Izraz "mikroskop" ima grčke korijene. Sastoji se od dvije riječi, koje u prijevodu znače "mali" i "izgled". Glavna uloga mikroskopa je njegova upotreba pri ispitivanju vrlo malih objekata. Istovremeno, ovaj uređaj vam omogućava da odredite veličinu i oblik, strukturu i druge karakteristike tijela nevidljivih golim okom.
Historija stvaranja
Nema tačnih podataka o tome ko je bio izumitelj mikroskopa u istoriji. Prema nekim izvorima, dizajnirali su ga 1590. godine otac i sin Janssena, majstora u proizvodnji naočara. Još jedan kandidat za titulu izumitelja mikroskopa je Galileo Galilei. Godine 1609. ovaj naučnik je predstavio uređaj sa konkavnim i konveksnim sočivima za javno gledanje u Accademia dei Lincei.
Tokom godina, sistem za posmatranje mikroskopskih objekata se razvijao i poboljšavao. Ogroman korak u njegovoj istoriji bio je pronalazak jednostavnog akromatski podesivog uređaja sa dva sočiva. Ovaj sistem je uveo Holanđanin Christian Huygens u kasnim 1600-im. Okulari ovog pronalazačadanas su u proizvodnji. Jedini nedostatak im je nedovoljna širina vidnog polja. Osim toga, u poređenju sa modernim uređajima, Huygens okulari imaju neudoban položaj za oči.
Poseban doprinos istoriji mikroskopa dao je proizvođač takvih instrumenata Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). On je bio taj koji je skrenuo pažnju biologa na ovaj uređaj. Leeuwenhoek je napravio male proizvode opremljene jednim, ali vrlo jakim sočivom. Bilo je nezgodno koristiti takve uređaje, ali oni nisu udvostručili defekte slike koji su bili prisutni u složenim mikroskopima. Pronalazači su uspjeli ispraviti ovaj nedostatak tek nakon 150 godina. Uporedo s razvojem optike, poboljšan je i kvalitet slike u kompozitnim uređajima.
Poboljšanje mikroskopa se nastavlja i danas. Tako su 2006. godine njemački naučnici koji rade na Institutu za biofizičku hemiju, Mariano Bossi i Stefan Hell, razvili najnoviji optički mikroskop. Zbog mogućnosti posmatranja objekata dimenzija 10 nm i trodimenzionalnih visokokvalitetnih 3D slika, uređaj je nazvan nanoskop.
Klasifikacija mikroskopa
Trenutno postoji veliki izbor instrumenata dizajniranih za ispitivanje malih objekata. Njihovo grupisanje se zasniva na različitim parametrima. Ovo može biti svrha mikroskopa ili usvojena metoda osvjetljenja, struktura korištena za optički dizajn, itd.
Ali, po pravilu, glavne vrste mikroskopaklasificiraju se prema rezoluciji mikročestica koje se mogu vidjeti pomoću ovog sistema. Prema ovoj podjeli, mikroskopi su:
- optički (svjetlosni);
-elektronski;
-rendgenski;-sonda za skeniranje.
Najčešće korišteni mikroskopi su svjetlosni. Njihov širok izbor dostupan je u prodavnicama optike. Uz pomoć takvih uređaja rješavaju se glavni zadaci proučavanja objekta. Svi ostali tipovi mikroskopa su klasifikovani kao specijalizovani. Njihova upotreba se obično vrši u laboratoriji.
Svaki od gore navedenih tipova uređaja ima svoje podvrste, koje se koriste u određenom području. Osim toga, danas je moguće kupiti školski mikroskop (ili edukativni), koji je sistem za početnike. Nudi se potrošačima i profesionalnim uređajima.
Prijava
Čemu služi mikroskop? Ljudsko oko, kao optički sistem posebnog biološkog tipa, ima određeni nivo rezolucije. Drugim riječima, najmanja je udaljenost između promatranih objekata kada se još mogu razlikovati. Za normalno oko, ova rezolucija je unutar 0,176 mm. Ali dimenzije većine životinjskih i biljnih ćelija, mikroorganizama, kristala, mikrostruktura legura, metala itd. su mnogo manje od ove vrednosti. Kako proučavati i posmatrati takve objekte? Tu ljudima u pomoć priskaču razne vrste mikroskopa. Na primjer, uređaji optičkog tipa omogućuju razlikovanje struktura u kojima je udaljenostizmeđu elemenata je minimalno 0,20 µm.
Kako radi mikroskop?
Uređaj, koji omogućava ljudskom oku da pregleda mikroskopske objekte, ima dva glavna elementa. Oni su sočivo i okular. Ovi dijelovi mikroskopa su fiksirani u pokretnoj cijevi smještenoj na metalnoj podlozi. Takođe ima tabelu predmeta.
