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Tipi di microscopi: descrizione, caratteristiche principali, scopo. Come si differenzia un microscopio elettronico da un microscopio leggero?

Il termine "microscopio" ha radici greche. Consiste in due parole, che in traduzione significa "piccolo" e "aspetto". Il ruolo principale del microscopio è quello di utilizzarlo quando si considerano oggetti molto piccoli. In questo caso, questo dispositivo consente di determinare le dimensioni e la forma, la struttura e altre caratteristiche degli organismi invisibili all'occhio.

Storia della creazione

Precise informazioni su chi fosse l'inventore del microscopio, nella storia. Secondo alcune fonti, nel 1590 suo padre e figlio Janssen, maestro degli occhiali, disegnavano gli occhiali. Un altro contendente per il titolo di inventore del microscopio è Galileo Galilei. Nel 1609, questi scienziati sono stati presentati con un dispositivo con lenti concave e convesse per una revisione del pubblico all'Accademia dei Lincei.

Nel corso degli anni il sistema per la visione di oggetti microscopici è stato sviluppato e migliorato. Un passo enorme nella sua storia è l'invenzione di un semplice dispositivo a due lenti regolato aromaticamente. Questo sistema è stato introdotto dal olandese Christian Huygens alla fine del 1600. Gli oculari di questo inventore sono ancora oggi in produzione. Il loro unico inconveniente è la larghezza insufficiente del campo visivo. Inoltre, rispetto al dispositivo di dispositivi moderni, gli occhiali Huygens hanno una posizione scomoda per gli occhi.

Un contributo speciale alla storia del microscopio è stato fatto dal produttore di tali dispositivi Anton Van Leuvengook (1632-1723). Era lui che attirò l'attenzione di biologi su questo dispositivo. Levenguk ha fatto dei prodotti di piccole dimensioni dotati di una lente, ma molto forte. E 'stato scomodo utilizzare tali dispositivi, ma non hanno duplicato i difetti di immagine presenti nei microscopi compositi. Per correggere questa mancanza di inventori poteva solo 150 anni dopo. Insieme allo sviluppo dell'ottica, la qualità dell'immagine nei dispositivi compositi è migliorata.

Il miglioramento dei microscopi continua nei nostri giorni. Così, nel 2006, gli scienziati tedeschi che lavorano nell'Istituto di Chimica Biofisica, Mariano Bossi e Stefan Hellem, hanno sviluppato il più recente microscopio ottico. A causa della capacità di osservare oggetti con dimensioni di 10 nm e immagini tridimensionali di alta qualità 3D, il dispositivo è stato chiamato nanoscopio.

Classificazione dei microscopi

Attualmente, vi è un'ampia varietà di strumenti studiati per affrontare piccoli oggetti. Sono raggruppati in base a vari parametri. Ciò può essere la nomina di un microscopio o il metodo di illuminazione adottato, la struttura utilizzata per il circuito ottico e così via.

Ma, di regola, i principali tipi di microscopi sono classificati in base alla risoluzione delle microparticelle, che si possono vedere con l'aiuto di questo sistema. Secondo questa divisione, i microscopi possono essere:
– ottico (leggero);
– elettronico;
– raggi X;
– Sonde di scansione.

I microscopi più utilizzati di tipo leggero. La loro ricca scelta è disponibile nei negozi di ottica. Con l'aiuto di tali dispositivi vengono risolti i principali compiti di ricerca di un oggetto. Tutti gli altri tipi di microscopi sono classificati come specializzati. Il loro utilizzo viene fatto, di regola, in laboratorio.

Ognuno dei suddetti tipi di strumenti ha una sua sottospecie, utilizzate in questa o quella sfera. Inoltre, oggi esiste l'opportunità di acquistare un microscopio scolastico (o didattico), che è un sistema a livello di entrata. Prodotto consumer e dispositivi professionali.

applicazione

Cos'è un microscopio? L'occhio umano, essendo un particolare sistema ottico di tipo biologico, ha un certo livello di risoluzione. In altre parole, c'è la distanza minima tra gli oggetti osservati, quando possono ancora essere distinti. Per un occhio normale, questa risoluzione è di 0,176 mm. Ma le dimensioni di molti animali e cellule vegetali, microrganismi, cristalli, microstrutture di leghe, metalli, ecc., Sono molto più piccole di questa dimensione. Come studiare e osservare oggetti simili? Qui vengono forniti vari tipi di microscopi per aiutare le persone. Ad esempio, gli strumenti di tipo ottico consentono di distinguere tra strutture in cui la distanza tra gli elementi è di almeno 0,20 μm.

Come è disposto il microscopio?

