Mäletan, et oma kauges lapsepõlves anti mulle mikroskoop “Naturalist” – mänguasi, kuid andis siiski fikseeritud suurenduse kuni kuuekümnekordse suurenduse. See koosneb ühest torust, mis on kinnitatud plastikust korpusele, mis on samal ajal alusena. Kui palju huvitavaid asju sai läbi hämarast peeglist valgustatud okulaari vaadelda – alates vetikavahelehest kuni terve kakakuni..
Rice. 1. Laste mikroskoop “Naturalist
(parema pildi puudumisel turupilt)
Sellest ajast on möödas enam kui kolmkümmend aastat, kuid ma ei ole unustanud seda lapsepõlveharrastust. Nii et ühel päeval otsustasin ma nostalgiapisikus hankida sarnase mänguasja, ainult veidi moodsamana. Kuid kiire pilk kodulehe vastavasse Cronariiki näitas mulle: ma ei saa sellest elust aru!. Seal on nii palju erinevaid seadmeid, mida kõiki kirjeldatakse sama sõnaga “mikroskoop”, et oli raske silmi lahti hoida. Nii et paari kiire klõpsu asemel pidin ma istuma maha ja töötama välja vähemalt kaasaegse mikroskoopia põhitõed. Tulemused on järgmised.
Hoiatus: ülevaade ei pretendeeri ammendavusele ja on mõeldud entusiastlikule harrastajale, kes on huvitatud teemast enda või laste jaoks. Artikkel ei sisalda mingit optikaga seotud teooriat, seda on palju muudes materjalides.
Mikroskoobi tüübid
On üsna palju rakendusi, kus tuleb väga üksikasjalikult uurida esemete väikseimaid detaile – alates kalliskividest ja müntidest kuni elusraku sisikonnani. See, kuidas ja mida me peame nägema, määrab suuresti meetodid, mida me kasutame. Jättes väikseimad objektid nagu viirused või molekulaarstruktuuri välja, keskendume suurematele objektidele alates bakteritest ja kõrgematest. Nende ülesannete täitmiseks kasutatavad optilised seadmed jagunevad kahte suurde klassi: liit- (bioloogilised) ja stereomikroskoobid.
Me ei hakka stereomikroskoopidega üksikasjalikult tegelema. Pange vaid tähele, et vastupidiselt nimest tulenevatele alateadlikele ootustele ei ole see seadmeklass mõeldud stereopiltide loomiseks. stereomikroskoope kasutatakse suhteliselt suurte läbipaistmatute objektide vaatlemiseks peegeldunud valguses: laastud, kivid, putukad jne.. Nende optiline suurendusvõime on suhteliselt väike (40-60-80x, kuigi kõige arenenumad võivad olla isegi 200x) ja neil on sageli sisseehitatud monitorid või digitaalsed liidesed.
Mõnel tööstuslikul otstarbel kasutataval stereomikroskoobil puudub isegi optiline okulaar ja need on mõeldud üksnes USB/WiFi kaudu arvutiga/nutitelefoniga ühendamiseks (“digitaalmikroskoobid”). Need mikroskoobid on suhteliselt odavad. Kui soovite saada hea pilgu peale kakakule, teemandile või komponentide jootmisele trükkplaadil, siis on see seade just teie jaoks. Pidage meeles, et super suurendused nagu 1600x, mida sageli leidub isegi kõige odavamate seadmete kirjelduses, viitavad digitaalsele suurendusele ja ei kajasta isegi mitte ligilähedaselt tegelikku optilist suurust. Mis see on? Kes teab, tootjad ei anna sellistele üksikasjadele järele.
Joonis. 2. Aomekie stereomikroskoop 20x/40x suurendusega
(tootja foto)
Esindatud mudelite võrdlustabel
Selleks, et teil oleks võimalik esindatud tooteid võrrelda, soovitame vaadata nende omaduste tabelit allpool.
