Структурата на микроскопа. Характеристики на използването на цифров микроскоп в уроците по биология Какви са имената на всички части на микроскопа

Има различни модели образователни и изследователски светлинни микроскопи. Такива микроскопи позволяват да се определи формата на клетките на микроорганизмите, техния размер, подвижност, степента на морфологична хетерогенност, както и способността на микроорганизмите да диференцират оцветяването.

От доброто познаване на оптичната система на микроскопа зависи успехът на наблюдението на даден обект и достоверността на получените резултати.

Нека разгледаме структурата и външния вид на биологичен микроскоп, модел XSP-136 (Ningbo training instrument Co., LTD), и работата на неговите компоненти. Микроскопът има механични и оптични части (Фигура 3.1).

Фигура 3.1 – Дизайн и външен вид на микроскопа

Механична част биологичен микроскоп включва триножник с предметен стол; бинокулярна приставка; копче за грубо регулиране на остротата; дръжка за фина настройка на остротата; дръжки за преместване на предметната маса надясно/наляво, напред/назад; въртящо се устройство.

Оптична част Микроскопът включва осветително устройство, кондензатор, обективи и окуляри.

Описание и действие на компонентите на микроскопа

Лещи. Лещите (тип ахромат), включени в комплекта на микроскопа, са проектирани за дължина на тръбата на механичен микроскоп от 160 mm, линейно зрително поле в равнината на изображението от 18 mm и дебелина на покривното стъкло от 0,17 mm. Всяко тяло на лещата е маркирано с линейно увеличение, например 4x; 10x; 40x; 100x и съответно цифровата апертура е посочена като 0,10; 0,25; 0,65; 1.25, както и цветово кодиране.

Приставка за бинокъл. Бинокулярната приставка осигурява визуално наблюдение на изображението на обекта; се монтира в гнездото за статив и се закрепва с винт.

Настройката на разстоянието между осите на окулярите в съответствие с очната основа на наблюдателя се извършва чрез завъртане на телата с окулярни тръби в диапазона от 55 до 75 mm.

Окуляри. Комплектът микроскоп включва два широкоъгълни окуляра с 10x увеличение.

Въртящо се устройство. Въртящото се устройство с четири гнезда гарантира, че лещите са инсталирани в работно положение. Лещите се сменят чрез завъртане на гофрирания пръстен на въртящото се устройство до фиксирана позиция.

Кондензатор. Комплектът на микроскопа включва кондензатор Abbe за светло поле с ирисова диафрагма и филтър, цифрова апертура A = 1,25. Кондензаторът е монтиран в скоба под предмета на микроскопа и е закрепен с винт. Кондензаторът за светло поле има ирисова апертурна диафрагма и шарнирна рамка за монтиране на филтър.

Осветително устройство. За получаване на равномерно осветено изображение на обектите, микроскопът разполага с LED осветително устройство. Осветителят се включва с помощта на превключвател, разположен на задната повърхност на основата на микроскопа. Чрез завъртане на диска за регулиране на спиралата на лампата, разположен на страничната повърхност на основата на микроскопа вляво от наблюдателя, можете да промените яркостта на осветяването.

Механизъм за фокусиране. Фокусиращият механизъм се намира в стойката на микроскопа. Фокусирането върху обект става чрез преместване на височината на масата на обекта чрез завъртане на дръжките, разположени от двете страни на статива. Грубото движение се извършва от по-голяма дръжка, финото движение от по-малка дръжка.

Предметна таблица. Предметната маса осигурява движение на обекта в хоризонталната равнина. Диапазонът на движение на масата е 70x30 mm. Предметът се монтира върху повърхността на масата между държача и скобата на водача на лекарството, за което скобата се премества настрани.

