Использование микроскопа в медицине для биохимических исследований: виды, назначение, описание

Развитие микроскопирования открыло новые горизонты для многих отраслей науки и техники, медицина также не стала исключением. Сейчас довольно трудно представить диагностические и лабораторные мероприятия, проведенные без применения микроскопа. Наиболее часто используют в медицинской практике такие врачи, как стоматологи, нейрохирурги, офтальмологи.

Использование микроскопа в медицине не только облегчает и делает работу докторов комфортной, но и открывает совершенно новые горизонты и перспективы для диагностики, как консервативного, так и оперативного лечения.

Что это означает?

Оперативное лечение на более мелком, микроскопическом уровне, дает возможность проводить малоинвазивные оперативные вмешательства, которые имеют максимум плюсов, и минимум осложнений. Медицинские исследования с использованием микроскопов помогают выявить и предупредить опасные инфекции и вирусные заболеваний человека.

И все эти преимущества стали возможными благодаря применению современного оптического инструмента – микроскопа.

Микроскоп медицинский: классификация различных моделей встречающихся в лабораториях и учреждениях:

1. Оптические приборы – универсальные по своему предназначению, позволяющие проводить многочисленные виды микроскопирования.
2. Электронные модели – характеризуются высоким показателем увеличения.
3. Цифровые устройства – кроме повышенной мощности отличаются наличием экрана, который заменяет окуляр.
4. Оптико-цифровые аппараты – включают в себя функции двух видов микроскопов.

Микроскопы для медицинских исследований предназначены, прежде всего, для оценки мельчайших структур на уровне клетки. С такой информацией специалист окажет правильную помощь с наименьшими рисками для здоровья пациента.

Медицинские микроскопы разделяются по своему предназначению:

• Микроскопы лабораторные, например, микроскопы медицинские для биохимических исследований;
• Стоматологические микроскопы;
• Хирургические микроскопы;
• Офтальмологическая аппаратура;
• Оториноларингологические микроскопы.

Микроскопические системы для лабораторных исследований, например, для проведения биохимических, цитологических, гистологических и иных исследований имеют кардинальные отличия от микроскопов медицинского назначения. Тонкая организация такого оборудования может творить буквально чудеса по сравнению со временем без современного оптического оборудования. Одним из наиболее высокотехнологичных микроскопов считается офтальмологический микроскоп. С его помощью врачи проводят оперативные вмешательства на клеточном, микронном уровне, благодаря чему стали возможными высокоэффективные и в тоже время щадящие операции по поводу катаракты, близорукости и дальнозоркости. Благодаря 40-кратному увеличению у медиков есть возможность выполнять ювелирную работу на человеческих глазах. Помимо высокой эффективности такой оперативной техники время восстановления и реабилитации значительно сокращается по сравнению с обычными оперативными вмешательствами.

Стоматологические микроскопы имеют свои технологические характеристики, а их увеличение в среднем составляет около 25 крат. Без данного оборудования стоматологам было бы просто невозможно проводить прицельную терапию зубных каналов, что в принципе невозможно сделать без применения такого оптического инструментария. Стоматологические микроскопы не только позволяют качественно выполнить лечение и реставрацию зубов, но и сохранить их, не проводя удаление.

Микроскоп в медицине, которые используются в хирургической практике, имеют некоторые отличия от всего остального оптического оборудования, используемого в стоматологической либо офтальмологической, лабораторной практике. Такие приборы имеют расширенное поле зрения для более масштабной визуализации операционного поля, имеют увеличенную яркость и резкость. Также нюансом такого вида оборудования является то, что такие микроскоп имеют возможность плавного изменения увеличения для комфортной работы хирурга.

Новое поколение оптического оборудования, предназначенного для медицинской деятельности, весьма просты в эксплуатации и не требуют какой-либо дополнительной подготовки врачей для работы с ними.

Анатомические формы окуляра с возможностью изменения межзрачкового расстояния, встроенная осветительная система – все это дает возможность комфортно работать врачам на данном оборудовании даже длительное время.

Значение микроскопа и его возможности

 

Микроскоп представляет собой уникальный прибор, призванный увеличивать микроизображения и измерять размеры объектов или структурные образования, наблюдаемые через объектив. Эта разработка удивительна, а значение изобретения микроскопа чрезвычайно велико, ведь без него не существовало бы некоторых направлений современной науки.

