Как легко нарисовать микроскоп: Как нарисовать микроскоп карандашом?

Содержание

Узнаем как соорудить микроскоп своими руками: инструкция по изготовлению

Перед тем как сделать микроскоп своими руками, следует разобраться с тем, для чего его можно использовать, а также какие материалы для этого потребуются. Надо сразу отметить, что соорудить такую конструкцию можно самому, при этом вам не нужны какие-либо дорогие элементы.

Для чего используется устройство?

В принципе, основная цель любого микроскопа – увеличение объекта в несколько десятков или сотен раз. Применяются представленные аппараты не только на уроках биологии в школе, но и в медицине, электронике и других сферах. Например, благодаря цифровому микроскопу, существует возможность осуществлять ремонт очень маленьких микросхем, мобильных и компьютерных плат.

Самым удобным является электронный аппарат, так как он способен увеличивать объект очень сильно. Следует отметить, что соорудить микроскоп своими руками нетяжело. Необходимо просто знать его устройство, а также собрать нужные материалы.

Из чего можно сделать устройство?

Естественно, сконструировать микроскоп своими руками можно и с нуля. Однако часто те люди, которые разбираются в электронике, компьютерных технологиях и оптике, изготавливают представленное устройство на базе других агрегатов: фотоаппаратов, биноклей, веб-камер.

Прежде чем начинать изготовление конструкции, необходимо точно определиться с ее функциями, подобрать нужные элементы. Желательно также сделать чертеж устройства на бумаге. Естественно, производятся все необходимые расчеты.

Делаем аппарат с нуля: необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы сделать микроскоп своими руками без готовых приборов, вам потребуется такое оборудование:

— Трубка из стекла. Ее длина должна составлять примерно 20 см, а диаметр – до 6 мм.

— Несколько пластин (желательно из меди). Толщина металла не должна быть большой (около 1 мм). Что касается общих размеров пластин, то они составляют 3*6 см.

— Несколько небольших стеклышек.

— Сверло небольшого диаметра.

— Газовая горелка.

— Молоток.

— Отвертка.

— Гайки и винтики.

Если у вас нет металла, который будет служить основанием для конструкции, то можете использовать плотный картон. Однако учтите, что в этом случае аппарат не будет прочным и не прослужит длительное время.

Изготавливаем устройство: инструкция

Перед тем как сделать микроскоп, ознакомьтесь с последовательностью произведения работы:

1. Прежде всего, из стеклянной трубки при помощи горелки надо изготовить небольшой шарик, который будет служить линзой для устройства. Учтите, что этот элемент ни в коем случае нельзя трогать руками, так как на поверхности останутся следы, которые впоследствии будут искажать изображение.

2. На данном этапе нужно сделать корпус для линзы. Для этого понадобятся металлические пластины. Чтобы использование такого аппарата было удобным и безопасным, нужно обязательно закруглить углы. В «корпусе» следует просверлить отверстия: 4 крепежных и одно смотровое.

3. Теперь можно собрать всю конструкцию воедино. Для этого между пластинами устанавливается «линза», и корпус скрепляется болтами. Далее с одной стороны линзы при помощи скотча можно приклеить стекло, на которое и будет укладываться объект.

Такая конструкция микроскопа является ручной и самой простой. Представленным устройством могут пользоваться взрослые в домашних условиях и дети. Для профессиональных работ вам понадобится более сложный, цифровой аппарат. Далее вы узнаете, как его соорудить.

Как сделать электронный микроскоп: необходимые материалы

Для изготовления представленного устройства обычно используется веб-камера. Перед тем как сделать микроскоп такого типа, соберите весь необходимый материал и инструмент:

— Персональный компьютер или ноутбук.

— Веб-камера (желательно с ручной настройкой фокуса). Учтите, что нам понадобится объектив, так что он должен легко выниматься из первоначального устройства.

— Несколько больших и маленьких уголков, из которых впоследствии будет сооружена стойка.

— Трубка стальная небольшого диаметра и специальное крепление, которое может передвигаться и фиксироваться на поверхности металла.

— Стекло.

— Небольшое зеркало или вспышка из мобильного телефона для конструирования подсветки.

— Металлическая пластина для изготовления платформы.

— Крепежи, а также пистолет с термоклеем.

Инструкция по изготовлению цифрового микроскопа

Цифровой микроскоп своими руками делается очень просто, нужно только соблюдать определенную последовательность действий:

1. Для начала следует соорудить «скелет» конструкции. Для этого нужно металлическую пластину соединить с уголками. Все элементы можно скрепить болтами. В качестве штатива можно использовать металлическую трубу небольшого диаметра. Она имеет определенные плюсы. Например, при помощи специальных крепежей вы можете к вертикальному элементу прикрутить еще один небольшой кусочек трубы, к которой прикрепится объектив. При необходимости вы сможете поднимать или опускать данный элемент. Кроме того, для сооружения платформы можно также использовать небольшую картонную коробку, в которую вставляется штатив и заливается плиточным (или другим) клеем. Учтите, что конструкция должна быть максимально устойчивой.

2. Далее можно сделать регулятор настройки фокуса. Для этого используется капроновая нить (или резинка), подвижная втулка, ушко для фиксации нити на штативе. То есть вам нужно сделать своеобразный редуктор, благодаря которому точность фокуса объектива увеличивается.

3. Далее электронный микроскоп своими руками делается просто. Теперь следует выкрутить объектив из веб-камеры. Делайте это осторожно, чтобы не повредить элемент. Далее нужно перевернуть его и поставить на место. Для крепления используйте термоклей. Готовую конструкцию можно прикрепить к подвижной части штатива. Под ней следует организовать предметный столик с подсветкой. Для этого используется обычный светодиод.

4. В последнюю очередь нужно обработать провод веб-камеры. То есть следует срезать его толстую оплетку. В этом случае он станет более гибким и не будет мешать передвижению объектива.

Теперь вы знаете, как сделать микроскоп своими руками. Удачи!

В новый микроскоп IBM видно межатомные связи в молекуле / Хабр

Научно-исследовательское подразделение IBM Research в Цюрихе опубликовало картинки, которые удалось сгенерировать с помощью сканирующего атомно-силового микроскопа (АСМ). На изображениях можно различить отдельные атомы углерода в шарообразной молекуле C60. Видны даже химические связи между атомами, то есть перекрывающиеся электронные облака («размазанные» электроны, в терминологии Шрёдингера).

В 2009 году именно эта группа учёных IBM впервые получила фотографию отдельной молекулы: вот этот исторический снимок молекулы пентацена из пяти бензольных колец. Та фотография была сделана при температуре 5°K в сверхвысоком вакууме.

Сейчас учёные значительно увеличили разрешение АСМ, хотя работает он на прежнем принципе. На конце чувствительной головки АСМ помещена отдельная молекула угарного газа (CO), которая раскачивается над сканируемой поверхностью.

При приближении к «чужим» атомам наша молекула испытывает силы притяжения и слегка меняет амплитуду покачиваний.

Замеряя изменения в амплитуде, АСМ рисует изображение сканируемой поверхности с невероятным разрешением 3 пикометра (3 × 10-12 м), что чуть больше 1/100 от диаметра атома углерода. Синие и зелёные цвета на «фотографии» — это условность.

Столь высокая разрешающая способность микроскопа открывает удивительные перспективы: мы можем своими глазами увидеть, как происходят химические реакции на молекулярном уровне, а также лучше изучить структуру материалов с уникальными свойствами, таких как графен. Теоретически было известно, что атомы углерода в графене и других веществах находятся на разном расстоянии друг от друга и отличаются силой связей: если в том же графене они сильные, то в молекулах, например, ароматических углеводородов связи гораздо слабее, хотя атомная решётка там похожей гексагональной формы. Теперь мы можем своими глазами увидеть эту разницу.

Лучшее изучение молекулярной структуры продвинет вперёд исследования новых материалов и позволит создать более эффективные органические фотоэлементы, органические светодиоды (OLED) и другие материалы.

Результаты исследования IBM Research опубликованы в журнале Science.

Цифровой микроскоп | Микросистемы

Цифровые микроскопы – это микроскопы передающие изображение объекта в цифровом виде.

Используются в:

Цифровые микроскопы для микроэлектроники 

В зависимости, от поставленных задач, цифровые микроскопы должны соответствовать определённым требованиям. Для микроэлектроники могут применяться инспекционные микроскопы MX63 с фото регистрацией и лупы с видеокамерой INSPEX 1080P. В первом случае, наведение на объект и последующая фокусировка осуществляется с помощью окуляров, либо проекционных устройств.