Savremeni tipovi mikroskopa obično su opremljeni sistemom osvetljenja. Ovo je, posebno, kondenzator sa iris dijafragmom. Obavezni set uređaja za uvećanje su mikro i makro šrafovi, koji služe za podešavanje oštrine. Dizajn mikroskopa takođe predviđa prisustvo sistema koji kontroliše položaj kondenzatora.
U specijalizovanim, složenijim mikroskopima često se koriste drugi dodatni sistemi i uređaji.
Sočiva
Opis mikroskopa bih započeo pričom o jednom od njegovih glavnih dijelova, odnosno od sočiva. Oni su složen optički sistem koji povećava veličinu predmetnog objekta u ravni slike. Dizajn sočiva uključuje čitav sistem ne samo pojedinačnih, već i zalijepljenih dva ili tri sočiva.
Složenost ovakvog optičko-mehaničkog dizajna zavisi od niza zadataka koje mora da reši jedan ili drugi uređaj. Na primjer, najsloženiji mikroskop ima do četrnaest sočiva.
Uključeno u objektivsu prednji dio i sistemi koji ga prate. Šta je osnova za izgradnju imidža željenog kvaliteta, kao i određivanje radnog stanja? Ovo je prednja sočiva ili njihov sistem. Sledeći delovi sočiva su potrebni da obezbede potrebno uvećanje, žižnu daljinu i kvalitet slike. Međutim, implementacija takvih funkcija je moguća samo u kombinaciji s prednjim objektivom. Vrijedi napomenuti da dizajn sljedećeg dijela utiče na dužinu cijevi i visinu sočiva uređaja.
okulari
Ovi dijelovi mikroskopa su optički sistem dizajniran da izgradi neophodnu mikroskopsku sliku na površini retine očiju posmatrača. Okulari sadrže dvije grupe sočiva. Najbliže oku istraživača naziva se oko, a udaljeno polje (uz pomoć njega sočivo gradi sliku predmeta koji se proučava).
Sistem rasvjete
Mikroskop ima složen dizajn dijafragme, ogledala i sočiva. Uz njegovu pomoć osigurava se ujednačeno osvjetljenje objekta koji se proučava. U najranijim mikroskopima ovu funkciju su obavljali prirodni izvori svjetlosti. Kako su se optički uređaji poboljšali, počeli su koristiti prvo ravna, a zatim konkavna ogledala.
Uz pomoć tako jednostavnih detalja, zraci sunca ili lampe bili su usmjereni na predmet proučavanja. U savremenim mikroskopima sistem osvetljenja je savršeniji. Sastoji se od kondenzatora i kolektora.
Tabela predmeta
Mikroskopski preparati koji zahtijevaju proučavanje,postavljaju se na ravnu površinu. Ovo je tabela predmeta. Različiti tipovi mikroskopa mogu imati ovu površinu dizajniranu na način da će se predmet proučavanja rotirati u vidnom polju posmatrača horizontalno, vertikalno ili pod određenim uglom.
Princip rada
U prvom optičkom uređaju, sistem sočiva je davao inverznu sliku mikro-objekata. To je omogućilo da se vidi struktura materije i najsitnije pojedinosti koje je trebalo proučavati. Princip rada svjetlosnog mikroskopa danas je sličan radu koji obavlja refraktorski teleskop. U ovom uređaju, svjetlost se lomi dok prolazi kroz stakleni dio.
Kako moderni svjetlosni mikroskopi povećavaju? Nakon što snop svjetlosnih zraka uđe u uređaj, oni se pretvaraju u paralelni tok. Tek tada dolazi do prelamanja svjetlosti u okularu, zbog čega se povećava slika mikroskopskih objekata. Dalje, ove informacije unose se u obliku koji je potreban za posmatrača u njegovom vizuelnom analizatoru.
Podvrste svjetlosnih mikroskopa
Moderni optički instrumenti su klasifikovani:
1. Prema klasi složenosti za istraživački, radni i školski mikroskop.
2. Po oblasti primene za hirurške, biološke i tehničke.
3. Po vrstama mikroskopije za uređaje reflektovane i propuštene svetlosti, faznog kontakta, luminescentne i polarizacione.4. U smjeru svjetlosnog toka prema obrnutom i direktnom.
Elektronski mikroskopi
Vremenom je uređaj dizajniran za ispitivanje mikroskopskih objekata postajao sve savršeniji. Pojavili su se takvi tipovi mikroskopa u kojima je korišten potpuno drugačiji princip rada, neovisno o lomu svjetlosti. U procesu korištenja najnovijih tipova uređaja uključeni su elektroni. Takvi sistemi omogućavaju da se vide pojedinačni dijelovi materije tako male da svjetlosni zraci jednostavno teku oko njih.