Отметим, что изобретение микроскопа является, выдающимся событием в науке начиная от Средневековья и до настоящего времени, потому что при помощи устройства представилась возможность открыть множество новых предметов для научного обсуждения.

В XX в. появились различные виды микроскопов, имеющие разное назначение, конструкцию, позволяющие изучать объекты в широких диапазонах спектра. Современные микроскопы представляют собой совершенные приборы, позволяющие получать большие увеличения с высокой разрешающей способностью. Разрешающая способность определяется расстоянием, на котором два соседних элемента структуры могут быть еще видимы раздельно.

Современные разработки микроскопов позволили создать микроскопы разных видов: оптический, электронный, сканирующий зондовый, рентгеновский, дифференциальный интерференционно-контрастный.

Современный мир невозможно представить без использования микроскопа, каким образом бы развивались без него такие области человеческой деятельности как иммунология и генетика, металлургия и геология, биология и медицина, криминалистика и петрография, а также огромное число других.

Применение современных микроскопов в отраслях науки и экономики позволяет делать и осуществлять разработки и достижения невозможные без него, а именно: разрабатывать безопасные и эффективные медицинские препараты, ставить верный диагноз, помогающий излечить различные заболевания, создавать новые виды синтетических материалов, налаживать производство электронной техники и высокоточных приборов и др.

Во всех школах, университетах, академиях имеются лаборатории, оборудованные микроскопами. Микроскопы делают очень простым приобщение обучающихся к исследованиям, целью которых является активное познание окружающего нас материального мира [1]. При помощи наглядности, достигаемой только с микроскопом, освоение учебного материала получается более эффективным. Он выступает в качестве действительно незаменимого инструмента, без которого в современных условиях стало невозможно заниматься исследовательской и научной деятельностью. Любое лабораторное оборудование включает в свой перечень микроскоп.

Для выполнения практической части моей работы, целью которой является изучение микроскопа и его возможностей, мне понадобился микроскоп и опытные образцы. В качестве опытных образцов были взяты: гриб мукор, поперечный срез листа сосны, нитчатая водоросль, спороносный колосок хвоща, спорогоний кукушкиного льна, сорус папоротника, мужская шишка сосны. Я взяла образцы, поместила их под микроскоп, внимательно рассмотрела, затем сфотографировала их.

Этапы выполнения опыта:

1. Подготовка микроскопа к работе: протираем объективы и окуляр чистой ватой, выбираем объектив, включаем лампу и направляем свет в объектив микроскопа.
2. Приготовление опытных образцов: гриба мукор, поперечного среза листа сосны, нитчатой водоросли, спороносного колоска хвоща, спорогония кукушкиного льна, соруса папоротника, мужскую шишку сосны.

Подготавливаем предметное стекло, тщательно промыв его водой. Затем кладём поочередно каждый из опытных образцов на предметное стекло.

3. Исследование опытных образцов под микроскопом. Помещаем поочередно каждый из указанных готовых опытных образцов на предметный столик микроскопа под зажимы. Рассматриваем объект.

В табл. 1 представлена краткая характеристика исследуемых образцов.

 

Таблица 1

Краткая характеристика опытных образцов, рассмотренных под микроскопом

Название препарата	Краткая характеристика
1. Гриб мукор	род низших плесневых грибов класса зигомицетов, который включает около 60 видов. Широко распространены в верхнем слое почвы, также развиваются на продуктах питания и органических остатках
2. Кукушкин лен	относится к мхам. Коробочка спорогона имеет удлиненный с заостренным концом колпачок. Внешне он сходен с кукушкой, откуда и произошло название данного мха
3. Лист сосны	у сосны, как и у большинства хвойных, лист имеет особую игольчатую форму и называется хвоей.
4. Нитчатая водоросль	представляет собой тонкие зеленые нити. По текстуре они мягкие и склизкие на ощупь. При извлечении из воды сразу теряют форму и обвисают. Нитчатая водоросль — это причина цветения воды
5. Спороносный колосок хвоща	состоит из спорофиллов — видоизмененных листьев, имеющих форму многогранной пластинки в виде щитка на ножке. Хвощ — это многолетнее травянистое растение, прямостоячее, достигает в высоту иногда от 40 до 60 см.
6. Сорусы папоротников	особые структуры, расположенные обычно на нижней стороне листа.
7. Мужская шишка сосны	Шишка представляет собой видоизмененный побег. Мужские шишки сосны зеленовато-желтого цвета собраны в густые колосовидные «соцветия» у основания удлиненных молодых побегов.