Оптика инспекционных микроскопов рассчитана на максимальное полезное оптическое увеличение, до 1500х, с разрешением 0. 47-0.22мкм и широкий спектр освещения. Объективы пропускают волны от глубокого ультрафиолета (deep ultra violet — DUV) 248нм, до ближнего инфракрасного диапазона >720нм. Оптика, пропускающая УФ лучи изготавливается из стекла с низкой дисперсией, а за регистрацию УФ света отвечают специальные камеры, с активным охлаждением матрицы, большой выдержкой и светочувствительностью.


Помимо высокого разрешения, в микроэлектронике не менее важно бывает заглянуть под поверхностный слой, чтобы не разрушая целостность полупроводника рассмотреть структуру его слоёв. Для этого требуется инфракрасная (ИК) оптика, инфракрасный источник света до 1000-1500нм и камеры, без ИК фильтра, которая выдержит такое освещение. Также в последнее время всё чаще используются новые методы контрастирования, такие как: дифференциально-интерференционный контраст и смешанный контраст. С помощью этих методов можно различить больше микро деталей, не применяя дополнительные источники освещения.


Для определения позиционирования кристаллов используются не только инспекционные микроскопы, но и более многофункциональные измерительные цифровые микроскопы DSX1000, координатная сетка которых не требует предварительного выравнивания пластины, а в случае необходимости, с помощью такого микроскопа можно просматривать и фотошаблоны в проходящем или отражённом свете.

Относительно простые решения используются для определения качества пайки, нахождения нежелательных натёков припоя и трещин – цифровые лупы. Лупы, например Ion или Inspex 1080p хорошо подойдут при просмотре неповторяющихся структур, где нет возможности применить продвинутые алгоритмы машинного зрения для автоматизации просмотра и требуется максимально простое решение. Для более продвинутых исследований с автоматическими замерами можно использовать Omni Core и Inspex II. 

Цифровые микроскопы для материаловедения 

Объекты исследования в материаловедении могут быть самыми разнообразными, от огромных зеркал, до микроскопических гранул, не рассеивающих и не отражающих свет. В связи с этим, чтобы точно определить необходимое оборудование, нужно обозначить перечень предметов, которые будут просматриваться на микроскопе.

Наиболее универсальный вариант оптического прибора, такой как DSX1000, сочетает в себе:

  • Телецентрическую оптику
  • Светодиодный источник белого света
  • Поляризатор и анализатор
  • Разные режимы освещения
  • Скоростную камеру высокого разрешения
  • Большой наклоняемый штатив
  • Моторизованный предметный столик
  • Эпископическое освещение (отражённый свет)
  • Несколько быстросменных методов контраста
  • Высокоточный моторизованный привод фокусировки
  • Легкую смену объективов
  • Высокую точность и повторяемость результатов измерений
  • Разностороннее продвинутое программное обеспечение

Телецентрическая оптика обеспечивает большую глубину резкости и рабочее расстояние, позволяя исследовать крупные образцы, получать достоверные результаты измерений без геометрических искажений, а большое рабочее расстояние делает возможным исследование крупны образцов.

При исследования объектов на обычном микроскопе возникает эффект схождения (изменения видимого размера объекта в зависимости от уровня фокусировки и удаленности от центра поля зрения). Этот эффект затрудняет получение точных результатов измерений. Для устранения этого дефекта используют объективы, в которых главные лучи всех световых пучков параллельны оптической оси в пространстве предметов или в пространстве изображений.


Светодиодный источник белого света выгодно отличается от галогенных, газоразрядных и иных предшественников, своей долговечностью до десятков тысяч часов. При их использовании не требуется ждать достижения рабочей температуры для получения стабильного цветового баланса. При снижении яркости, в отличии от галогеновых ламп, они не изменяют цветность видимого изображения.

Галоген


LED


Поляризатор и анализатор и разные режимы освещения необходимы для поиска напряжений в стеклянных пластинах, центрах кристаллообразования в гелях и растворах, а также, устранения бликов и отражений.

Скоростная камера высокого разрешения необходима цифровым микроскоп для наведения на объект, своевременную и точную фокусировку, и получения максимально детализированных изображений. В лучших исследовательских микроскопах установлена лучшая оптика Супер План Апохромат, потенциал которой может раскрыть камера с разрешением не ниже 4К. На малых увеличениях, оптика передаёт очень много информации, а значит нужна камера с максимальным разрешением. Высокая скорость, не ниже 60 fps, широкий динамический диапазон и продвинутые матричные технологии, на подобии 3CMOS, необходимы для комфортной работы без смазов и артефактов на снимках.


Большой наклоняемый штатив и моторизованный предметный столик подходят для крупных и небольших объектов, которые необходимо изучать со всех сторон, не тратя время на поворачивание объекта. С его помощью производится и 3D сканирование образцов. Лучшие модели штативов наклоняются до ±90°. Сложной задача, при проектировке такой системы – добиться высокой точности позиционирования предметного столика, для решения которой устанавливаются сложные двигатели, работающие в трёх- четырёх скоростных режимах перемещения по X и Y координатам со специальными замедлителями, для плавной остановки образца.

Не менее важно отслеживать все перемещения штатива и оставлять объект исследования в центре изображения.

Эуцентрическая оптическая схема сохраняет объект в центре изображения при наклоне или вращении столика, позволяя исследовать образец под разными ракурсами. Такая гибкость даёт оператору видеть объект не только сверху, и это упрощает выявление трудноразличимых дефектов или характерных особенностей образца.

Эпископическое освещение (падающий свет иногда называют отраженный свет) используются для наблюдения непрозрачных и прозрачных объектов. Под эпископическим осветителем понимается свет, падающий на исследуемую поверхность объекта и отражающийся от него. В прямых микроскопах, этот осветитель расположен сверху.

Несколько быстросменных методов контраста поддерживают и легко сменяют все исследовательские микроскопы, можно сказать, что это их отличительная черта.

Самый базовый метод контраста – светлое поле (BF – bright field)


Косое освещение (OBQ – oblique)


Тёмное поле (DF – dark field)

Смешанный контраст (MIX – DF+BF)


Поляризация (PO – polarization)


Дифференциально-интерференционный контраст (DIC – differential-interferential contrast)


Программное увеличение контраста


Легкую смену объективов предусматривают все крупные производители микроскопов. Это довольно серьёзная проблема, как сделать универсальную систему под макрообъективы с увеличением 0-50х с микрообъективами, масштабирующими изображение до 7000х. Это совершенно разные подходы к получению изображения. В макрообъективах ценится большое рабочее расстояние и широкое поле зрения, соответственно и сами объективы широкие. В микрообъективах особое значение придаётся разрешению и светосиле. Универсальное крепление разработала компания Olympus, сделав смену объективов таким же лёгким, как застёгивание молнии.


Высокую точность и повторяемость результатов измерений гарантирует программное обеспечение, настроенное на конкретную оптическую систему и учитывающую все особенности этой системы (аберрации, смещения, рабочие расстояния, глубину резкости и прочее). На современной микроскопе можно проводить измерения с точностью до 1% от измеряемой длины, то есть, даже выполнять измерения шероховатости, с помощью 3D построения профиля.


Разностороннее продвинутое программное обеспечение обязательно должно быть простым в обращении, интуитивно понятным. Можно сказать, что сейчас происходит унификация для идентичного пользовательского опыта на разных устройствах. Основные функции доступные в Olympus Stream: создание отчёта, выявление включений на окрашенной поверхности для определения источника загрязнения, сшивка нескольких маленьких изображений в одно большое, получение полнофокусного изображения и 3D модели объекта, автоматический подсчёт численности повторяющихся структур, диагностика контаминации, измерение толщины слоя, автоматическое определение контура и другие.

Измерительные цифровые микроскопы для метрологии

Любой видеоизмерительный микроскоп принципиально отличается от вышеназванных — методикой поверки. В большинстве своём, такие устройства поставляются на утяжелённых штативах и комплектуются большими предметными столиками с высокоточными энкодерами (считывателями перемещений).

Поверка точных профессиональных зарубежных микроскопов учитывает возможность неточного позиционирования образца, поэтому не обязательно при каждом измерении выравнивать координатную сетку и начало координат по объекту.

Методика поверки NLEC британских микроскопов Vision Engineering, таких как Swift и Hawk производится по двум осям, без использования дополнительных тисков и зажимных механизмов стола, это означает, что заявленная заводом-изготовителем погрешность, будет соблюдаться при любом сценарии использования. Зачастую, высокие значения точности достигаются именно за счёт использования дополнительных приспособлений, не используемых при рутинных измерениях.

Важнейшая составляющая таких видеомикроскопов – программное обеспечение. Классические решения с визиром могли лишь давать относительные координаты точки на образца в центре перекрестья на образце, современные системы могут даже построить CAD модель образца по 3-м осям с последующим импортов DXF и другие форматы САПР.