Mudel | Riigi tootja | Suurendus (mitmekordne) | Tüüp | Võimsus | Hind (Crona) |
Bresser National Geographic 40-640x | Saksamaa | 40-640 | monokulaarne | 2 AA patareid | 4175-5300 |
Celestroni mikroskoobi komplekt 44121 | USA | 40-600 | monokulaarne | 2 AAA patareid | alates 3849 kuni 5000 |
Espada 1000X | Hiina | 0-1000 | digitaalne | USB-port | 1594-2890 |
Levenhuk Rainbow 2 | Hiina | 40-400 | digitaalne | 3 AA patareid | 6790 kuni 7500 |
Levenhuk 2S NG | Hiina | 0-200 | monokulaarne | 2 AA patareid | 3420 kuni 4900 |
Biomed 1 (S 100/1,25 OIL 160/0,17 läätsed) | Eesti | 40-1600 | optiline | Tüüpiline bioloogiline mikroskoop koosneb kolmest osast: mehaaniline platvorm (alus, statiiv, juhtimis- ja fookusseadmed), valgusti ja optiline süsteem. Joonis. 3. Celestroni mikroskoop (tootja foto) Mehaaniline platvormMehaanika, mis koosneb alusest, millele on paigaldatud kõik muud komponendid, ja lava, millele näidis on paigaldatud. Väga oluline osa mehaanikast on süsteem, mis vastutab objektiivi statiivi liigutamise eest kolmemõõtmeliselt – nii viiakse proov fookusesse fikseeritud objektiivi abil. On mudeleid, mille objektiiv on liikuv, kuid see on haruldane eksootika. Algtaseme instrumentidel on kõige algelisem mehaanika. Kõrguse reguleerimine (fookus) on ainult jämedalt, proovi saab sõrmedega lamedalt liigutada. Korpuse materjal on plastik või metall. Plastik on kergem, kuid ka hapram. Kasutatakse tavaliselt lastele mõeldud liikuvates mudelites või välilaborites – kus on oluline vähendada kaalu. Statsionaarsete mikroskoopide puhul kasutatakse metalli: see ei ole mitte ainult tugevam, vaid ka vähem vastuvõtlik vibratsioonile, mis muutub kriitiliseks suurte suurenduste puhul. Metallmikroskoobi kaal – 3-4 kilogrammi. Ajalooliselt koosnes mikroskoobi alus fikseeritud alusest ja liikuvast käest, mis võimaldas muuta mikroskoobi orientatsiooni vertikaalse suhtes. See ei olnud vajalik mitte ainult töö mugavuse, vaid ka valgustuse kvaliteedi seisukohalt. Kaasaegsetel mikroskoopidel on aga monoliitne alus, mille silmatorude kaldenurk on fikseeritud, mis ei ole alati mugav. Pange tähele, et nurk mõjutab otseselt teie kaela mugavust töötamise ajal, seega valige seade, mille nurk sobib teile. Rice. 4. AmScope M500 lihtsa liuguriga ilma tasapinnalise liikumiseta (tootja fotod) Mida jälgidaÜhe näidatud seadme ostmisel tuleb arvesse võtta järgmisi punkte:
Elektrilised komponendidEi piisa ainult sellest, et näidis on fookuses, see peab olema ka korralikult valgustatud. Halb taustvalgustus põhjustab liiga tumeda või vastupidi, liiga ülevalgustatud ja loetamatu pildi, samuti ebaühtlaselt valgustatud väljale. Tänapäeval kasutatakse taustavalgustuseks eri tüüpi lambipesasid. Suhteliselt viimase ajani kasutati halogeen- või hõõglampe, kuid neil olid omad probleemid. Peamiselt seetõttu, et valgus tekitati õhukese hõõgniidi abil ja seda tuli projitseerida ringikujulisele väljale, mis jällegi tekitab probleeme ühtluse osas. Tänapäeva tööstuses kasutatakse siiski laialdaselt LED-e- toiteallikaks on kas patareid (need mikroskoobid on eriti head lastele, sest neid saab igal pool