 

Далее на рис. 1–7 проиллюстрированы сфотографированные в ходе выполнения опыта изображения опытных образцов под микроскопом.

Рис. 1. Гриб мукор на хлебе и под микроскопом

 

Рис. 2. Лист сосны в природе и поперечный срез листа сосны под микроскопом

 

Рис. 3. Нитчатая водоросль в природе и под микроскопом

 

Рис. 4. Спороносный колосок хвоща в природе и под микроскопом

 

Рис. 5. Спорогоний кукушкиного льна в природе и под микроскопом

 

Рис. 6. Сорус папоротника в природе и под микроскопом

 

Рис. 7. Мужская шишка сосны в природе и под микроскопом

 

Резюмируя результаты выполненного мною опыта, заключим следующее:

‒          научилась подготавливать опытные образцы для изучения их под микроскопом.

‒          научилась работать с микроскопом.

‒          увидела, как выглядят опытные образцы под микроскопом.

‒          узнала, что гриб мукор, поперечный срез листа сосны, нитчатая водоросль, спороносный колосок хвоща, спорогоний кукушкиного льна, сорус папоротника, мужская шишка сосны состоят из клеток и спор.

‒          поняла, что с помощью микроскопа можно узнать и увидеть много нового и интересного невидимого глазу человека.

На основе выше обозначенного отметим следующее:

‒          микроскопы позволяют определять размеры и форму, строение и иные характеристики невидимых невооруженным глазом тел;

‒          современные исследовательские приборы имеют мощный функционал;

‒          изобретение микроскопа подарило человечеству уникальную возможность заглянуть в микромир, увидеть своими глазами самых опасных врагов человечества — бактерий и вирусов, находить методы борьбы с ними, ставить правильные диагнозы при лечении сложных заболеваний;

‒          без наличия микроскопа научные исследования в любой отрасли науки невозможны. Более того, альтернативы микроскопу нет [2].

 

Литература:

 

1.      Какое значение имело изобретения микроскопа — URL: http://fb.ru/article/191110/kakoe-znachenie-imelo-izobretenie-mikroskopa-istoriya-izobreteniya-mikroskopa (дата обращения: 17.01.2018).
2.      Микроскопы вчера и сегодня — URL: http://www.more-letom.ru/shoping_4/mikroskopy-vchjera-i-sjegodnja.htm (дата обращения: 26.01.2018).

Электронный микроскоп | инструмент | Британика

тунеядство

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Эрнст Руска Кит Робертс Портер Аарон Клуг Хью Эсмор Хаксли

Похожие темы:

сканирующий туннельный микроскоп просвечивающий электронный микроскоп экологический сканирующий электронный микроскоп сканирующий электронный микроскоп автоэмиссионный микроскоп

См. все сопутствующие материалы →

электронный микроскоп , микроскоп с чрезвычайно высоким разрешением, использующий электронный луч вместо луча света для освещения объекта исследования.

История

Фундаментальные исследования, проведенные многими физиками в первой четверти 20-го века, показали, что катодные лучи (то есть электроны) можно каким-то образом использовать для увеличения разрешения микроскопа. Французский физик Луи де Бройль в 1924 открыл путь, выдвинув предположение, что электронные пучки можно рассматривать как форму волнового движения. Де Бройль вывел формулу для их длины волны, которая показала, что, например, для электронов, ускоренных на 60 000 вольт (или 60 киловольт [k]), эффективная длина волны будет равна 0,05 ангстрема (Å), т. е. 1/100 000 длины волны зеленого. свет. Если бы такие волны можно было использовать в микроскопе, то это привело бы к значительному увеличению разрешения. В 1926 г. было продемонстрировано, что магнитные или электростатические поля могут служить линзами для электронов или других заряженных частиц. Это открытие положило начало изучению электронной оптики, и к 1931 Немецкие инженеры-электрики Макс Кнолль и Эрнст Руска изобрели двухлинзовый электронный микроскоп, который давал изображения источника электронов. В 1933 году был построен примитивный электронный микроскоп, который отображал образец, а не источник электронов, а в 1935 году Нолл получил отсканированное изображение твердой поверхности. Вскоре разрешение оптического микроскопа было превзойдено.

