Der Begriff "Mikroskop" hat griechische Wurzeln. Es besteht aus zwei Wörtern, die übersetzt "klein" und "aussehen" bedeuten. Die Hauptaufgabe des Mikroskops besteht in der Untersuchung sehr kleiner Objekte. Gleichzeitig können Sie mit diesem Gerät Größe und Form, Struktur und andere Merkmale von Körpern bestimmen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.
Schöpfungsgeschichte
Es gibt keine genauen Informationen darüber, wer der Erfinder des Mikroskops in der Geschichte war. Einigen Quellen zufolge wurde es 1590 von Vater und Sohn von Janssen, einem Meister der Glasherstellung, entworfen. Ein weiterer Anwärter auf den Titel des Erfinders des Mikroskops ist Galileo Galilei. 1609 stellte dieser Wissenschaftler in der Accademia dei Lincei ein Gerät mit konkaven und konvexen Linsen zur öffentlichen Besichtigung vor.
Im Laufe der Jahre hat sich das System zum Betrachten mikroskopischer Objekte weiterentwickelt und verbessert. Ein großer Schritt in seiner Geschichte war die Erfindung eines einfachen achromatisch einstellbaren Zwei-Linsen-Geräts. Dieses System wurde Ende des 17. Jahrhunderts vom Niederländer Christian Huygens eingeführt. Okulare dieses Erfinderssind heute in Produktion. Ihr einziger Nachteil ist die unzureichende Breite des Sichtfeldes. Außerdem haben Huygens-Okulare im Vergleich zu modernen Geräten eine unbequeme Position für die Augen.
Einen besonderen Beitrag zur Geschichte des Mikroskops leistete der Hersteller solcher Instrumente Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Er war es, der die Aufmerksamkeit der Biologen auf dieses Gerät lenkte. Leeuwenhoek stellte kleine Produkte her, die mit einer, aber sehr starken Linse ausgestattet waren. Es war unbequem, solche Vorrichtungen zu verwenden, aber sie verdoppelten nicht die Bildfehler, die bei zusammengesetzten Mikroskopen vorhanden waren. Dieses Manko konnten die Erfinder erst nach 150 Jahren beheben. Zusammen mit der Entwicklung der Optik hat sich die Bildqualität bei Composite-Geräten verbessert.
Die Verbesserung von Mikroskopen geht bis heute weiter. So entwickelten 2006 die deutschen Wissenschaftler des Instituts für Biophysikalische Chemie, Mariano Bossi und Stefan Hell, das neueste optische Mikroskop. Aufgrund der Fähigkeit, Objekte mit Abmessungen von 10 nm und dreidimensionalen hochwertigen 3D-Bildern zu beobachten, wurde das Gerät als Nanoskop bezeichnet.
Klassifizierung von Mikroskopen
Gegenwärtig gibt es eine große Vielf alt an Instrumenten zur Untersuchung kleiner Objekte. Ihre Gruppierung basiert auf verschiedenen Parametern. Dies kann der Zweck des Mikroskops oder die gewählte Beleuchtungsmethode, die für das optische Design verwendete Struktur usw. sein.
Aber in der Regel die wichtigsten Arten von Mikroskopenwerden nach der Auflösung der Mikropartikel klassifiziert, die mit diesem System sichtbar sind. Nach dieser Einteilung sind Mikroskope:
-optisch (Licht);
-elektronisch;
-Röntgen;-Rastersonde.
Die am weitesten verbreiteten Mikroskope sind Lichtmikroskope. Ihre große Auswahl ist in Optikgeschäften erhältlich. Mit Hilfe solcher Geräte werden die Hauptaufgaben beim Untersuchen eines Objekts gelöst. Alle anderen Arten von Mikroskopen werden als spezialisiert eingestuft. Ihre Verwendung erfolgt normalerweise in einem Labor.
Jeder der oben genannten Gerätetypen hat seine Unterarten, die in einem bestimmten Bereich verwendet werden. Darüber hinaus ist es heute möglich, ein Schulmikroskop (oder ein Lernmikroskop) zu kaufen, bei dem es sich um ein Einsteigersystem handelt. Wird Verbrauchern und professionellen Geräten angeboten.