При выборе такого оборудования необходимо обращать внимание на устройства для уточнения фокусировки, как на STM7. Потому что именно правильное нахождение фокуса отвечает за конечную точность измерений. Глубина резкости любого макро объектива будет гораздо больше, чем у микро объектива, поэтому измерения на малых увеличениях всегда уступают по точности микро измерениям.


Формула точности микроскопов LVC400 выглядит так ТОЧНОСТЬ = 2.8 + (8.L/1000) мкм, где L измеряемая длина в мм. По оси Z: 3 + (10.L/1000) мкм.

Биологический и медицинский цифровой микроскоп 

В биологии цифровые микроскопы позволяют получать изображение сопоставимое по качеству и информативности с конфокальными системами или 3D изображение, как на стереомикроскопах. Наиболее совершенные микроскопы, такие как BX63 достигают высокого качества снимков таким же способом, как и конфокальная микроскопия, с помощью растровой съёмки множества слоёв исследуемой клетки, отсекая паразитные засветки, с помощью сложных алгоритмов и деконволюции, устраняя размытие они объединяют полученные изображения в одно.

Обратите внимание на снимки сверху, это не конфокальный микроскоп, а цифровой. На снимке видно, как точно отрабатывают алгоритмы, отсекающие шумы в чёрной области и засветы на границах свечения флюорохрома.

С помощью компьютерной программы возможно проводить автоматизированный подсчёт численности клеток. Что очень полезно при анализа большого массива данных, например, при просмотре цитологических образцов, подсчёта лейкоцитарой формулы у людей с малокровием или повышенным содержанием тромбоцитов, не позволяющим использовать гематологические анализаторы. Обнаружение биологической клетки гораздо сложнее, чем обычной частицы, потому что клетка для программы выглядит, как замкнутый элипсоидный или круглый объект с плотным ядром и прозрачным содержимым внутри.

Для FISH анализа чрезвычайно важно снимать один и тот же участок препарата при использовании различных фильтров, накладывая их и диагностируя конкретный краситель в образце или нужный участок. Все представленные иллюстрации сделаны в программе CellSens на камеру DP74.


Сшивка нескольких изображений особенно востребована в слайд-сканнерах, потому что получить детализированные изображения стандартных мазков 15мм х 15мм можно только на объективах 20х и 40х, у которых очень узкое поле зрения. Благодаря сшивке можно сделать виртуальный слайд в исходном качестве изображения всего за минуту, а в дальнейшем работать с ним так же, как и с обычным препаратом, рассматривая подробнее области, вызывающие сомнения у специалистов.


Для правильного подсчёта клеток и удобства наблюдения, очень полезна функция создания полно фокусных изображений. При это производится несколько снимков на разном фокусном расстоянии, после чего всё, не оказавшееся в фокусе отсекается, а оставшееся объединяется в одно чёткое изображение.


В инвертированном моторизованном цифровом микроскопе IX83 автоматизация позволяет проводить автономные циклические исследования. Его штатив позволяет устанавливать специальные CO2 инкубаторы, автоматически поддерживающие температурный режим и газовый состав среды. Герметичность системы была бы невозможна при наличии механических ручек препаратоводителя. Мониторинг может производиться в нескольких режимах, в том числе интервально, включая освещение микроскопа и производя съёмку в течении недели, через заданные промежутки времени, без постоянного участия исследователя. Это очень востребованные функции при исследовании транспорта клетки или при регистрации других долго протекающих процессов. Такие биологические микроскопы оснащаются и системами, препятствующими дрейфу фокуса. Такая система состоит из лазерного дальномера и очень точного двигателя, который возвращает фокус в исходное положение.

Заключение

Цифровая микроскопия развивается, как и её составляющие: оптика, фото и видеосъёмка, вычислительная техника и программные продукты. Сейчас активно развивается телемедицина и ведущие специалисты могут консультировать в режиме реального времени на расстоянии тысячи километров. Удалённые технологии помогают использовать микроскопы в местах опасных для людей, например, в радиационных комнатах. Рутинные операции по проведению измерений всё больше берёт на себя техника и нет сомнений, что данная техника будет развиваться и дальше. Наши специалисты проконсультируют Вас и подберут цифровой микроскоп оптимально подходящий под Ваши задачи.

Девочка моет солнце, мальчик раскрашивает звезды

Полина Рубцова, ученица 4а класса школы № 7, победила в престижном международном конкурсе рисунков. Конкурс проводится Европейским союзом ежегодно пять лет подряд, но представителям нашей страны удача улыбнулась впервые.

Талант

Рисовать Полина начала с того момента, как научилась держать карандаш, и к десяти годам уже твердо определила свои предпочтения: портрет, карандаши. Но так же легко ей подчиняются краски, фломастеры, гуашь; пейзажи и сюжетные композиции.

— Рисовать она научилась сама, — рассказывает классный руководитель Светлана Гасаналиева, — нигде дополнительно не занималась, да и мама не хвасталась, что как-то связана с рисованием. Рисует очень быстро и сразу хорошо. Как обычно проходит урок: сначала обсуждаем, что надо нарисовать, потом рисуем, у ребят остается времени совсем немного, буквально минут двадцать. Она успевает. И если сравнить ее рисунки, когда она только пришла в школу, и сегодняшние — прогресс очевиден. Но особенно Полине портреты удаются, это и другие педагоги признают.

В школе рисование по расписанию — один раз в неделю, вместо художественной школы — танцевальная студия: за четыре года коллектив «Северные зори» стал для девочки вторым домом. Самородок, пожимают плечами учителя. Сама Полина признается, что ей просто нравится рисовать. Может, именно в этом секрет успеха?

Секрет успеха

— Прежде всего, — отмечает Наталья Рубцова, мама Полины, — мы никогда не запрещали ей рисовать: она рисовала на стенах, на столах, на стульях, даже на шторах и одежде — на любой поверхности. Старались любую работу делать вместе, не отталкивали. Мы действительно никак с рисованием не связаны: я работаю в ИМИТе, заместителем руководителя Центра инновационных технологий, мой муж Николай — пожарный. Наверное, здесь очень важна вера в себя. Полина — девочка скромная, и ее надо поддерживать.

Признание к талантливой художнице пришло еще в прошлом году, когда Полина прошла отборочный тур того самого престижного европейского конкурса, посвященного гендерному равенству: тогда нашу страну представляли десять рисунков, в том числе и Полинин.

— Она очень переживала, что не выиграла, и когда я спросила, будет ли она участвовать в конкурсе в этом году, ответила, что не хочет, все равно выиграть не сможет. Пришлось объяснять, что пройти отборочный этап — уже победа. Словом, она решилась и была твердо уверена, что на этот раз победит. И — победила.

Сделать мир лучше

Работа Полины была признана одной из лучших среди 40 тысяч участников из 60 стран мира. Возраст юных художников — 8 — 10 лет. Наиболее интересные рисунки выбирало жюри из 50 учеников Европейской школы в Бельгии. В апреле прошел первый тур, когда было отобрано 60 работ. Осенью назвали 14 призеров, в их числе оказалась и Полина Рубцова. Как обещают организаторы конкурса, рисунки всех 14 победителей будут выставлены в специальной экспозиции Детского музея в Брюсселе.

— Обычно она предпочитает карандаши, — говорит Светлана Гасаналиева, — а здесь рисунок выполнен в технике гуаши и от этого сразу играет ярче. Я смотрела работы победителей на сайте. Ну без предвзятости: сразу бросается в глаза — лучший, яркий, красивый.

— На рисунке девочка солнце моет, а мальчик звезды раскрашивает, — говорит Полина, — это мама придумала. Девочка и мальчик встретились и решили сделать мир лучше.

Научные достижения

Кроме художественных успехов у Полины уже есть и научные: в прошлом году она заняла второе место на Всероссийской научно-исследовательской конференции «Первые шаги в науке». Тема ее работы: «Как животные и растения могут прогнозировать природные катастрофы».

— Тогда Наталья Валентиновна позвонила, — вспоминает Светлана Гасаналиева, — спросила, могут ли они послать работу, которая по школе заняла второе место. Попробовали, оказались единственные из области, кто решился на это. Получили благодарственное письмо от губернатора.

— Тогда на конференции она увидела много интересных работ, — вспоминает Наталья. — Может, именно поэтому, когда организаторы международного конкурса рисунков предложили ей выбрать приз, она попросила микроскоп. Ей нравится изучать мир, сейчас она мечтает стать археологом. Конечно, со временем ее желание может измениться, но пока держится уже год. Кроме микроскопа Полине подарили фотоаппарат — цифровой, со съемным объективом, достаточно сложный, но потихоньку начинаем разбираться что да как. Уже сделали первые фотографии.