Работа с микроскоп

Преди да започнете работа с лекарства, е необходимо правилно да настроите осветлението. Това ви позволява да постигнете максимална разделителна способност и качество на изображението на микроскопа. За да работите с микроскоп, трябва да регулирате отвора на окулярите така, че двете изображения да се слеят в едно. Пръстенът за регулиране на диоптъра на десния окуляр трябва да бъде настроен на „нула“, ако зрителната острота на двете очи е еднаква. В противен случай е необходимо да се извърши общо фокусиране, след което да се затвори лявото око и да се постигне максимална острота за дясното чрез завъртане на коригиращия пръстен.

Препоръчително е да започнете изследването на лекарството с леща с най-ниско увеличение, която се използва като леща за търсене при избора на зона за по-подробно изследване, след което можете да преминете към работа с по-силни лещи.

Уверете се, че 4x обективът е готов за употреба. Това ще ви помогне да позиционирате слайда на място и също така да позиционирате обекта, който ще се изследва. Поставете предметното стъкло върху предметната площадка и внимателно го затегнете с помощта на пружинните държачи.

Свържете захранващия кабел и включете микроскопа.

Винаги започвайте проучването си с 4x обектив. За да постигнете яснота и острота на изображението на обекта, който се изследва, използвайте копчетата за грубо и фино фокусиране. Ако слабият обектив 4x създаде желаното изображение, завъртете накрайника до следващата по-висока настройка 10x. Револверът трябва да се заключи на място.

Докато гледате обекта през окуляра, завъртете копчето за грубо фокусиране (с голям диаметър). За да получите най-ясно изображение, използвайте копчето за фокусиране (с малък диаметър).

За да контролирате потока от светлина, преминаващ през кондензатора, можете да отваряте или затваряте ирисовата диафрагма, разположена под сцената. Чрез промяна на настройките можете да постигнете най-ясното изображение на обекта, който се изследва.

Когато фокусирате, не позволявайте на обектива да влезе в контакт с обекта на изследване. Когато обективът се увеличи до 100x, обективът е много близо до слайда.

Правила за работа и грижа за микроскоп

1 Микроскопът трябва да се поддържа чист и защитен от повреда.

2 За да поддържате външния вид на микроскопа, той трябва периодично да се избърсва с мека кърпа, леко напоена с несъдържащ киселина вазелин, след отстраняване на праха, и след това да се избърсва със суха, мека и чиста кърпа.

3 Металните части на микроскопа трябва да се поддържат чисти. За почистване на микроскопа използвайте специални некорозивни смазки.

4 За да предпазите оптичните части на визуалната приставка от прах, е необходимо да оставите окулярите в тръбите на окуляра.

5 Не докосвайте повърхностите на оптичните части с пръсти. Ако върху обектива попадне прах, отстранете праха с вентилатор или четка. Ако вътре в лещата е проникнал прах и се е образувало мътно покритие по вътрешните повърхности на лещите, трябва да изпратите лещата в оптичен сервиз за почистване.

6 За да избегнете разместване, е необходимо да предпазите микроскопа от удари и удари.

7 За да предотвратите попадането на прах върху вътрешната повърхност на лещите, микроскопът трябва да се съхранява под капак или в опаковка.

8 Не трябва сами да разглобявате микроскопа и неговите компоненти, за да отстраните проблеми.

Мерки за сигурност

При работа с микроскоп източникът на опасност е електрическият ток. Дизайнът на микроскопа елиминира възможността за случаен контакт с тоководещи части, които са под напрежение.

Първите понятия за микроскоп се формират в училище по време на уроците по биология. Там децата научават на практика, че с помощта на този оптичен уред могат да изследват малки предмети, които не се виждат с просто око. Микроскопът и неговата структура са от интерес за много ученици. За някои от тях тези интересни уроци продължават през целия им възрастен живот. При избора на някои професии е необходимо да се знае структурата на микроскопа, тъй като той е основният инструмент в работата.