Bewerbung
Wozu ein Mikroskop? Das menschliche Auge, das ein spezielles optisches System vom biologischen Typ ist, hat ein bestimmtes Auflösungsniveau. Mit anderen Worten, es gibt den kleinsten Abstand zwischen beobachteten Objekten, wenn sie noch unterschieden werden können. Für ein normales Auge liegt diese Auflösung innerhalb von 0,176 mm. Aber die Abmessungen der meisten tierischen und pflanzlichen Zellen, Mikroorganismen, Kristalle, die Mikrostruktur von Legierungen, Metallen usw. sind viel kleiner als dieser Wert. Wie kann man solche Objekte studieren und beobachten? Hier kommen den Menschen verschiedene Arten von Mikroskopen zu Hilfe. Optische Geräte ermöglichen beispielsweise die Unterscheidung von Strukturen, bei denen der Abstandzwischen den Elementen beträgt mindestens 0,20 µm.
Wie funktioniert ein Mikroskop?
Das Gerät, das es dem menschlichen Auge ermöglicht, mikroskopisch kleine Objekte zu untersuchen, besteht aus zwei Hauptelementen. Sie sind das Objektiv und das Okular. Diese Teile des Mikroskops sind in einem beweglichen Rohr befestigt, das sich auf einer Metallbasis befindet. Es hat auch eine Thementabelle.
Moderne Mikroskoptypen sind in der Regel mit einem Beleuchtungssystem ausgestattet. Dies ist insbesondere ein Kondensor mit Irisblende. Ein obligatorischer Satz von Lupen sind Mikro- und Makroschrauben, die zum Einstellen der Schärfe dienen. Das Design von Mikroskopen sieht auch das Vorhandensein eines Systems vor, das die Position des Kondensors steuert.
In spezialisierten, komplexeren Mikroskopen werden oft andere zusätzliche Systeme und Geräte verwendet.
Objektive
Ich möchte die Beschreibung des Mikroskops mit einer Geschichte über einen seiner Hauptbestandteile beginnen, nämlich über die Linse. Sie sind ein komplexes optisches System, das das betreffende Objekt in der Bildebene vergrößert. Das Design der Linsen umfasst ein ganzes System aus nicht nur einzelnen, sondern auch verklebten zwei oder drei Linsen.
Die Komplexität eines solchen optisch-mechanischen Designs hängt von der Bandbreite der Aufgaben ab, die von dem einen oder anderen Gerät gelöst werden müssen. Das komplexeste Mikroskop hat zum Beispiel bis zu vierzehn Linsen.
Im Objektiv enth altensind der vordere Teil und die ihm folgenden Systeme. Was ist die Grundlage für den Aufbau eines Bildes in der gewünschten Qualität sowie die Bestimmung des Betriebszustandes? Dies ist eine Frontlinse oder deren System. Nachfolgende Teile des Objektivs sind erforderlich, um die erforderliche Vergrößerung, Brennweite und Bildqualität bereitzustellen. Allerdings ist die Umsetzung solcher Funktionen nur in Kombination mit einer Frontlinse möglich. Es ist erwähnenswert, dass das Design des nächsten Teils die Länge des Tubus und die Höhe der Linse des Geräts beeinflusst.
Okulare
Diese Teile des Mikroskops sind ein optisches System, das entwickelt wurde, um das notwendige mikroskopische Bild auf der Oberfläche der Netzhaut der Augen des Betrachters zu erstellen. Die Okulare enth alten zwei Linsengruppen. Der dem Auge des Forschers am nächsten gelegene wird als Auge bezeichnet, und der entferntere wird als Feld bezeichnet (mit seiner Hilfe baut die Linse ein Bild des zu untersuchenden Objekts auf).
