תוֹכֶן
- עדשות במיקרוסקופ מתחם
- ניתוק חלקים ותפקודים של מיקרוסקופ
- היסטוריה עתיקה של עדשות מיקרוסקופ
- המיקרוסקופים הראשונים
- התקדמות בטכנולוגיית מיקרוסקופ
- עדשות מיקרוסקופים כיום
לקיחת הצצה למיקרוסקופ יכולה לקחת אותך לעולם אחר. הדרכים בהן מיקרוסקופים מתקרבים לאובייקטים בקנה מידה קטן דומים לאופן בו משקפיים ומשקפיים מגדלים יכולים לאפשר לך לראות טוב יותר.
מיקרוסקופים מורכבים עובדים במיוחד באמצעות סידור עדשות לשבירת אור כדי להתקרב לתאים ודגימות אחרות כדי להביא אותך לעולם מיקרו-בגודל. מיקרוסקופ נקרא מיקרוסקופ מורכב כאשר הוא מורכב ממספר עדשות אחד.
מיקרוסקופים מורכבים, המכונה גם מיקרוסקופים אופטיים או אור, עובדים על ידי כך שתמונה תיראה גדולה בהרבה דרך שתי מערכות עדשות. הראשון הוא עדשה עינית או עיניתשאתה בוחן בעת השימוש במיקרוסקופ שמגדיל בדרך כלל בטווח שבין חמש פעמים ל -30 פעמים. השני הוא מערכת עדשות אובייקטיבית שמתקרב באמצעות גודל מגודל ארבע עד 100 פעמים, ובמיקרוסקופים מורכבים יש בדרך כלל שלוש, ארבע או חמש כאלה.
עדשות במיקרוסקופ מתחם
מערכת העדשות האובייקטיבית משתמשת במוקד קטן, המרחק בין העדשה לדגימה או לאובייקט הנבדק. הדימוי האמיתי של הדגימה מוקרן דרך העדשה האובייקטיבית כדי ליצור תמונת ביניים מהתקרית האור בעדשה המוקרנת על גבי מטוס תמונה מצומד אובייקטיבי או מישור התמונה הראשוני.
שינוי הגדלת עדשות אובייקטיבית משנה את אופן הגודל של תמונה זו בהקרנה זו. ה אורך צינור אופטי מתייחס למרחק ממישור המוקד האחורי של המטרה למישור התמונה הראשוני בגוף המיקרוסקופ. מישור התמונה הראשוני נמצא בדרך כלל בתוך גוף המיקרוסקופ עצמו או בתוך העינית.
לאחר מכן מוקרן את התמונה האמיתית על עינו של האדם המשתמש במיקרוסקופ. עדשת העיניים עושה זאת כעדשה מגדלת פשוטה. מערכת זו מאובייקטיבי לעיכול מראה כיצד שתי מערכות העדשות פועלות זו אחר זו.
מערכת העדשות המורכבת מאפשרת למדענים ולחוקרים אחרים ליצור וללמוד תמונות בהגדלה גבוהה בהרבה שאפשר היה להשיג רק במיקרוסקופ אחד. אם היית מנסה להשתמש במיקרוסקופ עם עדשה יחידה בכדי להשיג הגדלות אלה, היית צריך למקם את העדשה קרוב מאוד לעין שלך או להשתמש בעדשה רחבה מאוד.
ניתוק חלקים ותפקודים של מיקרוסקופ
ניתוק חלקים ופונקציות של מיקרוסקופ יכול להראות לכם איך כולם עובדים יחד כשלומדים דגימות. אתה יכול לחלק בערך חלקים של המיקרוסקופ לראש או לגוף, בסיס וזרוע כשהראש בחלקו העליון, הבסיס בתחתית והזרוע בין לבין.
לראש יש צינור עינית ועינית המחזיק את העינית במקום. העינית יכולה להיות משקפת או משקפת, כאשר האחרונה יכולה להשתמש בטבעת כיוונון דיופטר כדי להפוך את התמונה ליותר עקבית.
הזרוע של המיקרוסקופ מכילה את היעדים שתוכלו לבחור ולהציב עבור רמות הגדלה שונות. מרבית המיקרוסקופים משתמשים בעדשות 4x, 10x, 40x ו- 100x הפועלות ככפתורים קואקסיאליים השולטים כמה פעמים העדשה מגדילה את התמונה. משמעות הדבר היא שהם בנויים על אותו ציר כמו הידית המשמשת למיקוד עדין, כפי שרמזה על המילה "קואקסיאלי". העדשה האובייקטיבית בתפקוד מיקרוסקופ
בתחתיתו נמצא הבסיס התומך בבמה ובמקור האור המקרין דרך צמצם ומאפשר לתמונה לתכנן את שאר המיקרוסקופ. הגדלות גבוהות יותר משתמשות בדרך כלל בשלבים מכניים המאפשרים להשתמש בשתי ידיות שונות כדי להזיז שמאלה וגם ימינה וגם קדימה ואחורה.