kaasas kanda) või pistikupesast saadav juhe. Kui tellite juhtmega seadme välismaalt, olge teadlik pistikupesadest. Valgustuse reguleerimine toimub nii lambi valgustugevuse kui ka töölaua all oleva valguskondensaatori abil, millel on ava ja lääts, mis fokuseerib valguse proovile. Odavates mudelites on kõige tavalisem Abbe-kondensor või selle modifikatsioonid, mille nimetust näete sageli mikroskoobi kirjeldustes. Amatööride jaoks kasutatakse tavaliselt valgusvälja tüüpi valgustust (st läbipaistvad objektid, mida vaadeldakse helevalge tausta taustal), kuigi on olemas ka muud tüüpi valgustust: “Darkfield”, mis annab invertse pildi, fluorestseeruv valgustus jne.. Kondensaator on vahetatav, võimaldades erinevat tüüpi valgustust samas mikroskoobis. On olemas ka mudelid, millel on täiendav ülemine valgustus, nagu allpool oleval pildil (omamoodi bioloogilise ja stereomikroskoobi hübriid), kuid tavaliselt on see amatöörseadmete ja väikeste suurenduste saatus: võimsad objektiivid, mis peaaegu kinni katte klaasist, lihtsalt varjavad ülemist valgustust. Praktikas näeb isegi hea välisvalgustuse korral neljakümnekordne objektiiv juba peaaegu mitte midagi ja sajakordne objektiiv näitab täielikku pimedust. Muide, pildil oleval mikroskoobil ei ole kondensaatorit, selle asemel on sellel ainult Joonis. 5. Swift SW150 algtasemel amatöörmikroskoop koos valikulise ülaltvalgustusega (tootja foto) Valgustuse sordidEt vastata küsimusele, kuidas valida mikroskoopi, tuleb välja tuua erinevused
Optiline süsteem – läätsedOptiline süsteem koosneb läätsedest (vaatab otse proovi) ja okulaaridest (okulaar, mis on kinnitatud silma külge). Esimesed kolm tüüpi (“kuiv”) on tavaliselt kõigi mudelite, isegi lastemudelite standardvarustuses. Viimast tüüpi objektiivi leidub keerukamates mudelites ja see nõuab spetsiaalset immersioonitehnikat, et saada kvaliteetset pilti. Küsimus on selles, et õhu ja klaasi murdumisnäitajad on erinevate lainepikkuste puhul erinevad (see on valge värvuse spektriks jaotamise alus). Kui proovi ja objektiivi vahele jääb õhk, tekib sajakordsel suurendamisel tugev kromaatiline aberratsioon, mis vähendab teravust kuni täieliku loetamatuseni. Seetõttu kasutatakse tugevate (üheksakümnekordne ja suurem) läätsede puhul tavaliselt tehnikat, mille puhul esilääts kastetakse (immersioon) spetsiaalsesse õli, millel on sama murdumisnäitaja kui klaasil. Katteplaadile kantakse tilk õli ja läätsed kastetakse otse. Pärast läbivaatust pestakse õli läätselt maha. Sellised läätsed on tavaliselt tähistatud sõnaga oil. Neid võib kasutada ka kuivalt, kuid sel juhul ei ole võimalik saavutada suurt teravust. Õli kuulub nende läätsedega mikroskoobi algkomplekti, kuid seda saab osta ka eraldi (looduslikest õlidest on ideaalne seedriõli). Õliimmersiooni ei saa kasutada vähem võimsate objektiividega, mille puhul seda ei ole selgesõnaliselt mainitud. Huvitaval kombel olid eelmise sajandi keskel isegi 50x objektiivid immersioonobjektiivid, kuid tehnoloogia on sellest ajast alates oluliselt edasi arenenud. Ajalooliselt oli esimeseks immersioonivedelikuks tavaline vesi (tehnika, mis leiutati