Čemu služi mikroskop elektronskog tipa? Koristi se za proučavanje strukture ćelija na molekularnom i subćelijskom nivou. Također, slični uređaji se koriste za proučavanje virusa.
Dizajn elektronskih mikroskopa
Šta je u osnovi rada najnovijih instrumenata za posmatranje mikroskopskih objekata? Po čemu se elektronski mikroskop razlikuje od svjetlosnog mikroskopa? Ima li sličnosti među njima?
Princip rada elektronskog mikroskopa zasniva se na svojstvima koja posjeduju električna i magnetna polja. Njihova rotaciona simetrija je u stanju da ima efekt fokusiranja na elektronske zrake. Na osnovu toga možemo odgovoriti na pitanje: "Po čemu se elektronski mikroskop razlikuje od svjetlosnog mikroskopa?" U njemu, za razliku od optičkog uređaja, nema sočiva. Njihovu ulogu imaju odgovarajuće izračunata magnetna i električna polja. Nastaju zavojima zavojnica kroz koje prolazi struja. U ovom slučaju, takva polja djeluju kao konvergentno sočivo. Kada se struja povećava ili smanjuje, žižna daljina se mijenja.udaljenost instrumenta.
Što se tiče dijagrama strujnog kola, elektronski mikroskop je sličan dijagramu sklopa svjetlosnog uređaja. Jedina razlika je u tome što su optički elementi zamijenjeni njima sličnim električnim.
Uvećanje objekta u elektronskim mikroskopima nastaje zbog procesa prelamanja snopa svjetlosti koji prolazi kroz predmet koji se proučava. Pod različitim uglovima, zraci ulaze u ravan sočiva objektiva, gde se dešava prvo uvećanje uzorka. Zatim elektroni prolaze put do srednjeg sočiva. U njemu dolazi do glatke promjene u povećanju veličine objekta. Konačnu sliku proučavanog materijala daje projekciono sočivo. Sa njega slika pada na fluorescentni ekran.
Vrste elektronskih mikroskopa
Moderne vrste povećala uključuju:
1. TEM ili transmisioni elektronski mikroskop. U ovoj postavci, slika vrlo tankog objekta, debljine do 0,1 µm, formira se interakcijom snopa elektrona sa supstancom koja se proučava i njegovim naknadnim uvećanjem magnetnim sočivima u objektivu.
2. SEM, ili skenirajući elektronski mikroskop. Takav uređaj omogućava dobivanje slike površine objekta visoke rezolucije reda veličine nekoliko nanometara. Kada se koriste dodatne metode, takav mikroskop pruža informacije koje pomažu u određivanju hemijskog sastava slojeva blizu površine.3. Tunelski skenirajući elektronski mikroskop ili STM. Koristeći ovaj uređaj, reljef provodnih površina sa visokim prostornimdozvolu. U procesu rada sa STM-om, oštra metalna igla se dovodi do predmeta koji se proučava. Istovremeno se održava udaljenost od samo nekoliko angstroma. Zatim se na iglu primjenjuje mali potencijal, zbog čega nastaje tunelska struja. U ovom slučaju, posmatrač dobija trodimenzionalnu sliku objekta koji se proučava.
Leuwenhoek mikroskopi
U Americi se 2002. godine pojavila nova kompanija za proizvodnju optičkih instrumenata. Njegov asortiman uključuje mikroskope, teleskope i dvoglede. Sve ove uređaje odlikuje visok kvalitet slike.
Sjedište i odjel za razvoj kompanije nalaze se u SAD-u, u gradu Fremond (Kalifornija). Ali što se tiče proizvodnih pogona, oni se nalaze u Kini. Zahvaljujući svemu ovome, kompanija isporučuje na tržište napredne i visokokvalitetne proizvode po pristupačnoj cijeni.
Da li vam treba mikroskop? Levenhuk će predložiti traženu opciju. Asortiman optičke opreme kompanije uključuje digitalne i biološke uređaje za uvećanje predmeta koji se proučava. Pored toga, kupcu se nude i dizajnerski modeli, izvedeni u raznim bojama.
Levenhuk mikroskop ima široku funkcionalnost. Na primjer, uređaj za obuku početnih nivoa može se povezati s računalom i također je sposoban snimati video zapise istraživanja u toku. Levenhuk D2L model je opremljen ovom funkcijom.
Kompanija nudi biološke mikroskope različitih nivoa. Radi se o jednostavnijim modelima i novitetima,pogodno za profesionalce.