Структура на микроскопа

Дизайнът на оптичните инструменти е в съответствие със законите на оптиката. Структурата на микроскопа се основава на неговите съставни части. Компонентите на устройството под формата на тръба, окуляр, обектив, стойка и маса за поставяне на осветителя с кондензатор имат специфично предназначение.

Стойката съдържа тръба с окуляр и леща. Към стойката е прикрепена предметна сцена с осветител и кондензатор. Илюминаторът е вградена лампа или огледало, което служи за осветяване на изследвания обект. Изображението е по-ярко с електрическа лампа. Целта на кондензатора в тази система е да регулира осветеността и да фокусира лъчите върху обекта, който се изследва. Конструкцията на микроскопите без кондензатори е известна, в тях е монтирана една леща. В практическата работа е по-удобно да се използва оптика с подвижна сцена.

Структурата на микроскопа и неговият дизайн директно зависят от предназначението на това устройство. За научни изследвания се използва рентгеново и електронно оптично оборудване, което има по-сложна структура от светлинните устройства.

Структурата на светлинния микроскоп е проста. Те са най-достъпни и намират най-широко приложение в практиката. Окуляр под формата на две лупи, поставени в рамка, и леща, която също се състои от лупи, поставени в рамка, са основните компоненти на светлинния микроскоп. Целият този комплект е поставен в тръба и е прикрепен към статив, в който е монтирана сцена с огледало, разположено под нея, както и осветител с кондензатор.

Основният принцип на работа на светлинния микроскоп е да увеличи изображението, поставено на предметната площадка, като прекара светлинни лъчи през него и след това ги удари върху системата от обективни лещи. Същата роля играят и лещите на окуляра, които се използват от изследователя в процеса на изследване на обекта.

Трябва да се отбележи, че светлинните микроскопи също не са еднакви. Разликата между тях се определя от броя на оптичните единици. Има монокулярни, бинокулярни или стереомикроскопи с един или два оптични блока.

Въпреки факта, че тези оптични инструменти се използват от много години, те остават невероятно търсени. Всяка година те се подобряват и стават по-точни. Все още не е казана последната дума в историята на такива полезни инструменти като микроскопите.

МИКРОСКОП. МИКРОСКОПИЧНИ УСТРОЙСТВА.

Микроскопска техника.

Основните етапи на цитологичния и хистологичния анализ:

Избор на обект на изследване

Подготовка за изследване под микроскоп

Приложение на методите на микроскопия

Качествен и количествен анализ на получените изображения

Количествени методи на изследване - морфометрия, денситометрия, цитофотометрия, спектрофлуорометрия.

Микроскопските методи на изследване са от голямо значение за теорията и практиката на медицината като начин за изследване на хистологични структури в нормални условия, експерименти и патологии.

Светлинен микроскоп.Микроскопът е оптично устройство, предназначено за получаване на увеличени изображения на биологични обекти и детайли от тяхната структура, които са невидими с просто око.

Микроскопът се състои от оптични и механични части. Оптични части на микроскопа: обективи, окуляри, огледало и кондензатор с ирисова диафрагма. Механични части на микроскопа: основа, тубусен държач, тубус, револвер, предметна площадка, макро- и микровинтови механизми, механизъм за движение на кондензатора

Оптични части на микроскопа.

Лещи– основната оптична част на микроскопа, която създава изображение на лекарството. Лещата е система от лещи в метална рамка, където има фронтална - основна или увеличителна леща, най-близо до обекта, която изгражда изображението и корекция - те елиминират аберациите на предната леща. Лещите се делят на:

A) според степента на увеличение за лещи с ниско увеличение (увеличение ≤10), лещи със средно увеличение (увеличение ≤40), лещи с голямо увеличение (увеличение ≥40),

B) според степента на съвършенство на корекциите на аберации (изкривявания) в монохромати (предназначени за работа при монохроматично осветление), ахромати (хроматична аберация, коригирана за 2 цвята от спектъра), апохромати (хроматична аберация, коригирана за 3 цвята от спектъра) ); планмонохромати, планхромати, планапохромати (коригирана кривина на повърхността на изображението),