Кстати, пример Полины оказался заразительным для других ребят.

— В прошлом году, как только я объявила, что Полина заняла второе место на конференции, — рассказывает Светлана Гасаналиева, — дети сразу загорелись: а можно мне, а когда следующая? И сейчас тоже говорю: есть интересный конкурс поделок, творческих работ «Осенние мотивы», давайте поучаствуем. Загорелись многие.

Марина Белая

Детский микроскоп Levenhuk Rainbow D50L Plus

Levenhuk Rainbow D50L Plus — удобный и надежный учебный микроскоп с цифровой камерой и набором для экспериментов. Увеличение: 64–1280 крат. Гарантия: пожизненная.

Современный микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS Moonstone\Лунный камень прекрасно подойдет для первого знакомства с микромиром, учебы или работы. С его помощью можно изучать микроорганизмы, исследовать анатомию человека и животных, проводить разные опыты и документировать результаты своей работы. В комплект входит качественная цифровая камера для фото- и видеосъемки микроскопических объектов. С этим микроскопом делиться своими открытиями очень легко – достаточно опубликовать медиафайлы в социальных сетях или отправить их по электронной почте друзьям или коллегам.

Прекрасная просветленная оптика

Три объектива позволяют получить широкий диапазон увеличений – от 64 до 640 крат. Объектив с наибольшей кратностью снабжен пружинным механизмом, который защищает оптику от поломок. Если при фокусировке коснуться препарата объективом, он отодвинется – и оптика, и покровное стекло останутся целыми. В комплект входит линза Барлоу, которая удваивает кратность с каждым объективом. Максимальное увеличение микроскопа при этом достигает 1280 крат!

Линзы сделаны из качественного оптического стекла и покрыты специальным просветляющим составом. В результате изображение получается четким и контрастным – это особенно ценно при изучении препаратов на высоких увеличениях.

Современная цифровая камера

Цифровая камера 2 Мпикс позволяет значительно расширить возможности микроскопа. Перед фото- или видеосъемкой препаратов камеру нужно установить в окулярный узел вместо окуляра и подключить к компьютеру через USB-кабель. На мониторе будет видно увеличенное изображение препарата – школьник сможет показать одноклассникам особенно интересный образец, а преподаватель – продемонстрировать аудитории ход опыта в режиме реального времени. Специальное программное обеспечение позволяет делать качественные фотографии и снимать видео.

В комплект входит USB-кабель для соединения с ПК и питания камеры. Микроскоп совместим с Windows XP/Vista/7/8/10 (32 и 64 бит), процессор до 2,8 ГГц Intel Core 2 или выше, порт USB 2.0.

Комбинированная подсветка

Два ярких светодиодных осветителя дают возможность изучать препараты разной степени прозрачности. Для исследования прозрачных образцов, например кристаллов соли или тонких срезов растений, включите нижнюю подсветку. Верхний осветитель используется, когда требуется изучить непрозрачные объекты (монеты, бумагу, камни). Полупрозрачные препараты хорошо различимы, если оба осветителя включены одновременно. Яркость подсветки регулируется – для каждого препарата легко подобрать подходящее освещение.

Надежный и эргономичный корпус

Корпус прибора изготовлен из металла – микроскоп отличается высокой надежностью и прекрасно подходит для частого использования. Чтобы пользователь не уставал во время работы, окулярная насадка наклонена на 45°. Кроме того, ее можно вращать на 360° вокруг оси – при групповых занятиях насадку достаточно повернуть в нужную сторону, не двигая сам микроскоп.

Микроскоп работает и от сети переменного тока, и от батареек. Для питания камеры используется USB-кабель.

Внимание! Помните, что напряжение сети в России и большинстве европейских стран составляет 220–240 В. Если вы хотите использовать устройство в стране с другим стандартом сетевого напряжения, необходимо включать его в розетку только через соответствующий конвертер (преобразователь напряжения).

Набор для опытов

В комплект входит набор Levenhuk K50, в котором есть все необходимое для первого знакомства с микромиром – от готовых препаратов до инструментов для создания собственных образцов для изучения. В руководстве начинающий исследователь найдет полезную информацию об устройстве микроскопа и описания интересных опытов.

Кейс для хранения и транспортировки

Чтобы части микроскопа не потерялись и не сломались при переноске, прибор поставляется в надежном пластиковом кейсе.

Основные особенности:

  • Цифровой микроскоп с увеличением от 64 до 1280 крат
  • Камера 2 Мпикс в комплекте
  • Линза Барлоу 2x в комплекте
  • Прочный и устойчивый металлический корпус
  • Нижняя и верхняя светодиодные подсветки
  • Набор для опытов с микроскопом в комплекте
  • Поставляется в удобном пластиков кейсе

Комплектация:

  • Микроскоп
  • Объективы: 4х, 10х и 40хs
  • Окуляр WF16х
  • Линза Барлоу 2x
  • Предметный столик с зажимами
  • Диск с диафрагмами
  • Конденсор
  • Встроенные нижний и верхний осветители на светодиодах
  • Сетевой адаптер (питание 220 В, 50 Гц)
  • Батарейки: 2 шт. типа АА
  • Пластиковый кейс
  • Набор для опытов Levenhuk K50
  • Цифровая камера 2 Мпикс
  • ПО для Windows (программа Levenhuk ToupView)
  • USB-кабель
  • Инструкция по эксплуатации и гарантийный талон

Набор для опытов Levenhuk K50:

  • Руководство «Интересный микроскоп. Изучаем микромир»
  • Пинцет
  • Инкубатор для артемии
  • Микротом
  • Флакон с дрожжами
  • Флакон со смолой для изготовления препаратов
  • Флакон с морской солью
  • Флакон с артемией (морским рачком)
  • 5 готовых образцов и 5 чистых предметных стекол
  • Пипетка
  • Пылезащитный чехол

Детский микроскоп Levenhuk Rainbow 50L

Levenhuk Rainbow 50L— удобный и надежный учебный микроскоп с набором для экспериментов. Увеличение: 40–800 крат. Гарантия: пожизненная.

Levenhuk Rainbow 50L – это яркие, стильные и современные микроскопы, которые подойдут и тем, кто только начинает знакомство с микромиром, и тем, кто всерьез увлечен биологией. С помощью этих микроскопов можно исследовать клеточное строение растений, изучать анатомию животных, наблюдать за живыми микроорганизмами и многое другое!
Каждая модель комплектуется набором для проведения интереснейших опытов Levenhuk K50. Опытные пользователи оценят высокое качество оптики. Благодаря двойной подсветке все модели этой серии подходят для работы с прозрачными, непрозрачными и полупрозрачными микропрепаратами. Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L выпускаются в легких и в то же время надежных корпусах из прочного пластика.
Серия Rainbow 50L выгодно отличается от предыдущих линеек более широким диапазоном кратности – благодаря линзе Барлоу каждый микроскоп Levenhuk Rainbow 50L имеет шесть ступеней увеличения – 40, 80, 100, 200, 400 и 800 крат! Кроме того, модели этой серии поставляются в прочных пластиковых кейсах – в них удобно хранить и перевозить приборы.
Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L выпускаются в пяти стильных цветах – вы сможете выбрать идеальный микроскоп для себя или в подарок.

Высокая кратность

Микроскоп поставляется с тремя объективами, которые обеспечивают увеличения 40, 100 и 400 крат. Чтобы поменять кратность, нужно только повернуть револьверное устройство. С линзой Барлоу увеличение микроскопа с каждым объективом удваивается. Максимальная кратность при этом достигает 800x!

Все оптические элементы сделаны из высококачественного стекла высокой прозрачности. Для лучшего светопропускания на линзы нанесено многослойное просветляющее покрытие – благодаря этому картинка получается четкой и контрастной, с хорошей прорисовкой деталей.

Двойная подсветка
Все микроскопы серии Levenhuk Rainbow 50L снабжены двумя светодиодными осветителями. Нижний осветитель позволяет исследовать объекты на просвет – так, например, можно рассмотреть микроорганизмы в капле воды из аквариума или клеточную структуру луковой чешуйки. Для работы с непрозрачными образцами используется верхняя подсветка – с ее помощью можно увидеть, из каких волокон состоит бумага или ткань. Чтобы изучить полупрозрачный объект, нужно включить одновременно обе подсветки. Благодаря регулируемой яркости для каждого препарата можно подобрать оптимальный уровень освещения.

Удобная конструкция
Микроскоп выпускается в прочном и легком пластиковом корпусе. Для удобства окулярная насадка наклонена под углом 45° и может поворачиваться на 360°. Это особенно удобно при работе в группах – можно не двигать сам прибор, а только поворачивать насадку в нужную сторону. Микроскоп работает и от сети переменного тока, и от батареек.

