Innehåll
- Linser i ett sammansatt mikroskop
- Avskilja mikroskopdelar och funktioner
- Mikroskoplinsers antika historia
- De första mikroskop
- Framsteg inom mikroskopteknik
- Linser av mikroskop idag
Att ta en titt i ett mikroskop kan ta dig till en annan värld. Hur mikroskop zoomar in på objekt i liten skala liknar hur glasögon och förstoringsglas kan låta dig se bättre.
Blandade mikroskop arbetar särskilt med ett arrangemang av linser för att bryta ljus för att zooma in på celler och andra exemplar för att ta dig in i en mikrostor värld. Ett mikroskop kallas ett sammansatt mikroskop när det består av mer än en uppsättning linser.
Blandade mikroskop, även känd som optiska eller ljusmikroskop, fungerar genom att få en bild att se mycket större genom två linssystem. Den första är okulär eller okularlins, som du tittar på när du använder mikroskopet som vanligtvis förstorar med ett intervall mellan fem gånger och 30 gånger. Den andra är objektiv linssystem som zoomar in med hjälp av magneter från fyra gånger upp till 100 gånger, och sammansatta mikroskop har vanligtvis tre, fyra eller fem av dessa.
Linser i ett sammansatt mikroskop
Det objektiva linssystemet använder ett litet fokalavstånd, avståndet mellan linsen och provet eller objektet som undersöks. Den verkliga bilden av provet projiceras genom objektivlinsen för att skapa en mellanliggande bild från ljuset som inträffar på linsen som projiceras på objektivt konjugerat bildplan eller det primära bildplanet.
Ändring av objektivförstoring ändrar hur denna bild skalas upp i denna projektion. De optisk rörlängd hänvisar till avståndet från objektets bakre fokalplan till det primära bildplanet i mikroskopkroppen. Det primära bildplanet är vanligtvis antingen i själva mikroskopkroppen eller i okularet.
Den verkliga bilden projiceras sedan på ögat på den person som använder mikroskopet. Den okulära linsen gör detta som en enkel förstoringslins. Detta system från objektiv till okulär visar hur de två linssystemen arbetar efter varandra.
Det sammansatta linssystemet låter forskare och andra forskare skapa och studera bilder i en mycket högre förstoring som de annars bara kunde uppnå med ett mikroskop. Om du skulle försöka använda ett mikroskop med en enda lins för att uppnå dessa förstoringar, skulle du behöva placera linsen mycket nära ögat eller använda en mycket bred lins.
Avskilja mikroskopdelar och funktioner
Att dissekera mikroskopdelar och funktioner kan visa dig hur de alla fungerar tillsammans när du studerar prov. Du kan grovt dela upp delar av mikroskopet i huvudet eller kroppen, basen och armen med huvudet upptill, basen i botten och armen däremellan.
Huvudet har en okularrör som håller okularet på plats. Okularet kan vara antingen monokulärt eller binokulärt, varav den senare kan använda en diopterjusteringsring för att göra bilden mer konsekvent.
Mikroskopets arm innehåller de mål du kan välja och placera för olika förstoringsnivåer. De flesta mikroskop använder linser 4x, 10x, 40x och 100x som fungerar som koaxiella vred som styr hur många gånger linsen förstorar bilden. Detta innebär att de är byggda på samma axel som vredet som används för fint fokus, som ordet "koaxial" skulle innebära. Objektivlinsen i mikroskopfunktion
Längst ner är basen som stöder scenen och ljuskällan som skjuter ut genom en bländare och låter bilden projicera genom resten av mikroskopet. Högre förstoringar använder vanligtvis mekaniska steg som låter dig använda två olika vred för att flytta både vänster och höger och framåt och bakåt.
Med rackstoppet kan du kontrollera avståndet mellan objektivlinsen och objektglaset för en ännu närmare titt på provet.
Att justera ljuset från basen är viktigt. Kondensatorer får det inkommande ljuset och fokuserar det på provet. Membranet låter dig välja hur mycket ljus som når provet. Linserna i ett sammansatt mikroskop använder detta ljus för att skapa bilden för användaren. Vissa mikroskop använder speglar för att reflektera ljus tillbaka på provet istället för en ljuskälla.
Mikroskoplinsers antika historia
Människor har studerat hur glas böjer ljus i århundraden. Den forntida romerska matematikern Claudius Ptolemy använde matematik för att förklara den exakta brytningsvinkeln om hur bilden av en pinne bryts när den placerades i vatten. Han skulle använda detta för att bestämma brytningskonstant eller brytningsindex för vatten.
Du kan använda brytningsindexet för att bestämma hur mycket ljusets hastighet ändras när det överförs till ett annat medium. För ett visst medium, använd ekvationen för brytningsindex n = c / v för brytningsindex n, ljusets hastighet i vakuum c (3,8 x 10)8 m / s) och ljusets hastighet i mediet v.
Ekvationerna visar hur ljus bromsar när man kommer in i media som glas, vatten, is eller något annat medium, oavsett om det är fast, vätska eller gas. Ptolemys arbete skulle visa sig nödvändigt för mikroskopi såväl som optik och andra fysikområden.
Du kan också använda Snells-lagen för att mäta vinkeln vid vilken en ljusstråle bryter när den kommer in i ett medium, ungefär på samma sätt som Ptolemaios drar. Snells lag är n1/ n2 = sinθ2/ sinö1 för θ1 som vinkeln mellan ljusstrålens linje och kanten på mediet innan ljus kommer in i mediet och θ2 som vinkeln efter att ljuset har kommit in. n1 och _N2__ _ är brytningsindex för medelljuset tidigare och mediumljuset kommer in.