Il dispositivo, con il quale la considerazione degli oggetti microscopici diventa accessibile all'occhio umano, ha due elementi principali. Sono l'obiettivo e l'oculare. I dati di una parte del microscopio in un tubo mobile disposto su una base metallica sono fisse. Su di esso c'è anche un tavolo soggetto.

I tipi moderni di microscopi, di regola, sono dotati di un sistema di illuminazione. Ciò è, in particolare, un condensatore avente un diaframma dell'iride. L'impegno obbligatorio dei dispositivi di ingrandimento è micro- e macro-viti che servono a regolare la nitidezza. La progettazione dei microscopi prevede la presenza di un sistema che controlla la posizione del condensatore.

In microscopi specializzati e più complessi, vengono spesso utilizzati altri sistemi e dispositivi aggiuntivi.

lenti

Vorrei iniziare a descrivere il microscopio con una storia su una delle sue parti principali, cioè dalla lente. Sono un sistema ottico complesso, aumentando la dimensione del soggetto nel piano di immagine. Il design delle lenti comprende un intero sistema di non solo singoli, ma anche incollati due o tre pezzi di lenti.

La complessità di un tale disegno otticoccanico dipende dalla gamma di attività che devono essere risolti da uno o da un altro strumento. Ad esempio, nel microscopio più complicato, vengono forniti fino a quattordici lenti.

L'obiettivo è costituito dalla parte anteriore e dai sistemi che lo seguono. Qual è la base per costruire l'immagine della qualità desiderata, nonché determinare lo stato di lavoro? Questo è un obiettivo frontale o il loro sistema. Le parti successive della lente sono necessarie per fornire l'ingrandimento, la lunghezza focale e la qualità dell'immagine. Tuttavia, l'implementazione di tali funzioni è possibile solo in combinazione con l'obiettivo frontale. Dovrebbe anche essere detto che il disegno della parte successiva influenza la lunghezza del tubo e l'altezza dell'obiettivo dello strumento.

oculari

Queste parti del microscopio rappresentano un sistema ottico progettato per costruire l'immagine microscopica necessaria sulla superficie della retina degli occhi dell'osservatore. Negli oculari ci sono due gruppi di lenti. Il più vicino all'occhio del ricercatore è chiamato occhio e quello lontano è il campo (con il suo aiuto la lente costruisce l'immagine dell'oggetto in studio).

Sistema di illuminazione

Il microscopio prevede una costruzione complessa di diaframmi, specchi e lenti. Con il suo aiuto viene fornita un'illuminazione uniforme dell'oggetto studiato. Nei primi microscopi questa funzione è stata eseguita da sorgenti luminose naturali. Con il miglioramento degli strumenti ottici, iniziano a utilizzare piatti piatti e poi specchi concavo.

Con l'aiuto di tali dettagli semplici, i raggi del sole o della lampada furono diretti all'oggetto dell'indagine. Nei moderni microscopi, il sistema di illuminazione è più perfetto. È costituito da un condensatore e un collettore.

Tabella dei soggetti

I farmaci microscopici che devono essere studiati sono situati su una superficie piana. Questa è la tabella soggettiva. Diversi tipi di microscopi possono avere una determinata superficie progettata in modo tale che l'oggetto della ricerca sarà ruotato nel campo visivo dell'osservatore orizzontalmente, verticalmente o ad un certo angolo.

Principio di funzionamento

Nel primo dispositivo ottico, il sistema di lenti ha prodotto un'immagine inversa di microobjects. Questo ha permesso di discernere la struttura della materia e i più piccoli dettagli che dovevano essere studiati. Il principio di funzionamento di un microscopio leggero oggi è simile a quello di un telescopio refrattario. In questo dispositivo la luce viene rifatta al momento del passaggio attraverso la parte di vetro.

Come aumentano i microscopi leggeri moderni? Dopo che il raggio di raggi di luce colpisce il dispositivo, vengono convertiti in un flusso parallelo. Solo allora c'è una rifrazione della luce nell'oculare, per cui l'immagine degli oggetti microscopici aumenta. Inoltre queste informazioni arrivano nella forma necessaria per l'osservatore nel suo analizzatore visivo.

Sottospecie di microscopi leggeri

Gli strumenti ottici moderni sono classificati come:

1. Nella classe di complessità per una ricerca, il lavoro e il microscopio scolastico.
2. Sul campo di applicazione per chirurgia, biologica e tecnica.
3. Per tipi di microscopia sui dispositivi riflessi e trasmessi di luce, contatto di fase, luminescenti e polarizzanti.
4. Direzione del flusso luminoso invertito e diritto.

Microscopi elettronici

Con il passare del tempo, il dispositivo destinato all'esame di oggetti microscopici è diventato sempre più perfetto. Si sono manifestati simili tipi di microscopi, in cui è stato utilizzato un principio completamente diverso di lavoro, indipendente dalla rifrazione della luce. Nel processo di utilizzo dei più recenti tipi di dispositivi, sono stati utilizzati elettroni. Tali sistemi consentono di vedere così piccole parti individuali di una sostanza che semplicemente scorrono dai raggi luminosi.