juba 19. sajandil).), valiti sobiv õli esimest korda selle sajandi lõpu poole. Samuti võib 100x objektiiv otse vastu abinõu katteklaasi toetuda. Esiklaasi kaitseb tavaliselt spetsiaalne vedruga raam (sõna “vedru” objektiivi kirjelduses). Olen mitu korda maininud sõna sule asemel kevad, kuigi mul ei ole õnnestunud leida definitsiooni. Amatööruuringute jaoks on sellised objektiivid üleliigsed nii märkimisväärse lisahinna kui ka sellega kaasneva vaeva tõttu. Neil on kodus vähe lisaväärtust. Rice. 6. OMAX akromaatiliste objektiivide komplekt tüüpiliste võimsustega 4x, 10x, 40x ja 100x (tootja foto). 100x läätsel on selge, vedrustatud raamiga KohaldamisalaSageli kasutatakse seda tehnikat meditsiinis laboratoorsete testide, näiteks vere, uriini. Ükski mikrobioloogialaboratoorium ei saaks ilma selleta tegutseda. Pealegi on koolide bioloogia klassiruumid ja meditsiinikoolide auditooriumid varustatud selliste seadmetega, mis võimaldavad isegi koolilastel ja algajatel nendega töötada. Optiline süsteem – okulaaridVahetatavad okulaarid sisestatakse mikroskoobi ülaosas asuvatesse torudesse ja neil on oma fikseeritud suurendus, nt 10x, 16x, 25x. Mida suurem on suurendus, seda lühem on okulaar. Minusugused prillimehed peavad meeles pidama, et erinevalt fotoaparaadist on mikroskoobi okulaari kasutamine prillide kandmisel äärmiselt keeruline: okulaar tuleb praktiliselt vastu silma suruda. Tavaliste okulaaride silmade reljeef on 7-13mm, prillidega on vaja spetsiaalseid suure reljeefiga (15-20mm) okulaare. Kuid see ei ole probleem. Mõlemal juhul kohandatakse mikroskoobi teravust silmale individuaalselt. Isegi kõige suurema lühinägelikkuse korral on võimalik mikroskoobis teravat pilti näha. Ainus ebamugavus on see, et okulaarid tuleb kogu aeg eemaldada ja panna. Vastavalt okulaaride arvule võib mikroskoobid klassikaliselt jagada monokulaarseteks (üks okulaar), binokulaarseteks (kaks okulaari, mis võimaldavad vaatlust mõlema silmaga) ja trinokulaarseteks (kolmas vaatlustoru/ava on tavaliselt paigaldatud vertikaalselt ja seda kasutatakse foto- või videokaamera ühendamiseks). Monokulaar on kõige lihtsamini kasutatav. Sellega on väga lihtne harjuda, ainus probleem on see, et see põhjustab ühe silma tugevat pinget ja teise lõdvestunud mõju. Kui seda kasutatakse pikka aega, võib see lõppeda ebameeldivate tagajärgedega nägemisele. Binokulaarseid mikroskoope kasutatakse mõlema silma jaoks korraga ja need annavad stereopildi. Need võimaldavad reguleerida okulaaride vahemaad vastavalt oma pupillidele. Samuti sisaldab üks binokulaartorudest reguleerimist, et kompenseerida silmade dioptriaerinevusi. Pidage siiski meeles, et sidusa pildi loomine binokliga on keerulisem kui monokliga ja nõuab harjumist. Lisaks sellele on kohandamisel omad piirangud õpilaste vahelisele kaugusele, nii et lapse kohandamine ei pruugi olla võimalik. Laste mikroskoobid peaksid olema monokulaarsed ja binokulaarist ei ole palju kasu harrastuste harrastamiseks. Trinokulaarseadmed näevad välja suurejoonelised ja mugavad, kui tegemist on piltide edastamisega väljapoole samal ajal töötades. Pange siiski tähele, et kõiki kolme okulaari ei saa alati kasutada korraga. On lahendusi, kus näiteks tuleb valida ühe silmatoru või kolmanda pordi vahel. Joonis. 