Набор для опытов в комплекте
В комплект входит набор для опытов Levenhuk K50, в котором есть все, что нужно начинающему исследователю. Начать знакомство с микромиром можно с готовых образцов для изучения, а затем перейти к созданию собственных микропрепаратов. В набор входят полезные инструменты и руководство с информацией об устройстве микроскопа, советами по работе с прибором и описаниями увлекательнейших опытов.

Удобный кейс
Микроскоп поставляется с удобным пластиковым кейсом. При хранении кейс надежно защищает прибор от пыли, а при транспортировке – от механических повреждений.

Основные особенности:

  • Биологический микроскоп с увеличением от 40 до 800 крат
  • Линза Барлоу 2x в комплекте
  • В линейке пять ярких цветов
  • Прочный и легкий пластиковый корпус
  • Нижняя и верхняя светодиодные подсветки
  • Набор для опытов с микроскопом в комплекте
  • Поставляется в удобном пластиковом кейсе

Комплектация:

  • Микроскоп
  • Объективы: 4х, 10х и 40х
  • Окуляр WF10х
  • Линза Барлоу 2x
  • Предметный столик с зажимами
  • Диск с диафрагмами
  • Конденсор
  • Встроенные нижний и верхний осветители на светодиодах
  • Сетевой адаптер (питание 220 В, 50 Гц)
  • Батарейки: 2 шт. типа АА
  • Пластиковый кейс
  • Набор для опытов Levenhuk K50
  • Инструкция по эксплуатации и гарантийный талон

Набор для опытов Levenhuk K50:

  • Руководство «Интересный микроскоп. Изучаем микромир»
  • Пинцет
  • Инкубатор для артемии
  • Микротом
  • Флакон с дрожжами
  • Флакон со смолой для изготовления препаратов
  • Флакон с морской солью
  • Флакон с артемией (морским рачком)
  • 5 готовых образцов и 5 чистых предметных стекол
  • Пипетка
  • Пылезащитный чехол
Таблица сравнения микроскопов Levenhuk Rainbow
Rainbow 2L Rainbow 2L PLUS Rainbow 50L Rainbow 50L PLUS
Тип микроскопа биологический
Окулярная насадка монокулярная,
с наклоном 45°
монокулярная, поворотная 360°, с наклоном 45°
Материал корпуса пластик металл пластик металл
Увеличение, крат 40–400 64–640 40–800 64–1280
Материал оптики оптическое стекло
Окуляры WF10x WF16x WF10x WF16x
Объективы 4х, 10х, 40х 4х, 10х, 40хs 4х, 10х, 40х 4х, 10х, 40хs
Линза Барлоу нет нет 2x 2x
Револьверное устройство на 3 объектива
Диаметр окулярной
трубки, мм
23,2
Предметный столик, мм 90×90, с зажимами
Диапазон перемещения
предметного столика, мм
0–15 по вертикали 0–8 по вертикали 0–11 по вертикали 0–11 по вертикали
Фокусировка грубая
Конденсор NA 0,65, диск с диафрагмами (6 отверстий)
Подсветка светодиодная; верхняя и нижняя с регулировкой яркости
Питание подсветки сетевой адаптер, батарейки
Кейс нет нет пластиковый пластиковый
Набор для опытов K50* да
* Набор для опытов с микроскопом Levenhuk K50 поставляется без индивидуальной упаковочной коробки.

Как сделать предметное стекло для микроскопа — идеи и материалы

Составной микроскоп:

Существует множество способов использования составного микроскопа, будь то изучение химии или биологических наук или веселое изучение вещей, которые можно найти в доме!

Вот лишь некоторые из многих простых объектов, которые выглядят впечатляюще при сильном увеличении.

Начало работы

Чтобы составной микроскоп работал, свет должен иметь возможность проходить через объект, который вы смотрите.Лучший способ убедиться в этом — сделать слайд. Вы можете сделать простые самодельные слайды, используя скотч и материалы, перечисленные ниже.

Некоторые объекты, такие как долларовая купюра, можно увидеть, поместив их прямо на сцену и удерживая на месте с помощью зажимов сцены. Поэкспериментируйте сами, чтобы увидеть, как представленные ниже материалы можно рассматривать с помощью вашего сложного микроскопа.

  • Кристаллы сахара и соли
  • Песок и почва
  • Волокна – акриловая пряжа, шерсть, лен
  • Ткань – хлопок, шелк
  • Газета или другой печатный материал
  • Долларовая купюра
  • Микроскоп Подготовьте

    Предметное стекло для влажного монтирования — наиболее распространенный метод изготовления подготовленного предметного стекла.

    Это можно сделать с помощью нескольких недорогих предметов и полезно для просмотра всего, от пищевых продуктов до цветочных лепестков.

    Что вам нужно:
    Что вы делаете:

    1. Если объект, который вы рассматриваете под микроскопом, толстый, вам понадобится острый нож или лезвие бритвы, чтобы отрезать тонкий срез (чем тоньше срез, тем легче его будет рассмотреть с помощью микроскопа).

    2. Поместите каплю воды в центр предметного стекла с помощью пипетки или чистого кончика пальца.Капля воды должна быть больше, чем выбранный вами объект.

    3. Осторожно поместите образец в каплю воды. На этом этапе вам может пригодиться пинцет.

    4. Возьмите покровное стекло и держите его под углом к ​​предметному стеклу так, чтобы один его край касался капли воды на поверхности предметного стекла. Затем, стараясь не двигать образец, опустите покровное стекло, не задерживая под ним пузырьки воздуха.

    5. Вода должна запечатать объект, который вы хотите увидеть.Используйте уголок бумажного полотенца, чтобы промокнуть лишнюю воду по краям покровного стекла.

    6. Чтобы просмотреть слайд, начните с объектива с наименьшим увеличением, затем переключитесь на объектив с более высоким увеличением, чтобы увидеть больше деталей.

    7. Если предметное стекло высыхает слишком быстро, попробуйте запечатать покровное стекло с помощью вазелина и зубочистки. Скольжение не будет постоянным, но продлится дольше.

    Этот метод также можно использовать с жидкими образцами с использованием вогнутого предметного стекла.

    Нанесите несколько капель жидкости в углубление и при необходимости добавьте воды, чтобы разбавить ее.

    Предметное стекло для сухого препарата можно приготовить так же, как и для влажного препарата, за исключением того, что без воды.

    Поместите предмет в середину предметного стекла и, удерживая покровное стекло под углом, осторожно положите его сверху.

    Идеи для слайдов: растения и животные

    При изучении живых существ или чего-то, что было живым, обычно используется влажный препарат, чтобы объект оставался свежим, но сухой препарат полезен для просмотра таких объектов, как перья или мех.

    • CORK
    • BALSA WOLD или BARE
    • Стебель сельдерея (ствол растений)
    • Морковь (растений корня)
    • Вода из недельного цветочного букета
    • цветок лепесток
    • листьев
    • грибных споров
    • Spiant Web — с паутина настолько тонкая, что было бы неплохо использовать жидкость для крепления слайдов, чтобы прикрепить паутину к простому предметному стеклу. Также можно использовать прозрачный лак для ногтей. Нанесите тонкий слой монтажной жидкости в центр предметного стекла, затем осторожно поместите центр паутины на предметное стекло и положите сверху покровное стекло.Сотрите все лишние нити паутины, и слайд готов к просмотру!
    • Крыло или нога насекомого
    • Чешуя бабочки или мотылька – осторожно прижмите одно крыло образца к предметному стеклу, чтобы удалить крошечные чешуйки, затем поместите сверху покровное стекло.
    • Волосы или мех
    • Перья

    Идеи для слайдов: Человеческое тело

    • Щечные клетки
    • Волосы – используя метод сухого снимка, попробуйте изучить все виды волосков, даже от домашних животных. Чтобы изучить текстуру волос, попробуйте использовать желатин или прозрачный лак для ногтей.Распределите тонким слоем по центру слайда. Прежде чем он полностью затвердеет, поместите сверху волосы, а затем удалите их, когда желатин или лак для ногтей затвердеют.
    • Налет – осторожно соскребите зубочисткой образец налета с зубов, затем поместите его на предметное стекло и добавьте каплю воды.

    Идеи для слайдов: Предметы домашнего обихода

    • Бумажная масса – чтобы увидеть целлюлозу, из которой состоит бумага, поместите воду и обрезки бумаги в блендер, затем добавьте мякоть и несколько капель воды, чтобы получить влажное предметное стекло.
    • Мыльная пленка – поэкспериментируйте с различным жидким и кусковым мылом и водой.
    • Водорастворимая краска (акриловая, краска для внутренних работ, акварель) – попробуйте сделать два отдельных предметных стекла – один с краской и водой, а другой – нанесите тонкий слой непосредственно на предметное стекло и дайте ему высохнуть, прежде чем просматривать его под микроскоп.