Еще из Britannica

Металлургия: Электронная микроскопия

Немецкий физик Манфред, фрейхерр (барон) фон Арденн и британский инженер-электронщик Чарльз Оутли заложили основы просвечивающей электронной микроскопии (в которой электронный пучок проходит через образец) и сканирующей электронной микроскопии (в которой электронный пучок выбрасывается из образца). другие электроны, которые затем анализируются), которые наиболее заметны в книге Арденна 9.0033 Электронная микроскопия (1940). Дальнейший прогресс в конструкции электронных микроскопов задержался во время Второй мировой войны, но получил толчок в 1946 г. с изобретением стигматора, компенсирующего астигматизм объектива, после чего производство стало более массовым.

Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) позволяет получать изображения образцов толщиной до 1 микрометра. Высоковольтные электронные микроскопы похожи на ПЭМ, но работают при гораздо более высоких напряжениях. Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), в котором пучок электронов сканирует поверхность твердого объекта, используется для построения изображения деталей структуры поверхности. Сканирующий электронный микроскоп окружающей среды (ESEM) может генерировать сканированное изображение образца в атмосфере, в отличие от SEM, и подходит для изучения влажных образцов, включая некоторые живые организмы.

Комбинация методов привела к появлению сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (STEM), который сочетает в себе методы TEM и SEM, и электронно-зондового микроанализатора, или микрозондового анализатора, который позволяет проводить химический анализ состава материалов. использование падающего электронного луча для возбуждения испускания характеристического рентгеновского излучения химическими элементами в образце. Эти рентгеновские лучи обнаруживаются и анализируются спектрометрами, встроенными в прибор. Микрозондовые анализаторы способны генерировать электронно-сканированное изображение, так что структуру и состав можно легко сопоставить.

Другим типом электронного микроскопа является автоэмиссионный микроскоп, в котором сильное электрическое поле используется для вытягивания электронов из проволоки, закрепленной в электронно-лучевой трубке.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас

Принципы работы

Хотя в принципе между оптическим и электронным микроскопами есть сходство, на практике они сильно различаются. Обычный электронный микроскоп требует, чтобы электронный пучок находился в вакууме, потому что электроны обычно не могут перемещаться на заметное расстояние в воздухе при атмосферном давлении. Колонка электронного микроскопа откачивается насосами, а образцы и другая необходимая аппаратура вводятся в вакуум с помощью воздушных шлюзов. В отличие от оптического микроскопа, в котором линзы имеют фиксированный фокус и расстояние между образцом и объективом варьируется, электронный микроскоп имеет линзы с переменным фокусом, а расстояние между образцом и объективом и расстояние между линзами остаются постоянными. Увеличение определяется в основном величиной тока (для магнитных линз) через промежуточную и проекционную катушки линз. Изображение фокусируется изменением тока через катушку объектива. Еще одно отличие состоит в том, что оптический микроскоп обычно работает так, что изображение является виртуальным, тогда как в электронном микроскопе конечное изображение неизменно реально и визуализируется на флуоресцентном экране или записывается для изучения на фотопластинку в традиционных приборах или— чаще в сегодняшней лаборатории — на системе цифровой обработки изображений.

В оптическом микроскопе изображение формируется за счет поглощения света образцом; в электронном микроскопе изображение возникает в результате рассеяния электронов атомами в образце. Тяжелый атом более эффективен в рассеянии, чем атом с низким атомным номером, а присутствие тяжелых атомов увеличивает контрастность изображения. Для этой цели электронный микроскоп может включить в образец более тяжелые атомы.

В ранних микроскопах использовались электростатические линзы, но в современных приборах используются электромагнитные линзы. Они состоят из соленоида из проволоки вместе с магнитным полюсом, который создает и концентрирует магнитное поле. Линзы, используемые для конденсорно-проекционной системы микроскопа, отличаются от линз объектива только в деталях. Например, производственные и рабочие допуски для конденсора или объектива проектора менее требовательны, чем для объектива.