Beleuchtungssystem
Das Mikroskop hat ein komplexes Design aus Blenden, Spiegeln und Linsen. Mit seiner Hilfe wird eine gleichmäßige Ausleuchtung des Untersuchungsobjekts gewährleistet. Bei den frühesten Mikroskopen wurde diese Funktion von natürlichen Lichtquellen übernommen. Als sich optische Geräte verbesserten, begannen sie, zuerst flache und dann konkave Spiegel zu verwenden.
Mit Hilfe solch einfacher Details wurden die Strahlen der Sonne oder der Lampe auf das Untersuchungsobjekt gelenkt. Bei modernen Mikroskopen ist das Beleuchtungssystem perfekter. Es besteht aus einem Kondensator und einem Kollektor.
Thementabelle
Mikroskopische Präparate, die untersucht werden müssen,werden auf eine ebene Fläche gestellt. Dies ist die Thementabelle. Verschiedene Arten von Mikroskopen können diese Oberfläche so gest alten, dass sich das Untersuchungsobjekt im Blickfeld des Betrachters horizontal, vertikal oder in einem bestimmten Winkel dreht.
Funktionsprinzip
Im ersten optischen Gerät lieferte das Linsensystem ein inverses Bild von Mikroobjekten. Dadurch war es möglich, die Struktur der Materie und die kleinsten Details zu sehen, die es zu untersuchen g alt. Das Funktionsprinzip eines heutigen Lichtmikroskops ähnelt der Arbeit eines Refraktorteleskops. In diesem Gerät wird Licht gebrochen, wenn es durch das Glasteil geht.
Wie vergrößern moderne Lichtmikroskope? Nachdem ein Lichtstrahl in das Gerät eintritt, werden sie in einen parallelen Strom umgewandelt. Erst dann erfolgt die Lichtbrechung im Okular, wodurch sich das Bild mikroskopisch kleiner Objekte vergrößert. Außerdem gehen diese Informationen in der für den Betrachter notwendigen Form in seinen visuellen Analysator ein.
Unterarten von Lichtmikroskopen
Moderne optische Instrumente werden klassifiziert:
1. Je nach Schwierigkeitsgrad für Forschungs-, Arbeits- und Schulmikroskop.
2. Nach Anwendungsgebiet für chirurgische, biologische und technische.
3. Nach Arten der Mikroskopie für Auflicht- und Durchlichtgeräte, Phasenkontakt, Lumineszenz und Polarisation.4. In Richtung des Lichtstroms auf invertiert und direkt.
Elektronenmikroskope
Im Laufe der Zeit wurde ein Gerät zur Untersuchung mikroskopischer Objekte immer perfekter. Es entstanden solche Arten von Mikroskopen, bei denen ein völlig anderes, von der Lichtbrechung unabhängiges Funktionsprinzip zum Einsatz kam. Bei der Verwendung der neuesten Gerätetypen waren Elektronen beteiligt. Solche Systeme machen es möglich, einzelne Teile von Materie so klein zu sehen, dass Lichtstrahlen sie einfach umfließen.
Wozu dient ein Elektronenmikroskop? Es wird verwendet, um die Struktur von Zellen auf molekularer und subzellulärer Ebene zu untersuchen. Außerdem werden ähnliche Geräte verwendet, um Viren zu untersuchen.
Design von Elektronenmikroskopen
Was liegt dem Betrieb der neuesten Instrumente zum Betrachten mikroskopischer Objekte zugrunde? Wie unterscheidet sich ein Elektronenmikroskop von einem Lichtmikroskop? Gibt es Ähnlichkeiten zwischen ihnen?
Das Funktionsprinzip eines Elektronenmikroskops basiert auf den Eigenschaften elektrischer und magnetischer Felder. Ihre Rotationssymmetrie kann auf Elektronenstrahlen fokussierend wirken. Darauf aufbauend können wir die Frage beantworten: „Wie unterscheidet sich ein Elektronenmikroskop von einem Lichtmikroskop?“Darin befinden sich im Gegensatz zu einem optischen Gerät keine Linsen. Ihre Rolle spielen entsprechend berechnete magnetische und elektrische Felder. Sie werden durch Windungen von Spulen erzeugt, durch die Strom fließt. In diesem Fall wirken solche Felder wie eine Sammellinse. Wenn der Strom zunimmt oder abnimmt, ändert sich die Brennweite. Instrumentenabstand.