När mer forskning gjordes började forskare dra fördel av glasets egenskaper runt det första århundradet e.Kr. Vid den tiden hade romarna uppfunnit glas och börjat testa det för dess användning för att förstora det som kan ses genom det.
De började experimentera med olika former och storlekar av glasögon för att ta reda på det bästa sättet att förstora något genom att titta igenom det inklusive hur det kunde rikta solstrålarna mot ljus i eld. De kallade dessa linser "förstoringsglas" eller "brinnande glasögon."
De första mikroskop
Nära slutet av 1200-talet började människor skapa glasögon med linser. År 1590 utförde två holländska män, Zaccharias Janssen och hans far Hans, experiment med linserna. De upptäckte att placering av linserna på toppen av den andra i ett rör kunde förstora en bild med mycket större förstoring än en enda lins kunde uppnå, och Zaccharias uppfann snart mikroskopet. Denna likhet med det objektiva linssystemet i mikroskop visar hur långt tillbaka tanken på att använda linser som ett system går.
Janssen-mikroskopet använde ett mässingsstativ som var ungefär två och en halv meter långt. Janssen skapade det primära mässingsröret som mikroskopet använde på cirka en tum eller en halv tum i radie. Mässingsröret hade skivor i basen såväl som i varje ände.
Andra mikroskopkonstruktioner började uppstå av forskare och ingenjörer.Några av dem använde ett system av ett stort rör som innehöll två andra rör som gled in i dem. Dessa handgjorda rör skulle förstora objekt och tjäna som grund för utformningen av moderna mikroskop.
Dessa mikroskop användes dock inte för forskare ännu. De skulle förstora bilderna nio gånger medan de lämnade de bilder de skapade svåra att se. År senare, 1609, studerade astronomen Galileo Galilei ljusets fysik och hur den skulle interagera med materien på sätt som skulle visa sig vara gynnsamma för mikroskopet och teleskopet. Han lade också till en enhet för att fokusera bilden till sitt eget mikroskop.
Den holländska forskaren Antonie Philips van Leeuwenhoek använde ett mikroskop med en enda lins 1676 när han skulle använda små glaskulor för att bli den första människan som observerade bakterier direkt och blev känd som "faren till mikrobiologi."
När han tittade på en droppe vatten genom linsen i sfären såg han bakterierna flyta runt i vattnet. Han fortsatte med att göra upptäckter i växtanatomi, upptäckte blodceller och göra hundratals mikroskop med nya sätt att förstora. Ett sådant mikroskop kunde använda förstoringen 275 gånger med en enda lins med ett dubbel-konvext förstoringssystem.
Framsteg inom mikroskopteknik
De kommande århundradena medförde fler förbättringar av mikroskoptekniken. På 1700- och 1800-talet förändrades mikroskopdesignen för att optimera effektiviteten och effektiviteten, såsom att göra själva mikroskopet mer stabilt och mindre. Olika linssystem och själva linsernas kraft behandlade frågorna om suddighet eller brist på tydlighet i bilder som mikroskop producerade.
Framstegen inom vetenskapens optik gav en större förståelse för hur bilder reflekteras på olika plan som linser kan skapa. Detta låter skaparna av mikroskop skapa mer exakta bilder under dessa framsteg.
På 1890-talet publicerade den tyska doktoranden August Köhler sitt arbete på Köhler-belysning som skulle distribuera ljus för att minska optiskt bländning, fokusera ljuset på mikroskopets ämne och använda mer exakta metoder för att kontrollera ljuset i allmänhet. Dessa teknologier förlitade sig på brytningsindex, storleken på bländarkontrasten mellan provet och mikroskopets ljus tillsammans med mer kontroll över komponenterna såsom membranet och okularet.
Linser av mikroskop idag
Linser idag varierar från dem som fokuserar på specifika färger till linser som gäller för vissa brytningsindex. Objektiva linssystem använder dessa linser för att korrigera för kromatisk avvikelse, färgskillnader när olika ljusfärger skiljer sig något i vinkeln vid vilken de bryter. Detta inträffar på grund av skillnaderna i våglängden för olika ljusfärger. Du kan ta reda på vilket objektiv som passar det du vill studera.
Akromatiska linser används för att göra brytningsindex för två olika våglängder samma. De prissätts i allmänhet till en överkomlig pris och används som sådan i stor utsträckning. Semi-apokromatiska linsereller fluoritlinser, ändra brytningsindex för tre ljusvåglängder för att göra dem desamma. Dessa används för att studera fluorescens.
Apokromatiska linserå andra sidan, använd en stor bländare för att släppa igenom ljus och uppnå en högre upplösning. De används för detaljerade observationer, men de är oftast dyrare. Planlinser adresserar effekten av fältskurvaturavvikelse, förlusten i fokus när en böjd lins skapar den skarpaste fokusen på en bild bort från planet som det är tänkt att projicera bilden på.
Nedsänkningslinser ökar bländarstorleken med en vätska som fyller utrymmet mellan objektivlinsen och provet, vilket också ökar bildens upplösning.
Med framsteg inom teknik för linser och mikroskop bestämmer forskare och andra forskare de exakta orsakerna till sjukdomar och specifika cellfunktioner som styrde biologiska processer. Mikrobiologi visade en hel värld av organismer bortom det blotta ögat som skulle leda till mer teoretisering och testning av vad det betydde att vara en organisme och hur livets natur var.