עצירת המתלים מאפשרת לך לשלוט על המרחק בין העדשה האובייקטיבית למגלשה כדי להביט עוד יותר על הדגימה.
התאמת האור שמגיע מהבסיס חשובה. קבלים מקבלים את האור הנכנס וממקדים אותו בדגימה. הסרעפת מאפשרת לך לבחור כמה אור מגיע לדגימה. העדשות במיקרוסקופ מורכב משתמשות באור זה ביצירת התמונה למשתמש. מיקרוסקופים מסוימים משתמשים במראות כדי לשקף אור בחזרה לדגימה במקום מקור אור.
היסטוריה עתיקה של עדשות מיקרוסקופ
בני אדם חקרו כיצד זכוכית מתכופפת במשך מאות שנים. המתמטיקאי הרומי העתיק קלאודיוס תלמי השתמש במתמטיקה כדי להסביר את זווית השבירה המדויקת באשר לאופן שבירתה של דימוי של מקל כאשר הונחה במים. הוא היה משתמש בזה כדי לקבוע את קבוע שבירה או מדד שבירה למים.
ניתן להשתמש במדד השבירה כדי לקבוע עד כמה מהירות האור משתנה כאשר מועברים למדיום אחר. עבור מדיום מסוים, השתמש במשוואה לאינדקס שבירה n = c / v עבור מדד שבירה n, מהירות האור בוואקום ג (3.8 X 108 m / s) ומהירות האור במדיום v.
המשוואות מראות כיצד האור מאט כשנכנסים לתקשורת כמו זכוכית, מים, קרח או כל אמצעי אחר בין אם מוצק, נוזל או גז. עבודות תלמי יתבררו כחיוניות למיקרוסקופיה כמו גם לאופטיקה ותחומי פיזיקה אחרים.
אתה יכול גם להשתמש בחוק Snells כדי למדוד את הזווית בה קרן האור מתפרקת כאשר היא נכנסת למדיום, ממש באותה דרך שאותה הסיק תלמי. חוק נחלים הוא n1/ n2 = sinθ2/ sinθ1 ל θ1 כזווית בין קו קרן האור לקו שולי המדיום לפני כניסת האור למדיום ו θ2 כמו הזווית לאחר כניסת האור. n1 ו _n2__ _ האם מדדי השבירה של האור הבינוני היו קודם לכן והאור הבינוני נכנס.
ככל שנעשו מחקר נוסף, חוקרים החלו לנצל את תכונות הזכוכית סביב המאה הראשונה לספירה. באותה תקופה הרומאים המציאו זכוכית והחלו לבדוק אותה בשימושה בהגדלת מה שניתן לראות דרכה.
הם החלו להתנסות בצורות ובגדלים שונים של משקפיים כדי להבין את הדרך הטובה ביותר להגדיל משהו על ידי התבוננות דרכה כולל כיצד הוא יכול לכוון את קרני השמש אל חפצים מדליקים. הם כינו עדשות אלה "זכוכית מגדלת" או "משקפיים בוערות".
המיקרוסקופים הראשונים
בסוף סוף המאה ה- 13 אנשים התחילו ליצור משקפיים באמצעות עדשות. בשנת 1590 ערכו שני גברים הולנדים, זכאריאס יאנססן ואביו הנס, ניסויים באמצעות העדשות. הם גילו כי הנחת העדשות זו על גבי זו בצינור יכולה להגדיל תמונה בהגדלה גדולה בהרבה מכפי שהעדשה יכולה להשיג עדשה יחידה, וזכריאס המציא עד מהרה את המיקרוסקופ. דמיון זה למערכת העדשות האובייקטיבית של המיקרוסקופים מראה עד לאן מושג הרעיון של שימוש בעדשות כמערכת.
המיקרוסקופ של Janssen השתמש בחצובה פליז באורך של מטר וחצי. Janssen עיצב את צינור הנחושת העיקרי בו השתמש המיקרוסקופ בגודל סנטימטר או חצי סנטימטר ברדיוס. בצינור פליז היו דיסקים בבסיס כמו גם בכל קצה.
עיצובים מיקרוסקופיים אחרים החלו להתעורר על ידי מדענים ומהנדסים.חלקם השתמשו במערכת של צינור גדול שהכיל שני צינורות אחרים שהחליקו לתוכם. צינורות אלה בעבודת יד היו מגדילים חפצים ומשמשים בסיס לעיצוב של מיקרוסקופים מודרניים.
אולם המיקרוסקופים הללו לא היו שמישים למדענים. הם היו מגדילים תמונות כתשע פעמים תוך שהם משאירים את התמונות שיצרו קשה לראות. שנים אחר כך, בשנת 1609, האסטרונום גלילאו גליליי חקר את הפיזיקה של האור וכיצד הוא יתקשר עם החומר בדרכים שיוכחו כמועילות למיקרוסקופ וטלסקופ. הוא הוסיף גם מכשיר שממקד את התמונה למיקרוסקופ שלו.