Усилия по улучшению разрешающей способности электронного микроскопа привели к созданию однопольного конденсорно-объективного объектива с малыми аберрациями. В таком объективе верхняя часть выступает в роли конденсора, а нижняя — в роли объектива; образец помещается в центр линзы, где аксиальное магнитное поле (поле вдоль оси прибора) максимально.

Все электронные линзы демонстрируют сферическую аберрацию, дисторсию, кому, астигматизм, кривизну поля и хроматическую аберрацию из-за различий в длинах волн электронного луча. Такие изменения скорости электронов могут быть связаны либо с изменением подачи высокого напряжения на электронную пушку, либо с потерями энергии при столкновениях электронов с атомами в образце. Первый эффект можно свести к минимуму тщательной стабилизацией высоковольтного источника питания; а для очень тонких образцов и обычно используемых высоких энергий электронов вторым эффектом обычно можно пренебречь. В конечном итоге разрешающая способность микроскопа ограничена сферической аберрацией объектива. Эту аберрацию невозможно исправить, добавив вторую линзу с противоположными характеристиками, как это можно сделать для оптического микроскопа, потому что магнитоэлектронные линзы всегда сходятся. Компьютерное проектирование линз привело к значительному улучшению характеристик, но электронные линзы по-прежнему требуют гораздо меньших числовых апертур, чем оптические линзы, для оптимальной работы.

Астигматизм в электронном микроскопе в значительной степени обусловлен отклонениями от цилиндрической симметрии в радиальных компонентах магнитного поля объектива и является результатом несовершенства конструкции объектива. Взаимодействие электронного луча с молекулами остаточного газа в столбе может также приводить к отложениям вдоль пути луча, которые заряжаются под действием луча и вносят асимметрию. Астигматизм обычно можно полностью исправить с помощью стигматоров, прикрепленных к объективу.

Сэвил Брэдбери Дэвид С. Джой Брайан Дж. Форд

Что такое микроскоп? Функция и увеличение

Совместное использование означает заботу!

У нас есть серия постов, посвященных всем аспектам микроскопов.

I. Общие сведения и введение
Что такое микроскоп? – Функция и увеличение
Кто изобрел микроскоп? — История микроскопии
Микроскопы одинаковы? – Типы микроскопов

II. Компоненты микроскопа
III. Специализированные микроскопы
IV. Практические руководства по работе с вашими микроскопами

В этой статье рассматривается

Микроскопы открывают дверь в маленькую страну чудес!

Клетки являются строительными блоками всех живых организмов, но они слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. С помощью микроскопов мы можем усилить способность видеть эти крошечные клетки. Есть также много крошечных существ, которых мы не можем увидеть невооруженным глазом, таких как планктон и бактерии.

Ниже представлена ​​шкала длины биологических объектов и типов микроскопов и подходов к их исследованию.

[На этом рисунке] Биологическая шкала от одного атома до тела человека.

---

Обзор микроскопов

Что такое микроскоп? Микроскоп — это инструмент, используемый для наблюдения за объектами, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Микроскопы обычно используются в научных лабораториях и классах для визуализации всевозможных крошечных объектов, таких как клетки, микроорганизмы, тканевые структуры, материалы и электроника. Микроскопы обеспечивают увеличение (увеличение изображения) и придают изображениям контраст (делят их на фоне). Для этого микроскопы состоят из нескольких линз для увеличения, каждая линза имеет свою собственную силу увеличения и силу фокусировки.

[На этом рисунке] Название «микроскоп» произошло от двух слов — «микро» и «скоп».
«Микро» означает маленький или крошечный. «Область» означает просмотр или наблюдение. Следовательно, микроскоп можно понимать как инструмент для наблюдения за крошечными предметами.

---

Что могут микроскопы?

Увеличение микроскопов может помочь нам увидеть многие вещи, которые слишком малы, чтобы наблюдать их невооруженным глазом. Основное применение микроскопов — научные исследования. На самом деле микроскопы могут больше. Вот несколько примеров:

Микробиология — Микроскопы позволяют нам видеть вещи, которые мы никогда раньше не видели. Это именно то, что Антони ван Левенгук сделал в конце 1600-х годов, чтобы сделать первые наблюдения бактерий и простейших. Микроскопия с использованием специальных методов окрашивания, таких как окрашивание по Граму, позволяет нам идентифицировать патогены, вызывающие заболевания.