C) според свойствата на сух въздух и потапяне. При използване на лещи със сух въздух има въздушно пространство между препарата и лещата, при имерсионните лещи има течност (имерсионно масло, вода) между препарата и лещата. Съответно имерсионните лещи се делят на водни и маслени. Получаването на максимално увеличение е възможно само с помощта на имерсионен обектив (обикновено обектив с увеличение 90).Имерсионните обективи са проектирани да работят с покривни стъкла с дебелина не повече от 0,17 mm.

Окуляр– оптична система, използвана за гледане на изображението, създадено от лещата. Простият окуляр (Huygens) се състои от две плоско-изпъкнали лещи, чиято изпъкнала повърхност е обърната към обектива. Между лещите има диафрагма с постоянен отвор. Към диафрагмата е прикрепена стрелка - показалец. Горната леща се нарича очна леща; увеличението на окуляра е посочено върху рамката му. Долната леща се нарича полева леща. Окулярът обикновено увеличава изображението 5-25 пъти

Огледало– насочва светлинния поток през кондензатора върху лекарството. Има плоски и вдлъбнати повърхности, които се използват в зависимост от степента на осветеност.

Кондензатор– събира светлинните лъчи и ги фокусира върху лекарството, като осигурява достатъчно и равномерно осветяване на последното. Кондензаторът се състои от две лещи: долна двойноизпъкнала леща и горна плоско-изпъкнала леща. С помощта на кондензатор се регулира степента на осветеност на обекта, който се изследва.

Първите понятия за микроскоп се формират в училище по време на уроците по биология. Там децата научават на практика, че с помощта на този оптичен уред могат да изследват малки предмети, които не се виждат с просто око. Микроскопът и неговата структура са от интерес за много ученици. За някои от тях тези интересни уроци продължават през целия им възрастен живот. При избора на някои професии е необходимо да се знае структурата на микроскопа, тъй като той е основният инструмент в работата.

Структура на микроскопа

Дизайнът на оптичните инструменти е в съответствие със законите на оптиката. Структурата на микроскопа се основава на неговите съставни части. Компонентите на устройството под формата на тръба, окуляр, леща, стойка, маса за поставяне на обекта на изследване и осветител с кондензатор имат специфично предназначение.

Стойката съдържа тръба с окуляр и леща. Към стойката е прикрепена предметна сцена с осветител и кондензатор. Илюминаторът е вградена лампа или огледало, което служи за осветяване на изследвания обект. Изображението е по-ярко с електрическа лампа. Целта на кондензатора в тази система е да регулира осветеността и да фокусира лъчите върху обекта, който се изследва. Конструкцията на микроскопите без кондензатори е известна, в тях е монтирана една леща. В практическата работа е по-удобно да се използва оптика с подвижна сцена.

Структурата на микроскопа и неговият дизайн директно зависят от предназначението на това устройство. За научни изследвания се използва рентгеново и електронно оптично оборудване, което има по-сложна структура от светлинните устройства.

Структурата на светлинния микроскоп е проста. Това са най-достъпните оптични устройства и намират най-широко приложение в практиката. Окуляр под формата на две лупи, поставени в рамка, и леща, която също се състои от лупи, поставени в рамка, са основните компоненти на светлинния микроскоп. Целият този комплект е поставен в тръба и е прикрепен към статив, в който е монтирана сцена с огледало, разположено под нея, както и осветител с кондензатор.

Основният принцип на работа на светлинния микроскоп е да увеличи изображението на обект на изследване, поставен на сцената, като прекара светлинни лъчи през него и след това ги удари върху системата от обективни лещи. Същата роля играят и лещите на окуляра, които се използват от изследователя в процеса на изследване на обекта.