המדען ההולנדי אנטוני פיליפס ואן ליוונהוק השתמש במיקרוסקופ עדשה יחידה בשנת 1676 כאשר היה משתמש בכדורי זכוכית קטנים כדי להפוך לאדם הראשון שצפה ישירות בחיידקים, והפך לכינוי "אבי המיקרוביולוגיה".
כשהביט בטיפת מים דרך עדשת הכדור, ראה את החיידקים צפים במים. הוא היה ממשיך לגלות תגליות באנטומיה של הצומח, לגלות תאי דם ולעשות מאות מיקרוסקופים עם דרכים חדשות להגדלה. מיקרוסקופ אחד כזה הצליח להשתמש בהגדלה פי 275 באמצעות עדשה יחידה עם מערכת מגדלת כפולה קמורה.
התקדמות בטכנולוגיית מיקרוסקופ
המאות הבאות הביאו שיפורים נוספים לטכנולוגיית המיקרוסקופ. במאות ה- 18 וה -19 היו חידודים לעיצובי מיקרוסקופ כדי לייעל את היעילות והיעילות, כמו הפיכת המיקרוסקופים עצמם ליציבים יותר וקטנים יותר. מערכות עדשות שונות וכוחן של עדשות עצמן התייחסו לנושאי הטשטוש או חוסר הבהירות בתמונות שמיקרוסקופים ייצרו.
ההתקדמות באופטיקה של המדע הביאה הבנה רבה יותר של האופן שבו תמונות משתקפות על מישורים שונים שהעדשות יכלו ליצור. זה מאפשר ליוצרי המיקרוסקופים ליצור תמונות מדויקות יותר במהלך ההתקדמות הזו.
בשנות ה -90 של המאה ה -19 פרסם הסטודנט לתואר שני הגרמני דאז, אוגוסט קהלר, את עבודתו בנושא תאורת קהלר שתפיץ אור להפחתת בוהק אופטי, מיקוד אור בנושא המיקרוסקופ ומשתמש בשיטות מדויקות יותר לשליטה על האור באופן כללי. טכנולוגיות אלה הסתמכו על מדד השבירה, גודל ניגודי הצמצם בין הדגימה ואור המיקרוסקופ לצד שליטה רבה יותר ברכיבים כמו הסרעפת ועינית העינית.
עדשות מיקרוסקופים כיום
עדשות כיום שונות מאלה שמתמקדות בצבעים ספציפיים ועדשות עדשות החלות על מדדי שבירה מסוימים. מערכות עדשות אובייקטיביות משתמשות בעדשות אלה בכדי לתקן סטייה כרומטית, הפרשי צבע כאשר צבעי אור שונים נבדלים מעט בזווית בה הם נשברים. זה קורה בגלל ההבדלים באורך הגל של צבעי האור השונים. אתה יכול להבין איזו עדשה מתאימה למה שאתה רוצה ללמוד.
עדשות אכרומטיות משמשות לייצור מדדי שבירה של שני אורכי גל שונים של אור זהים. בדרך כלל הם מתומחרים במחיר שווה לכל נפש, וככאלה הם נמצאים בשימוש נרחב. עדשות חצי-אפרוכרומטיות, או עדשות פלואור, שנה את מדדי השבירה של שלושה אורכי גל כדי להפוך אותם להיות זהים. אלה משמשים בחקר הקרינה.
עדשות אפוכרומטיותלעומת זאת, השתמש בצמצם גדול כדי להעביר אור ולהשיג רזולוציה גבוהה יותר. הם משמשים לתצפיות מפורטות, אך בדרך כלל הם יקרים יותר. עדשות תכנוניות מטפלות בהשפעה של סטייה עקמומיות בשדה, אובדן המיקוד כאשר עדשה מעוקלת יוצרת את המוקד הכי חריף של תמונה הרחק מהמטוס שנועדה להקרין עליה את התמונה.
עדשות טבילה מגדילות את גודל הצמצם בעזרת נוזל הממלא את החלל בין העדשה האובייקטיבית לדגימה, מה שמגדיל גם את רזולוציית התמונה.
עם התקדמות הטכנולוגיה של עדשות ומיקרוסקופים, מדענים וחוקרים אחרים קובעים את הגורמים המדויקים למחלות ולתפקודים סלולריים ספציפיים ששלטו בתהליכים ביולוגיים. המיקרוביולוגיה הראתה עולם שלם של אורגניזמים שמעבר לעין בלתי מזוינת, מה שיוביל לתיאוריזציה ובדיקה יותר של המשמעות של להיות אורגניזם ואיך טבע החיים נראה.