    Идеи для слайдов: Химические и пищевые вещества

    Вы можете быть поражены тем разнообразием форм и цветов, которое можно найти, рассматривая химические вещества или продукты питания под микроскопом! Все эти вещества могут быть превращены в предметные стекла для влажных мазков, но некоторые химические вещества также выглядят интересно в виде предметных стекол для сухих мазков.

    Стереомикроскоп:

    Если вы используете стереомикроскоп или препаровальный микроскоп, поместите образец непосредственно под окуляр.

    Начните с самого низкого объектива и постепенно увеличивайте уровень увеличения.

    Для небольших плоских предметов, таких как долларовая купюра, используйте зажимы сцены, чтобы зафиксировать ее на месте.

    Отодвиньте зажимы в сторону при исследовании более крупных трехмерных объектов.

    • доллар Билл
    • газета или другие печатные материалы
    • почтовые марки
    • FLAGEAGE, ANT или другое небольшое насекомое
    • Бабочка или Moth
    • Цветочный лепесток
    • перья
    • гранит или другие пороки, содержащие кристаллы

    Ищете веселые, практические идеи подарков? Посетите наш центр подарков:
    Подробнее:
    • Нужен микроскоп? Наш домашний светодиодный микроскоп с увеличением 1000x — отличное начало для студентов и семей, обучающихся на дому.
    • Еще одним отличным вариантом является наш домашний светодиодный микроскоп, который имеет немного меньшее увеличение, но по-прежнему является отличным выбором для студентов, любителей науки и любителей.
    • Ознакомьтесь со всеми доступными микроскопами!

    по стопам Роберта Гука – Наука в школе

    Автор(ы): Нектариос Цаглиотис

    Нектариос Цаглиотис объясняет, как построить эффективный микроскоп из простых материалов, чтобы ваши ученики могли открывать скрытый мир, как это сделал Роберт Гук в 1665 году.

    Рита Грир, портрет Роберта
    Гука (2009 г.), написанный для
    Открытого университета, Великобритания.
    Среди предметов перед ним
    его книга,
    Микрография и микроскоп

    Изображение предоставлено Ритой Грир;
    источник изображения: Wikimedia
    Commons

    Как и телескоп, микроскоп прославился благодаря достижениям одного из его первых пользователей. Когда мы рассматриваем телескоп в истории, мы думаем о Галилео Галилее (1564–1642) и его новаторских наблюдениях Луны и планет.Точно так же английский ученый Роберт Гук (1635–1703) был одним из первых, кто осознал потенциал микроскопа. В своей книге Micrographia , изданной в 1665 году, Гук поразил публику фантастическим миром, где повседневные предметы, такие как иголки и волоски, муравьи и пауки, преображались под увеличением.

    Муравей, изображенный на
     Микрографии Гука Микрография

    Изображение предоставлено Проектом
    Гутенберг

    С самого раннего возраста любопытный ум Роберта Гука привлекал его во многие научные области (по этой причине его называли «Леонардо Англия’).В 1662 году он был нанят недавно основанной академией наук Англии, Королевским обществом, для проведения исследований с помощью микроскопа. Три года спустя он опубликовал эти и многие другие свои исследования в Micrographia .

    Эта огромная книга наполнена описаниями того, что Гук видел под микроскопом. Он утверждал, что его цель состояла в том, чтобы использовать «искреннюю руку и верный глаз, чтобы исследовать и записывать сами вещи, как они появляются». Наряду с описаниями Гук включил потрясающе подробные рисунки объектов, которые он видел.Его живые рисунки насекомых заставляли их казаться, как он заметил, «как будто они были львами или слонами, увиденными невооруженным глазом». Книга имела большой успех и до сих пор считается шедевром научной литературы.

    Микрография послужила источником вдохновения для моего классного проекта, который преследовал две цели. Во-первых, построить рабочий микроскоп, вдохновленный ранними моделями, из недорогих, легкодоступных современных материалов, которые ученики могли бы использовать в классе; во-вторых, чтобы учащиеся самостоятельно исследовали микроскопический мир, взяв за отправную точку исследования Роберта Гука и производя собственные наблюдения в виде зарисовок и описаний.

    Микроскоп, который я построил вместе со своими студентами, представляет собой модифицированную версию микроскопа, описанного исследователями из Музея Галилея во Флоренции, Италия w1 . По конструкции он аналогичен тем, которые использовались Гуком и другими учеными в конце XVI — начале XVII 90–207–х годов 90–207 веков, и имеет те же основные элементы: две линзы (объектив и окуляр), тубус микроскопа и диафрагму для уменьшения оптических искажений. . Современные материалы, которые мы использовали, включают пластиковые линзы, каждая из которых была извлечена из одноразовой камеры одноразового использования.

    Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
    Изображение предоставлено Нектариосом
    Цаглиотис

    После сборки микроскоп имеет увеличение примерно в 20 раз — вполне достаточное, чтобы увидеть чудеса микроскопического мира такими, какими их видел Гук.

    Этот прочный и портативный микроскоп можно быстро собрать после того, как материалы будут собраны, вырезаны и склеены надлежащим образом (см. онлайн-видео w2 ). Его можно многократно использовать для микроскопических исследований и/или наблюдений, требующих минимального обслуживания, такого как очистка линз и питание от батарей для прожектора. Кроме того, его легко хранить в классе и лаборатории, так как он занимает мало места.

    Материалы

    • 2 линзы с фокусным расстоянием 35 мм, каждая извлечена из одноразовой камеры.
      Прежде чем открывать камеру, убедитесь, что вспышка разряжена, и извлеките аккумулятор. Используйте изолированные инструменты (например, отвертку и плоскогубцы). Студентам может понадобиться помощь в извлечении линз из камер.
    • 2 металлические шайбы с внешним диаметром 2 см и внутренним отверстием диаметром около 1 см
    • 1 черный картонный или резиновый диск с внешним диаметром немного меньше шайб (примерно 1,5 мм).от 2 до 1,5 см) и небольшое отверстие диаметром примерно 2-3 мм. Это диафрагма: она обеспечивает использование центра линзы, а не краев, поскольку они могут искажать изображение.
    • 4 пластиковые трубки для корпуса и подставки микроскопа следующих размеров:
      • Тубус корпуса микроскопа: длина 16,5 см, Ø18 (внешний диаметр 1,8 см, внутренний диаметр 1,6 см)
      • Основная опорная трубка: длина около 17 см Ø23 (внешний диаметр 2,3 см, внутренний диаметр 2 см)
      • Две меньшие опорные трубки: каждая длиной около 10 см и диаметром 16 (1. внешний диаметр 6 см)

      Это пластиковые трубки, используемые для домашней электропроводки, которые можно приобрести в хозяйственных магазинах и/или магазинах электротоваров.

    • 1 жесткая основа из толстого картона, дерева или аналогичного материала размером примерно 10 x 10 см
    • 2 прочные резиновые ленты (для большей устойчивости конструкции используйте 1 прочную резиновую ленту и 1 пластиковую кабельную стяжку)
    • 1 лист непрозрачной черной бумаги размером примерно 15 x 5 см
    • 1 черный пластиковый контейнер для пленки 35 мм или аналогичный.В качестве альтернативы пластиковый соединитель для трубки Ø18
    • Прожектор для чтения, желательно с зажимом для крепления к основанию микроскопа
    • Blutack ® (податливый липкий пластик, используемый для временной фиксации)
    • Клеевой пистолет с горячим силиконом и моментальным клеем
    • Ножницы
    • Резак для бумаги
    • Ножовка
    • Линейка
    • Ручка или карандаш

    Процедура

    1. Возьмите трубку, из которой будет сделан корпус микроскопа (Ø18). Сверните непрозрачную черную бумагу вдоль и вставьте ее в трубку так, чтобы она образовала подкладку для трубки. Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом
    2. Прикрепите каждую линзу к шайбе с помощью Blutack или аккуратно приклейте их моментальным клеем. Затем добавьте кольцо Blutack по краю линзы и шайбу.
    3. Поместите одну линзу и шайбу на один конец трубки шайбой наружу, используя кольцо Blutack, чтобы надежно зафиксировать ее на месте. Затем таким же образом закрепите другой блок линзы и омывателя на другом конце.Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом
    4. Поместите черный картонный или резиновый диск поверх одной из шайб на конце трубки и закрепите его с помощью Blutack. Диск образует объектив микроскопа.
    1. Изготовление окуляра микроскопа: в нижней части контейнера для пленки прорежьте отверстие, достаточное для того, чтобы в него поместилась трубка корпуса микроскопа (если вы используете соединитель трубки, см. список материалов, вам не нужно прорезать отверстие ). Протолкните трубку (конец без черного диска) внутрь контейнера с пленкой и при необходимости закрепите ее клеем.
    Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом
    1. Теперь соберите опору для корпуса микроскопа. С помощью клеевого пистолета и горячего силикона прикрепите две меньшие трубки к основной опорной трубке (самая длинная оставшаяся трубка) так, чтобы они лежали рядом друг с другом, соприкасаясь, при этом все три трубки были выровнены на одном конце, а самая длинная трубка выступала за другие. на другом конце. Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом
    2. Затем с помощью клеевого пистолета прикрепите свободный конец самой длинной трубки к основанию, расположив его ближе к одному концу основания.Держите трубку в вертикальном положении, пока горячий клей не остынет.
      Готовый микроскоп с
      кабельным хомутом и резинкой