Трябва да се отбележи, че светлинните микроскопи също не са еднакви. Разликата между тях се определя от броя на оптичните единици. Има монокулярни, бинокулярни или стереомикроскопи с един или два оптични блока.

Въпреки факта, че тези оптични инструменти се използват от много години, те остават невероятно търсени. Всяка година те се подобряват и стават по-точни. Все още не е казана последната дума в историята на такива полезни инструменти като микроскопите.

Материали и оборудване. Микроскопи: МБР-1, БИОЛАМ, МИКМЕД-1, МБС-1; набор от постоянни микропредметни стъкла

Микроскопе оптично устройство, което ви позволява да получите обратно изображение на обекта, който се изучава, и да изследвате малки детайли от неговата структура, чиито размери са извън разделителната способност на окото.

Какво е резолюция?

Представете си, че с просто око човек може да различи две много близки линии или точки само ако разстоянието между тях е най-малко 0,10 mm (100 микрона). Ако това разстояние е по-малко, тогава двете линии или точки ще се слеят в една. Така разделителната способност на човешкото око е 100 микрона. Следователно, колкото по-голяма е разделителната способност на обектива, толкова повече детайли от структурата на наблюдавания обект могат да бъдат разкрити. За обектива (x8) разделителната способност е 1,68 микрона, за обектива (x40) - 0,52 микрона.

Най-добрият светлинен микроскоп подобрява способността на човешкото око около 500 пъти, т.е. неговата разделителна способност е около 0,2 µm или 200 nm.

Резолюция и увеличение не са едно и също нещо. Ако използвате светлинен микроскоп, за да направите снимки на две линии, разположени на разстояние по-малко от 0,2 микрона, тогава без значение как увеличавате изображението, линиите ще се слеят в една. Можете да получите голямо увеличение, но не и да подобрите разделителната способност.

Разграничете полезенИ безполезно увеличение. Под полезно разбираме такова увеличение на наблюдавания обект, че е възможно да се разкрият нови детайли от неговата структура. Безполезно е увеличение, при което чрез увеличаване на обект стотици или повече пъти е невъзможно да се открият нови структурни детайли. Например, ако изображение, получено с помощта на микроскоп (полезно!), се увеличи многократно чрез прожектиране върху екран, тогава нови, по-фини детайли на структурата няма да бъдат разкрити, а само размерът на съществуващите структури ще се увеличи съответно.

Обикновено се използва в учебни лаборатории светлинни микроскопи, при които микропредметните стъкла се изследват с естествена или изкуствена светлина. Най-често светлинни биологични микроскопи:БИОЛАМ, МИКМЕД, MBR (биологичен работен микроскоп), MBI (биологичен изследователски микроскоп) и MBS (биологичен стереоскопичен микроскоп). Те осигуряват увеличение от 56 до 1350 пъти. Стереомикроскоп(MBS) осигурява наистина триизмерно възприемане на микрообект и увеличава от 3,5 до 88 пъти.

В микроскопа има две системи: оптиченИ механичен(Фиг. 1). ДА СЕ оптична системавключват лещи, окуляри и осветително устройство (кондензатор с диафрагма и светлинен филтър, огледало или електрическа лампа).

Фигура 1. Външен вид на микроскопи Биомед 1 и Биомед 2

Лещи -една от най-важните части на микроскопа, тъй като определя полезно увеличение на обекта.Лещата се състои от метален цилиндър с вградени в него лещи, чийто брой може да варира. Увеличението на лещата се обозначава с цифри върху нея. За образователни цели обикновено се използват обективи x8 и x40. Качеството на един обектив се определя от неговата разделителна способност.

Обективът изисква много внимателно боравене, особено за лещи с голямо увеличение, т.к имат работна дистанция, т.е. разстоянието от покривното стъкло до предната леща се измерва в десети от милиметъра. Например работното разстояние за обектив (x40) е 0,6 mm.