Perché hai bisogno di un microscopio elettronico? Con il suo aiuto viene studiata la struttura delle cellule a livello molecolare e subcellulare. Inoltre, dispositivi simili sono usati per studiare i virus.

Dispositivo microscopio elettronico

Qual è la base per il lavoro dei più recenti dispositivi per l'esame di oggetti microscopici? Come si differenzia un microscopio elettronico da un microscopio leggero? Ci sono somiglianze tra di loro?

Il principio di funzionamento di un microscopio elettronico si basa su quelle proprietà che i campi elettrici e magnetici possiedono. La loro simmetria di rotazione può avere un effetto di focalizzazione sulle travi di elettroni. Procedendo da questo, è possibile rispondere alla domanda: "Qual è la differenza tra un microscopio elettronico e un microscopio leggero?" In esso, a differenza di un dispositivo ottico, non ci sono obiettivi. Il loro ruolo è svolto da campi magnetici ed elettrici adeguatamente calcolati. Sono create da turni di bobine, attraverso i quali scorre la corrente. In questo caso, tali campi agiscono come una lente di raccolta. Quando la corrente aumenta o diminuisce, la lunghezza focale del dispositivo cambia.

Per quanto riguarda lo schema elettrico, nel microscopio elettronico è simile a quello di un dispositivo leggero. L'unica differenza sta nel fatto che gli elementi ottici sono sostituiti da simili elettrici.

L'ingrandimento di un oggetto nei microscopi elettronici è dovuto al processo di rifrazione di un fascio luminoso che passa attraverso l'oggetto oggetto di studio. A diversi angoli, i raggi cadono nel piano dell'obiettivo obiettivo, dove avviene il primo aumento del campione. Poi gli elettroni passano il sentiero verso l'obiettivo intermedio. Modifica gradualmente le dimensioni dell'oggetto. L'immagine finale del materiale di prova è fornita dalla lente di proiezione. Da essa l'immagine ottiene sullo schermo fluorescente.

Tipi di microscopi elettronici

I tipi moderni di dispositivi di ingrandimento includono:

1 . TEM, o microscopio elettronico di trasmissione. In questa configurazione, un'immagine di un oggetto molto sottile, fino a 0,1 μm di spessore, è formata dall'interazione di un fascio di elettroni con la sostanza in studio e successiva ingrandimento delle lenti magnetiche situate nell'obiettivo.
2 . SEM o scansione microscopio elettronico. Tale dispositivo consente di ottenere un'immagine della superficie di un oggetto ad alta risoluzione, in ordine di diversi nanometri. Utilizzando ulteriori metodi, tale microscopio fornisce informazioni che aiutano a determinare la composizione chimica di strati superficiali.
3. Tunneling microscopio elettronico di scansione, o STM. Con l'aiuto di questo strumento viene misurato il sollievo di superfici conduttrici ad alta risoluzione spaziale. Nel processo di lavorazione con STM, un oggetto di metallo tagliente viene portato all'oggetto in studio. Allo stesso tempo la distanza viene mantenuta solo pochi angstrom. Inoltre, un piccolo potenziale viene applicato all'ago, per cui si crea una corrente di tunnel. In questo caso, l'osservatore riceve un'immagine tridimensionale dell'oggetto in studio.

Microscopio "Levenguk"

Nel 2002, l'America ha introdotto una nuova società che produce strumenti ottici. Nell'elenco assortimento dei suoi prodotti sono microscopi, telescopi e binocoli. Tutti questi dispositivi sono caratterizzati da un'elevata qualità dell'immagine.

L'ufficio principale e il dipartimento di sviluppo della società si trovano negli Stati Uniti, nella città di Frimonde (California). Ma per quanto riguarda le strutture produttive, si trovano in Cina. Grazie a tutto ciò, l'azienda offre al mercato prodotti avanzati e di alta qualità ad un prezzo accessibile.

Hai bisogno di un microscopio? Levenhuk proporrà l'opzione necessaria. Nell'ambito della tecnologia ottica dell'azienda ci sono strumenti digitali e biologici per aumentare l'oggetto studiato. Inoltre, l'acquirente è offerto e modelli di progettazione, eseguiti in una varietà di colori.

Il microscopio Levenhuk ha funzionalità estese. Ad esempio, un dispositivo didattico di livello iniziale può essere collegato a un computer e è anche in grado di registrare video della ricerca in corso. Tale funzionalità è dotata del modello Levenhuk D2L.

L'azienda offre microscopi biologici di vari livelli. Questo è un modello più semplice e nuovi prodotti che si adattano ai professionisti.