      Изображение предоставлено Nektarios
      Tsagliotis Изображение предоставлено Нектариосом Цаглиотисом
    3. Завершите микроскоп, прикрепив корпус микроскопа к опоре. Поместите две резинки вокруг трех опорных трубок, одну вверху и одну внизу. (Или используйте пластиковую кабельную стяжку вместо нижней из двух резинок.) Затем вставьте корпус микроскопа под ленты окуляром вверх. Убедитесь, что ремни достаточно тугие, чтобы удерживать трубку корпуса на месте, но при этом она может двигаться вверх и вниз.
    4. Отрегулируйте положение так, чтобы конец объектива находился на несколько сантиметров выше основания. Ваш микроскоп готов!
    5. Чтобы рассмотреть предмет под микроскопом, поместите его на основание под объектив. Сфокусируйте его, перемещая трубку корпуса вверх и вниз, пока не найдете правильное положение.(Если вы используете вариант с кабельной стяжкой, наведите фокус, аккуратно поворачивая тубус микроскопа и одновременно перемещая его вверх и вниз w3 .)
      Освещение объекта ярким светом, например, настольной лампой, небольшим фонариком или прожектором даст вам еще лучшие изображения. Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом

    Если у вас есть компактная цифровая камера, вы даже можете фотографировать свои увеличенные экземпляры. Держите камеру напротив объектива окуляра, держите ее неподвижно, и вы будете удивлены четкостью получаемых изображений.

    Увеличенные образцы: а) нить; б) малина; c) изоподные ноги
    Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом Трехлинзовый микроскоп
    A: Новый окуляр; B: полевая линза
    , которая была окуляром
    оригинального микроскопа
    ; C: объектив
    объектив

    Улучшение изображения

    Чтобы получить еще более четкое изображение с меньшим искажением, вы можете установить версию с дополнительной линзой (полевой линзой) между окуляром и объективом.Для этого вам нужно использовать трубчатый соединитель, а не контейнер для пленки для окуляра, поскольку диаметр контейнера для пленки слишком велик, чтобы вместить линзу. Затем все, что вам нужно сделать, это добавить еще один блок линзы и омывателя в верхней части разъема: это новый окуляр. Окуляр исходной модели (описанной выше) становится полевой линзой трехлинзовой модели.

    Материалы для улучшенного микроскопа с тремя объективами
    Изображения предоставлены Нектариосом Цаглиотисом

    Работа в классе

    Идея состоит в том, чтобы учащиеся в возрасте от 10 до 14 лет использовали микроскоп подобно Роберту Гуку, воссоздавая подлинный научный метод открытия.Студенты рассматривают объект с помощью микроскопа, а затем делают подробный эскиз и описание. После этого класс обсуждает их результаты.

    Семена тимьяна, как показано
    в Микрографии Гука

    Изображение предоставлено Проектом
    Гутенберг
    1. Подготовьте несколько распечаток страниц из Микрографии , включая наброски Гука предметов, похожих на те, которые студенты будут изучать с помощью микроскопа (см. список ниже), в сочетании с упрощенной версией текстового описания в каждом случае w4 .
    2. Соберите набор подходящих объектов для рассмотрения под микроскопом. Вы можете попробовать:
      • Печатная и рукописная точка (точка)
      • Острие иглы
      • Кусочки ткани
      • Песчинки, сахар и соль
      • Семена растений и другие части растений
      • Мелкие насекомые (например, муравьи) или другие членистоногие (например, изоподы – мокрицы), обезболенные путем помещения их в спиртовой раствор (20-30%, например, раствор антисептика) примерно на 15 мин
    3. Ученые, Рита Грир
      (2007). После того, как Роберт Гук
      закончил свое образование и
      получил докторскую степень в
      Крайст-Черч, Оксфорд, Великобритания, он
      помогал Роберту Бойлю. Гук
      показан в аптеке доктора Кросса
      в Оксфорде,
      , устанавливающий эксперимент
      с использованием воздушного насоса, который он
      спроектировал и изготовил. Гук
      прикрепляет стеклянный шар
      , а Бойл наблюдает. Художник
      использовал собственный рабочий чертеж Гука
      воздушного насоса
      для точности
      .
      Изображение предоставлено Ритой Грир;
      источник изображения: Wikimedia
      Commons

      Затем установите микроскопы (мы сделали по одному на пару студентов), убедившись, что света достаточно для наблюдения (например,грамм. с прожектором для чтения или мощным фонариком).

    4. Начните урок с краткого рассказа о том, кем был Роберт Гук, и истории его жизни (мне показалось, что это эффективно для привлечения интереса учащихся к его работе). Серия картин художницы-историка Риты Грир, изображающих жизнь Роберта Гука с детства, является полезным ресурсом w5 .
    5. Разделите учащихся на пары, дайте им карандаши и бумагу для рисования и написания заметок, а также рисунок и описание из Micrographia в качестве примера для подражания.Каждый учащийся в паре должен по очереди обращаться к микроскопу, рассматривая и зарисовывая объект, а затем описывая его.
      В рамках нашего проекта я разработал набор из семи рабочих листов для каждого типа наблюдаемых образцов. Их можно бесплатно загрузить на английском или греческом языке w6 .
    6. Перед докладом всему классу учащиеся должны обсудить свои наблюдения, записи и рисунки в парах и/или в группах по четыре человека.
    Изображение предоставлено Нектариосом
    Цаглиотис

    Мои ученики были в восторге от этой деятельности, прилагая большие усилия, чтобы работать «научным» способом, как Гук.Даже те, кто жаловался, что не умеет рисовать, старались w7 и пытались словесно описать объект. Весь проект побуждал моих студентов самим «заниматься наукой», демистифицируя ее в процессе: они использовали инструмент, который сами построили из простых материалов.

    Благодарности

    Этот проект является частью исследовательской работы, проводимой греческой группой по проекту «История и философия науки в преподавании естественных наук» (HIPST) w8 , финансируемому в рамках 7 th Framework Program, Science in Society-2007- 2.2.1.2 – методы обучения.

    Автор хотел бы поблагодарить координатора греческой исследовательской группы проекта HIPST Фанни Сероглу (доцент Университета Аристотеля в Салониках) за поддержку проекта.


    Веб-ссылки

    Ресурсы

    • Для получения более подробной статьи об этом проекте см.:
      • Цаглиотис Н. (2010) Микроскопические исследования в первичной науке: по стопам Р. Гука в Micrographia. Ин Калогианнакис, М. Ставру Д., Михаэлидис П. (ред.) Материалы 7-й Международной конференции по практическим наукам . 25–31 июля 2010 г., Ретимно-Крит, стр. 212–221. www.clab.edc.uoc.gr/HSci2010
    • Описание аналогичного микроскопа простой конструкции см. :
    • Подробное описание того, как сконструировать несколько более сложный, но более стабильный микроскоп, см. по адресу: www.funsci.com/fun3_en/ucomp1/ucomp1.htm

    Автор(ы)

    Нектариос Цаглиотис – преподаватель-исследователь в области научного образования.Последние 15 лет он преподает естественные науки, а также работает исследователем в Критском университете в отделе начального образования. В этой роли он отвечает за Лабораторию начальных наук в 9-й начальной школе Ретимнона, Крит, обеспечивая поддержку и обучение без отрыва от производства для учителей региона. Он заинтересован в преподавании и обучении науке, основанном на исследованиях, в подлинной исследовательской среде.