Биология клетки – Микроскопия является основным инструментом для изучения функционирования органелл и цитоскелета в клетках. Многие исследования дают представление о механизме заболеваний.

Физиология и медицина человека – Гистологический анализ срезов тканей органов и мазка крови позволяет диагностировать многие заболевания.

Репродуктивная медицина – Без точной инъекции под микроскопом экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) невозможно.

[На этом рисунке] Применение микроскопов: (A) Окрашивание бактерий по Граму; (B) флуоресцентное изображение цитоскелета; (C) Гистология ткани головного мозга; (D) Мазок крови; (E) Микроинъекция для экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

---

Судебно-медицинская экспертиза . Микроскоп часто используется для обнаружения крошечных улик, таких как волоски.

Мониторинг окружающей среды – Для наблюдения за водной экосистемой несколько ключевых планктонов, таких как водоросли, эвглены и коловратки, являются важными индикаторами, которые можно наблюдать под полевым микроскопом.

Сельское хозяйство — Микроскоп полезен для нескольких аспектов сельского хозяйства, таких как проверка почвы и борьба с вредителями.

Оценка произведений искусства и ювелирных изделий — Портативные микроскопы являются важными инструментами для оценки стоимости произведений искусства.

[На этом рисунке] Применение микроскопов: (A) человеческие волосы; (B) проверка алмазов; (C) Металлография, показывающая микроструктуру металлических зерен.

---

Металлургия и производство – Металлографические микроскопы используются для выявления дефектов металлических поверхностей, определения качества металлических сплавов, а также для изучения горных пород, керамики и минералов. Авиакатастрофы из-за усталости металла зависят от микроскопии, чтобы найти крошечные доказательства.

Полупроводник — Производство микроэлектроники и полупроводников в значительной степени зависит от микроскопов для обеспечения контроля качества.

Нанотехнологии – Разработка наноматериалов, таких как углеродные нанотрубки и графен, не может развиваться без электронных микроскопов.

[На этом рисунке] Применение микроскопов: (A) осмотр кремниевой пластины; (B) Лес углеродных нанотрубок под сканирующим электронным микроскопом (СЭМ)

---

Таким образом, микроскопы можно считать одним из важнейших инструментов современной техники, значение которого невозможно переоценить.

Наблюдение с увеличением и инструменты

Микроскоп представляет собой оптический прибор, используемый для наблюдения за небольшими объектами путем их увеличения с помощью выпуклых линз. В зависимости от конструкции световой микроскоп обычно имеет увеличение от 10 до 1000 крат. Более высокое увеличение требует использования электронных микроскопов.

Увеличение	Instrument	Example
1x	Naked eye	Hair (approx. 0.1 mm)
2x – 5x	Magnifying glass	Plant
10x – 20x	Стереомикроскоп	Сложные глаза насекомых
50x	Составной микроскоп0179	Daphnia, Rotifers, Water bears
100x	Compound microscope	Paramecium, Amoeba
200x	Compound microscope	Pollen, Euglena
400x	Compound микроскоп	Щечные клетки, клетки кожицы лука
800x – 1500x	Составной микроскоп	Эритроциты (8 мкм), бактерии (1 мкм)
2,000x – 1,000,000x	Electron microscope	Objects smaller than 1μm, such as a virus (100 nm) and DNA (2 nm)

---

[In this figure] Эта диаграмма относительного размера может дать вам представление о том, насколько малы вирусы.
Одна частица вируса гриппа или «гриппа» в 600 раз меньше диаметра человеческого волоса. 1 метр = 1000 миллиметров = 1 000 000 микрометров = 1 000 000 000 нанометров.

---

Структура микроскопа

Общий световой микроскоп в основном состоит из объектива, окуляра, тубуса линзы, предметного столика и источника света. Объект, помещенный на сцену, увеличивается через объектив. Когда цель сфокусирована, через окулярную линзу можно наблюдать увеличенное изображение.