Der Sch altplan des Elektronenmikroskops ähnelt dem Sch altplan eines Lichtgeräts. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die optischen Elemente durch ähnliche elektrische ersetzt werden.
Die Vergrößerung eines Objekts in Elektronenmikroskopen erfolgt aufgrund des Brechungsprozesses eines Lichtstrahls, der durch das zu untersuchende Objekt fällt. Unter verschiedenen Winkeln treten die Strahlen in die Ebene der Objektivlinse ein, wo die erste Vergrößerung der Probe stattfindet. Dann passieren die Elektronen den Weg zur Zwischenlinse. Darin gibt es eine sanfte Änderung in der Vergrößerung des Objekts. Das endgültige Bild des untersuchten Materials wird von der Projektionslinse geliefert. Von dort fällt das Bild auf den Leuchtschirm.
Arten von Elektronenmikroskopen
Zu den modernen Arten von Lupen gehören:
1. TEM oder Transmissionselektronenmikroskop. Bei diesem Aufbau wird ein Bild eines sehr dünnen Objekts mit einer Dicke von bis zu 0,1 µm durch die Wechselwirkung eines Elektronenstrahls mit der zu untersuchenden Substanz und seiner anschließenden Vergrößerung durch magnetische Linsen im Objektiv erzeugt.
2. SEM oder Rasterelektronenmikroskop. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, ein Bild der Oberfläche eines Objekts mit einer hohen Auflösung in der Größenordnung von mehreren Nanometern zu erh alten. Bei Verwendung zusätzlicher Methoden liefert ein solches Mikroskop Informationen, die helfen, die chemische Zusammensetzung oberflächennaher Schichten zu bestimmen.3. Tunnel-Rasterelektronenmikroskop oder STM. Mit diesem Gerät wird das Relief von leitfähigen Oberflächen mit einem hohen räumlichenErlaubnis. Bei der Arbeit mit STM wird eine scharfe Metallnadel an das zu untersuchende Objekt gebracht. Gleichzeitig wird ein Abstand von nur wenigen Angström eingeh alten. Als nächstes wird ein kleines Potential an die Nadel angelegt, wodurch ein Tunnelstrom entsteht. In diesem Fall erhält der Betrachter ein dreidimensionales Bild des Untersuchungsobjekts.
Leuwenhoek-Mikroskope
Im Jahr 2002 entstand in Amerika ein neues Unternehmen, das optische Instrumente herstellte. Die Produktpalette umfasst Mikroskope, Teleskope und Ferngläser. Alle diese Geräte zeichnen sich durch eine hohe Bildqualität aus.
Der Hauptsitz und die Entwicklungsabteilung des Unternehmens befinden sich in den USA, in der Stadt Fremond (Kalifornien). Aber die Produktionsstätten befinden sich in China. Dank all dem liefert das Unternehmen fortschrittliche und qualitativ hochwertige Produkte zu einem erschwinglichen Preis auf den Markt.
Brauchst du ein Mikroskop? Levenhuk schlägt die gewünschte Option vor. Das Spektrum der optischen Geräte des Unternehmens umfasst digitale und biologische Geräte zur Vergrößerung des Untersuchungsobjekts. Darüber hinaus werden dem Käufer Designer-Modelle angeboten, die in verschiedenen Farben ausgeführt werden.
Das Levenhuk-Mikroskop verfügt über umfangreiche Funktionen. Beispielsweise kann ein Einsteiger-Schulungsgerät an einen Computer angeschlossen werden und ist auch in der Lage, Videos laufender Forschung aufzunehmen. Das Modell Levenhuk D2L ist mit dieser Funktion ausgestattet.
Das Unternehmen bietet biologische Mikroskope auf verschiedenen Ebenen an. Dies sind einfachere Modelle und Neuheiten,geeignet für Profis.