Окулярмного по-просто от леща. Състои се от 2-3 лещи, монтирани в метален цилиндър. Между лещите има постоянна бленда, която определя границите на зрителното поле. Долната леща фокусира изградения от лещата образ на обекта в равнината на диафрагмата, а горната служи директно за наблюдение. Увеличението на окулярите е обозначено върху тях с цифри: x7, x10, x15. Окулярите не разкриват нови конструктивни детайли и в тази връзка тяхното увеличение безполезен. Така окулярът, подобно на лупа, дава пряк, виртуален, увеличен образ на наблюдавания обект, изграден от обектива.

За определяне общо увеличение на микроскопатрябва да увеличи увеличението леща за увеличаване на окуляра. Например, ако окулярът осигурява 10x увеличение, а обективът осигурява 20x увеличение, тогава общото увеличение е 10x20 = 200x.

Осветително устройствосе състои от огледален или електрически осветител, кондензатор с ирисова диафрагма и светлинен филтър, разположени под предметната сцена. Предназначени са за осветяване на обект с лъч светлина.

Огледалослужи за насочване на светлина през кондензатора и отвора на предметното поле върху обекта. Има две повърхности: плоска и вдлъбната. В лабораториите с дифузна светлина се използва вдлъбнато огледало.

Електрическо осветлениесе монтира под кондензатора в гнездото на стойката.

Кондензаторсе състои от 2-3 лещи, поставени в метален цилиндър. Когато се повдига или спуска с помощта на специален винт, светлината, падаща от огледалото върху обекта, съответно се кондензира или разпръсква.

Ирисова диафрагмаразположен между огледалото и кондензатора. Служи за промяна на диаметъра на светлинния поток, насочен от огледалото през кондензатора към обекта, в съответствие с диаметъра на предната леща на обектива и се състои от тънки метални пластини. С помощта на лост можете или да ги свържете, покривайки напълно долната кондензаторна леща, или да ги разделите, увеличавайки потока от светлина.

Пръстен с матирано стъклоили светлинен филтърнамалява осветеността на обекта. Намира се под диафрагмата и се движи в хоризонтална равнина.

Механична системаМикроскопът се състои от стойка, кутия с микрометърен механизъм и микрометърен винт, тубус, тубусен държач, груб насочващ винт, скоба за кондензатор, винт за движение на кондензатора, револвер и столик за проби.

Стойка- Това е основата на микроскопа.

Кутия с микрометърен механизъм, изграден на принципа на взаимодействащи зъбни колела, е неподвижно закрепен към стойката. Микрометърният винт служи за леко преместване на държача на тубуса и, следователно, на лещата на разстояния, измерени в микрометри. Пълно завъртане на винта на микрометъра премества държача на тръбата със 100 микрона, а завъртане с едно деление понижава или повдига държача на тръбата с 2 микрона. За да се избегне повреда на механизма на микрометъра, е позволено да завъртите винта на микрометъра в една посока не повече от половин оборот.

тръбаили тръба- цилиндър, в който се вкарват окуляри отгоре. Тръбата е подвижно свързана с главата на държача на тръбата, тя е фиксирана с фиксиращ винт в определено положение. Чрез разхлабване на заключващия винт тръбата може да бъде отстранена.

револверпредназначен за бърза смяна на лещи, които се завинтват в гнездата му. Централното положение на лещата се осигурява от резе, разположено вътре в револвера.

Груб насочващ винтизползва се за значително преместване на държача на тръбата и, следователно, на лещата, за да се фокусира обекта при ниско увеличение.

Предметна таблицапредназначен за поставяне на лекарството върху него. В средата на масата има кръгъл отвор, в който влиза предната леща на кондензатора. На масата има два пружиниращи терминала - скоби, които закрепват лекарството.

Скоба на кондензаторасвързан подвижно с кутията на микрометърния механизъм. Може да се повдига или сваля чрез винт, който върти зъбно колело, което се вписва в жлебовете на гребеновидна стойка.