7. Omax M837ZL Trinokulaar vertikaalse kaameraportiga (tootja foto) TOP-8: Saike Digital SK2009H2 alates 46099 CronastKirjeldatud laboriseadme võimaluste juures ei ole selle hind kõrge Digitaalkaameraga varustatud laboratormikroskoop on ideaalne vahend laboratoorsete ülesannete ja morfoloogiliste uuringute jaoks. See mudel on varustatud kallutatava trinokulaarse läätsekattega, mis on väga mugav pikaajaliseks vaatluseks. Laiendab oluliselt uurimisvõimalusi, et sellel on pöörlev (360 kraadi) mehhanism. Saike Digital SK2009H2 Laboratooriumi kaamerasüsteem on varustatud suure eraldusvõimega kaameraga, mis võimaldab selgeid ja kontrastseid pilte hea värvitooniga. Neid saab reaalajas LCD-monitorile edastada, et rühm sarnaste huvidega inimesi saaks neid uurida. Reguleeritava okulaarvahemikuga laiekraanipaar võimaldab pikemaajalist vaatlust ilma silmi pingutamata. Erineva suurendusega akromaatilised objektiivid võimaldavad revolvrit keerates valida vajaliku objektiivi. Lisaks on okulaarid mugavalt kallutatud (uurijast eemale), mis muudab töö mugavamaks. Vaatlusi saab teha isegi pimedas ruumis: sisseehitatud valgusti tagab tööruumi ühtlase valgustuse, mida saab hõlpsasti reguleerida iga üksiku preparaadi jaoks. Tänu mikroskoobi funktsionaalsusele ja kvaliteetsele optikale suudab laboratooriumi seade lahendada mitmesuguseid ülesandeid. Maksimaalse 1000-kordse suurendusega mudelit kasutatakse kõikides teadusvaldkondades. Vaatluslaud on piisavalt suur ja mugav. Seda saab liigutada kahes suunas, mis suurendab mugavust. Teravuse reguleerimine fookusmehhanismi abil, nii jämedalt kui ka peenelt. Tulemusandmed
Täielik komplekt
Eelised
Optiline süsteem – mikroskoobi ühendamine arvutigaÜhendage mikroskoop väliste seadmetega, näiteks monitori või arvutiga, paigaldades spetsiaalse videokaamera *okulaari asemele* või spetsiaalsesse trinokulaarporti. Pidage meeles, et sellisel juhul kaob okulaari poolt antud suurendus, mis jätab ainult objektiivi ja reguleerimata kaamera objektiivi suurenduse. Kaamerate parameetrid määravad tavaliselt ainult selle maatriksi mahu (3, 5, 10 või rohkem megapikslit), optiline suurendamine jääb saladuseks. Lisaks on kaamera vaateväli oluliselt kitsam kui inimsilmal. Paljud tootjad pakuvad oma mikroskoopidele kaameraid, kuid keegi ei takista teid ostmast kaamerat mõnelt teiselt müüjalt. Pange lihtsalt tähele, et mikroskoopide puhul võib barreli läbimõõt erineda, seega peaksite veenduma, et see kaamera sobib konkreetse barreliga. Või kasutada adaptereid, mida müüakse ka. Bioloogilise mikroskoobi okulaari standardläbimõõt on 23,2 mm ja stereomikroskoobi 30 ja 30,5 mm. On olemas ka suhteliselt odavaid lisaseadmeid, millega saab optilise voo okulaarist ümber suunata nutitelefoni kaamera objektiivi. Selle seadme eeliseks on see, et see säilitab originaalse suurenduse, kuna see on paigaldatud okulaari peale. Puuduseks – pildi saamise ja salvestamise võimalused on piiratud nutitelefoni väikeste võimalustega. Noh, ja