okular stanowi część obserwacyjną mikroskopu, z której można obserwować obraz. Okular jest zasadniczo cylindrycznym tubusem z jedną lub więcej soczewkami przymocowanymi do górnej części tubusu. Okular nie dopuszcza do upadku soczewki oka ani do jej uszkodzenia. Zwiększa to przejrzystość soczewki.

Mikroskop optyczny Nikon Alphaphot
Elementy mikroskopu optycznego. źródło obrazu: GcG (jawp), Mikroskop optyczny Nikon Alphaphot, oznaczony jako domena publiczna, więcej informacji na ten temat Wikimedia Commons

Wieżyczka celu | Rewolwer lub rewolwerowy nosek:

Służą one do trzymania soczewek obiektywów i umożliwiania użytkownikowi obracania zgodnie z wymaganiami.

Soczewki obiektywu:

Soczewka obiektywu jest przymocowana do dolnego końca rurki mikroskopu i skierowana w stronę próbki. Mikroskop może mieć jeden lub więcej celów do zbierania światła odbitego od przedmiotu próbki. Soczewki obiektywów mikroskopowych są parafokalne, tzn. Nawet po zmianie soczewek obiekt próbki pozostaje ostry. Soczewki obiektywowe są używane w zależności od wymaganego powiększenia i apertury numerycznej. Wraz ze wzrostem powiększenia rośnie również apertura numeryczna. Wysokowydajne mikroskopy projektują specjalne pary obiektyw-okular dla lepszej wydajności.

Pokrętła ostrości:

Pokrętła ostrości mogą regulować poziom sceny w górę iw dół. Ta funkcja jest wymagana zwłaszcza do regulacji ostrości próbki o różnej grubości. We współczesnych mikroskopach scena jest ruchoma, a rura jest nieruchoma, podczas gdy starsze konstrukcje mikroskopowe miały rurę ruchomą, a stolik stacjonarny.

Zgrubna regulacja:

Za pomocą pokrętła regulacji zgrubnej można w dużym stopniu regulować ostrość próbki.

Optymalne ustawienie:

Precyzyjna regulacja umożliwia regulację ostrości preparatu w niewielkich ilościach lub bardzo drobiazgowo.

Etap mechaniczny:

Stolik stanowi platformę do trzymania próbki bezpośrednio pod soczewką obiektywu w celu obserwacji. Stolik może oświetlać lub przepuszczać wiązkę światła do próbki przez przezroczysty okrąg, na którym trzymany jest preparat. Stolik ma ramiona, które można precyzyjnie wyregulować, aby zabezpieczyć szkiełko na swoim miejscu dla różnych obiektywów mikroskopu. Scena jest zwykle ruchoma i można ją regulować w górę iw dół.

Źródło światła:

Mikroskop może mieć kilka typów źródeł światła. Proste mikroskopy wykorzystują światło słoneczne bezpośrednio do oświetlania próbki za pomocą lustra. Zaawansowane konstrukcje mikroskopowe mają sztuczne źródła światła zamocowane w stoliku mikroskopu do oświetlania próbki. Natężenie światła i jasność oprawy można zmieniać ręcznie w zależności od potrzeb użytkownika. Źródłem oświetlenia może być lampa halogenowa, dioda LED lub laser. Najdroższe mikroskopy są używane  Oświetlenie Köhler jako źródło światła.

Membrana | Skraplacz:

Kondensor to soczewka lub zestaw soczewek, które służą do skupiania promieni świetlnych od źródła światła do próbki. Kondensor posiada diafragmy lub filtry, których można użyć do dalszej regulacji intensywności oświetlenia. Niektóre metody oświetlenia wymagają, aby próbka była idealnie dopasowana do ścieżki optycznej; na przykład kontrast fazowy, różnicowy kontrast interferencyjny i ciemne pole.

Jakie są rodzaje mikroskopów optycznych?

Mikroskopy optyczne można ogólnie podzielić na trzy typy:

Prosty mikroskop:

W prostym mikroskopie do uzyskania wyprostowanego powiększonego obrazu wykorzystuje się zjawisko powiększenia kątowego. Takie mikroskopy mogą wykorzystywać pojedynczą soczewkę lub zestaw soczewek. Przykładami prostych mikroskopów są lupy, lupy, okulary teleskopów i okulary mikroskopów.

mikroskop optyczny
Prosty schemat promienia mikroskopu Źródło obrazu; Fontanny Bryn MawrProsty schemat mikroskopuCC BY-SA 3.0

Mikroskopy złożone:

W mikroskopie złożonym jedna soczewka służy do zbierania światła z próbki i ogniskowania jej rzeczywistego obrazu wewnątrz mikroskopu, a druga soczewka służy do dalszego powiększania tego rzeczywistego obrazu w celu utworzenia odwróconego obrazu pionowego. Te mikroskopy zapewniają znacznie większe powiększenia i są używane do kilku celów.

Schemat związku mikroskopu
Schemat promienia mikroskopu złożonego. Źródło obrazu: Fontanny Bryn MawrSchemat związku mikroskopuCC BY-SA 3.0

Mikroskop cyfrowy:

W mikroskopie cyfrowym obraz próbki jest pobierany za pomocą kamery cyfrowej i obserwowany za pomocą komputera. Konstrukcja mikroskopu może być częściowo lub całkowicie kontrolowana przez komputer. Niektóre mikroskopy mają CCD (urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym) zamiast okularu. Mikroskop cyfrowy pozwala na więcej szczegółowa analiza próbki próbki.

Nagroda Computex DnI Award 2008 Mikroskop cyfrowy AnMo Dino Lite
Mikroskop cyfrowy. Źródło obrazu: Rico Shena2008 Computex DnI Award AnMo Dino-Lite Mikroskop cyfrowyCC BY-SA 4.0

Jak działa mikroskop optyczny?

W standardowych mikroskopach złożonych próbka jest najpierw ustawiana, a następnie oświetlana zgodnie z wymaganiami dotyczącymi światła, a światło z próbki przejdzie przez obiektyw i utworzy wyprostowany rzeczywisty obraz za pomocą rurki ochronnej mikroskopy i punktu, w którym znajduje się rzeczywisty obraz utworzone jest ogólnie znane jako ognisko soczewki okularu. Promień z tego punktu przejdzie przez soczewkę okularu, aby ostatecznie wytworzyć odwrócony, powiększony obraz obiektu próbki. W przypadku kilku mikroskopów matryca CCD w tubusie mikroskopowym zastępująca soczewkę okularu na tym powiększonym obrazie zostanie utworzona w komputerze.

Co to jest cel immersyjny?

Wraz ze wzrostem powiększenia obiektywu zmniejsza się jego rozdzielczość i nie jesteśmy w stanie prawidłowo rozróżnić dwóch punktów. Aby więc zwiększyć rozdzielczość obrazu, należy zwiększyć aperturę numeryczną. Ponieważ apertura numeryczna jest wprost proporcjonalna do współczynnika załamania światła ośrodka, jeśli zwiększymy współczynnik załamania ośrodka, w którym trzymana jest soczewka obiektywu, apertura numeryczna wzrośnie. Dlatego używa się obiektywów immersyjnych. Aperturę numeryczną można osiągnąć nawet 1.6, używając obiektywu immersyjnego w olejku.

Wiedzieć o częściach do teleskopów wizyta tutaj

Przeczytaj także:

Zostaw komentarz