Детали составного микроскопа Check Compound — маркированная схема и их функции для более подробной информации.

Принцип увеличения с помощью микроскопа

[На этом рисунке] Принципы светлопольной (световой) микроскопии. (С изменениями из Атласа RM: Принципы микробиологии, Сент-Луис, 2006, Мосби.)
Фото предоставлено Роль микроскопии

---

В световом микроскопе видимый свет проходит через образец, а затем через серию линз. Линзы преломляют свет, что приводит к увеличению.

Простой микроскоп

Чтобы лучше понять, как создается увеличение, начнем только с одной выпуклой линзы. Такой инструмент называется простым микроскопом или лупой.

На изображении выше показано, как нарисовать лучевую диаграмму для объекта, находящегося ближе, чем линза F. «F» — это фокус этой выпуклой линзы.

Нижняя часть объекта размещается на главной оси. Два луча света исходят из верхней части объекта. Первый луч света параллелен главной оси. Любой луч света, параллельный главной оси, преломится, изменит направление и пересечет главную ось в фокусе.

Второй луч света выходит из верхней части объекта и проходит прямо через центр линзы. Этот луч не преломляется.

Как видите, лучи расходятся (раздвигаются) в правой части линзы. Глаз смотрит назад вместе с лучами, которые, кажется, исходят из точки позади объекта, где пересекаются два луча света. Здесь вы рисуете верхнюю часть виртуального изображения. Нижняя часть изображения по-прежнему находится на главной оси.

Изображение, полученное с помощью увеличительного стекла, виртуальное, вертикальное и больше объекта. Изображение называется виртуальным, потому что световые лучи туда никогда не попадают. Виртуальные световые лучи нарисованы пунктирными линиями.

Вы можете поэкспериментировать с увеличительными стеклами, сделанными своими руками, используя переработанную пластиковую бутылку или воздушный шар, наполненный водой.

Составной микроскоп

Теперь перейдем к составному микроскопу с двумя выпуклыми линзами (называемые объективом и окуляром).

Как вы можете видеть на изображении выше, фактический объект (1) будет расположен рядом, но вне точки фокусировки объектива. Это создает перевернутое и увеличенное изображение (2) между двумя объективами. Это изображение формируется реальными световыми лучами и находится в диапазоне фокусировки линзы окуляра. Теперь, если вы посмотрите на это изображение за линзой окуляра, оно снова увеличится. Окончательное изображение (3) является виртуальным и перевернутым с комбинированным увеличением, вносимым как объективом, так и окуляром.

[На этом рисунке] Если у вас есть два увеличительных стекла, попробуйте установить их на каждом конце рулона бумаги, чтобы сделать микроскоп своими руками.

Части сложного микроскопа

Пожалуйста, включите JavaScript

Части составного микроскопа

---

[На рисунке] Увеличение кончика корня Vicia и клеток крови человека от низкого до высокого.

---

Общее увеличение составного микроскопа определяется комбинацией линз объектива и окуляра. Предполагая, что у вас есть 10-кратные окуляры и 100-кратный объектив, общее увеличение этой комбинации составляет 1000 крат (10 × 100 = 1000).

Ученые модифицировали оптические компоненты и изобрели множество специальных микроскопов для различных целей, в том числе для темнопольной, фазово-контрастной и дифференциально-интерференционно-контрастной (ДИК) микроскопии. С другой стороны, современные микроскопы больше не состоят только из двух выпуклых линз. Фактически, для улучшения оптических характеристик добавляется больше линз, конденсоров и фильтров, чтобы улучшить качество изображения.

[На этом рисунке] Один и тот же образец (окрашенный парамеций) наблюдают с разными настройками: светлое поле, темное поле и фазовый контраст.

---

Краткая информация

Микроскопы — удивительные инструменты, если вы хотите исследовать микроскопическую страну чудес. В этой статье мы узнали:

• Микроскоп — это инструмент, используемый для наблюдения за объектами, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
• Микроскопы являются важными инструментами для современных технологий. Нам нужны микроскопы для изучения, производства и осмотра всех крошечных объектов, включая микроорганизмы, клетки/ткани, материалы и электронику.
• Обычно оптический микроскоп имеет увеличение от 10x до 1500x.