sellise kaamera vaateväli on ikka kitsam kui silma. Rice. 9. Digitaalne kaamera Puls Life Science DCM-310 mikroskoobi jaoks (tootja foto) TOP-2: LEVENHUK D320L alates 37 tuhandest Cronast8 parima laboratoorsete mikroskoopide seas on teine parim mudel, mida kasutatakse edukalt meditsiinis. Digitaalne laboratooriumi seade on varustatud 3-megapikslise kaameraga, mis võimaldab teha fotosid ja salvestada videot, mida saab mällu salvestada ja vajadusel kasutada. LEVENHUK D320L Pea külge kinnitatud objektiivi on lihtne valida, keerates seda, kuni see kuuldavalt klõpsatab. Plussid ja miinusedAinus puudus on selle kõrge hind, kuid sellel on palju eeliseid:
Komplekt
Tehnilised andmed
Hinnad ja tootjadBiomikroskoobi hindu võib leida mitmel viisil. Need, mis on paigutatud lastele, ja saada 30-40 eurot, kuid sa peaksid meeles pidama umbes võimalikud piirangud nagu fikseeritud okulaar 10x, ei toeta paigaldus kaamera, puudumine kondensaator, ja isegi üldiselt valgustuse, primitiivne etapp jne.. Euroopas saab osta kolme objektiiviga monokulaarseid mikroskoope, mis on mõeldud harrastajatele ja õpilastele, nende hinnaklass on alates 100 eurost. Kaamera mikroskoobi jaoks – alates 50 eurost (ja siis kosmosesse: kahekümne megapiksline kaamera võib maksta seitsesada). Professionaalsemad mikroskoobid – kahe- ja kolmekordse objektiiviga mikroskoobid – algavad 250 eurost. Lõpuks pakuvad paljud müüjad spetsiaalselt lastele, õpilastele ja entusiastidele mõeldud komplekte. Nende hulka võib kuuluda algtasemel monokulaar, lihtne videokaamera, põhiline tööriistade ja diapositiivide komplekt jne.. Selliste komplektide hinnad algavad sajast viiekümnest eurost. Pidage ka meeles, et samade esemete hinnad Ameerika, inglise ja saksa Amazonis, rääkimata eBayst, võivad oluliselt erineda, nii et kui olete valinud mudeli, tasub eri saite madalama hinna leidmiseks läbi otsida. Võite otsida mikroskoope ka Aliexpressist. Kuid kuigi hinnad on seal märgatavalt madalamad kui Euroopas, osutub tarne hind võrreldavaks mikroskoobi enda hinnaga, mis muudab kogu idee täiesti mõttetuks. Milline kaubamärk valida? Kuna mikroskoopide optika on kriitilise tähtsusega, on maailma suurimad optikaga seotud tootjad – Olympus, Zeiss, Leica, Nikon jne – andnud oma jälje sellele turule. Kuid nende seadmete hinnad, isegi algtasemel, pehmelt öeldes, ei meeldi, ja jaemüügis ei pruugi nad lihtsalt toimida. Nii et amatöör võiks vaadata taskukohasemate müüjate nagu Swift, Bresser, Omax või AmScope poole. Võite osta ka üksikuid läätse ja okulaare, sealhulgas Hiinas valmistatud (mõned on ülevaadete põhjal head), kuid sel juhul peate veenduma, et need sobivad mikroskoobiga kokku. Euroopa standard, mis määratleb keermed ja muud mehaanilised ja optilised parameetrid, kannab nime DIN. |
Milline neist seitsmest mikroskoobist oleks parim valik koolilastele? Kas on olemas ülevaateid nende kohta või võiksite jagada hinda?
Milline neist seitsmest parimast mikroskoobist on kõige sobivam koolilastele? Kas keegi on juba mõnda neist proovinud ja mis on nende tagasiside? Samuti, kui palju umbkaudu need mikroskoobid maksavad?