    Обзор

    Никогда бы не подумал, что создать световой микроскоп так просто и дешево.Упражнения, описанные в этой статье, несомненно, помогут учащимся понять, как работает микроскоп, и оценить свою работу, как только они смогут использовать микроскоп и своими глазами увидеть, что заставило Роберта Гука отправиться в его увлекательное путешествие. Это очень интересный проект, который можно было бы провести даже в рамках школьной научной выставки — с призом за лучший, самый крутой микроскоп! Хотя автор выполнял проект с учениками 10-14 лет, я бы использовал его для учеников старшего возраста (15-18 лет), так как по моему опыту младшим ученикам, как правило, не хватает необходимой ловкости и терпения.Для учащихся старшего возраста задание можно расширить, чтобы выяснить, что произойдет, если использовать линзы разных размеров

    Эндрю Галеа, Высшая средняя школа Джованни Курми, Наксар, Мальта

    Лицензия

    Микроскопы | Национальное географическое общество

    Микроскоп — это инструмент, который используется для увеличения мелких объектов. Некоторые микроскопы можно использовать даже для наблюдения за объектом на клеточном уровне, что позволяет ученым увидеть форму клетки, ее ядро, митохондрии и другие органеллы.Хотя современный микроскоп состоит из многих частей, наиболее важными частями являются его линзы. Именно через линзы микроскопа изображение объекта можно увеличить и рассмотреть в деталях. Простой световой микроскоп манипулирует тем, как свет попадает в глаз, используя выпуклую линзу, обе стороны которой изогнуты наружу. Когда свет отражается от объекта, рассматриваемого под микроскопом, и проходит через линзу, он отклоняется к глазу. Это заставляет объект казаться больше, чем он есть на самом деле.

    На протяжении всей истории микроскопа технологические инновации упрощали его использование и улучшали качество получаемых изображений. Составной микроскоп, состоящий как минимум из двух линз, был изобретен в 1590 году голландскими мастерами очков Захариасом и Гансом Янсеном. Некоторые из первых микроскопов также были изготовлены голландцем по имени Антуан Ван Левенгук. Микроскопы Левенгука представляли собой небольшой стеклянный шарик, помещенный в металлическую рамку. Он стал известен тем, что использовал свои микроскопы для наблюдения за пресноводными одноклеточными микроорганизмами, которые он назвал «анималькулами».

    В то время как некоторые старые микроскопы имели только одну линзу, современные микроскопы используют несколько линз для увеличения изображения. Как в составном микроскопе, так и в препаровальном микроскопе (также называемом стереомикроскопом) есть два набора линз. Оба этих микроскопа имеют объектив, который находится ближе к объекту, и окуляр, через который вы смотрите. Линза окуляра обычно увеличивает объект так, что он кажется в десять раз больше его фактического размера, в то время как увеличение линзы объектива может варьироваться.Составные микроскопы могут иметь до четырех объективов с разным увеличением, и микроскоп можно отрегулировать, чтобы выбрать увеличение, которое лучше всего соответствует потребностям наблюдателя. Общее увеличение, которое обеспечивает определенная комбинация линз, определяется путем умножения увеличений окуляра и используемого объектива. Например, если и окуляр, и объектив увеличивают объект в десять раз, объект будет казаться в сто раз больше.

    Препаровальный микроскоп обеспечивает меньшее увеличение, чем составной микроскоп, но дает трехмерное изображение.Это делает препаровальный микроскоп подходящим для просмотра объектов, которые больше нескольких клеток, но слишком малы, чтобы рассмотреть их в деталях человеческим глазом. Составной микроскоп обычно используется для наблюдения за объектами на клеточном уровне.

     

    Составной микроскоп — определение, маркированная схема, принцип, части, применение

    Главная » Микроскопия » Составной микроскоп — определение, маркированная схема, принцип, части, применение

    Что такое составной микроскоп?

    • Термин «микроскоп» можно разделить на два отдельных слова: «микро» и «прицел», где термин «микро» означает «маленький» или «крошечный», а «прицел» означает «смотреть» или «наблюдать».Следовательно, микроскоп можно понимать как инструмент для наблюдения за мельчайшими элементами.
    • Оптический микроскоп, часто называемый световым микроскопом, представляет собой тип микроскопа, в котором используется видимый свет и система линз для увеличения изображений мелких предметов.
    • Существует два основных типа оптических микроскопов:
    1. Простые микроскопы
    2. Составные микроскопы
    • Термин «составной» в составных микроскопах относится к микроскопу, имеющему более одной линзы.
    • Разработанный с системой комбинирования линз составной микроскоп состоит из двух оптических частей, а именно линзы объектива и линзы окуляра.

    Принцип работы составного микроскопа

    Составные микроскопы имеют комбинацию линз, которая увеличивает как увеличительную силу, так и разрешающую способность.

    • Исследуемый образец или объект обычно помещают на прозрачное предметное стекло и помещают на предметный столик между линзой конденсора и линзой объектива.
    • Луч видимого света от основания фокусируется конденсорной линзой на образец.
    • Объектив улавливает свет, пропускаемый образцом, и создает увеличенное изображение образца, называемое первичным изображением внутри тубуса тела. Это изображение снова увеличивается с помощью окулярной линзы или окуляра.
    • Когда требуется более высокое увеличение, носовая часть поворачивается после фокусировки с малым увеличением, чтобы совместить объектив с большим увеличением (обычно 45X) с освещенной частью предметного стекла.
    • Иногда требуется очень большое увеличение (например, для наблюдения за бактериальной клеткой). В этом случае используется масляный иммерсионный объектив (обычно 100-кратный).
    • Обычный световой микроскоп также называют микроскопом светлого поля, поскольку изображение создается в ярко освещенном поле. Изображение кажется темнее, потому что образец или объект более плотный и несколько непрозрачный, чем его окружение. Часть света, проходящего через объект или объект, поглощается.

    Увеличение сложного микроскопа

    Чтобы определить общее увеличение при просмотре изображения с помощью составного светового микроскопа, возьмите увеличение линзы объектива, равное 4x, 10x или 40x, и умножьте его на увеличение окуляра, которое обычно составляет 10x.

    Таким образом, 10-кратный окуляр с объективом 40-кратного увеличения даст 400-кратное увеличение. Теперь невооруженным глазом можно увидеть образец при увеличении в 400 раз, благодаря чему становятся видны микроскопические детали.

    В качестве альтернативы увеличение составного микроскопа определяется как:

                м    = D/f o * L/f e     

        где,   D = наименьшее расстояние отчетливого зрения (25 см)
                       L = длина тубуса микроскопа
                      fo = фокусное расстояние линзы объектива

    Части сложного микроскопа

    Окуляр и корпус тубуса.

    • Окуляр — это линза, через которую наблюдатель смотрит на образец.
    • Обычно содержит объектив с увеличением 10X или 15X.
    • Тубус корпуса соединяет окуляр с линзами объектива.

    Объективы и зажимы предметного столика
    • Линзы объектива являются одной из наиболее важных частей сложного микроскопа.
    • Они ближе всего к образцу.
    • Стандартный микроскоп имеет от трех до четырех объективов с увеличением от 4X до 100X.
    • Зажимы предметного столика
    • — это металлические зажимы, удерживающие предметное стекло на месте.

    Рычаг и основание
    • Кронштейн соединяет трубку корпуса с основанием микроскопа.
    • База поддерживает микроскоп и его осветитель.

    Осветитель и предметный столик
    • Осветитель — это источник света для микроскопа.
    • В сложном световом микроскопе в качестве источника света в основном используется лампа низкого напряжения.
    • Сцена — это плоская платформа, на которой размещается слайд.

    Револьвер и апертура
    • Револьверная головка представляет собой вращающуюся турель, удерживающую линзы объектива.
    • Зритель вращает револьвер, чтобы выбрать разные линзы объектива.
    • Апертура — это середина предметного столика, через которую свет от осветителя достигает образца.

    Конденсор , Ирисовая диафрагма и диафрагма
    • Конденсор собирает и фокусирует свет от осветителя на исследуемый образец.
    • Ирисовая диафрагма регулирует количество света, попадающего на образец.
    • Диафрагма представляет собой диск с пятью отверстиями, расположенный под предметным столиком.
    • Каждое отверстие имеет разный диаметр. Поворачивая его, вы можете изменять количество света, проходящего через отверстие сцены.

    Применение
    • Составной микроскоп очень полезен в патологоанатомических лабораториях для выявления заболеваний.
    • Выявляются и раскрываются различные преступления путем извлечения человеческих клеток и их изучения под микроскопом в судебно-медицинских лабораториях.
    • Наличие или отсутствие минералов и металлов можно определить с помощью составных микроскопов.
    • Учащиеся школ и колледжей могут воспользоваться микроскопом для проведения академических экспериментов.
    • Помогает увидеть и понять микробный мир бактерий и вирусов, невидимый невооруженным глазом.
    • С помощью сложного микроскопа исследуют растительные клетки и определяют живущие в них микроорганизмы.Таким образом, составной микроскоп оказался крайне важным для биологов.

    Преимущества
    • Простота и удобство.
    • Составной световой микроскоп относительно мал, поэтому его легко использовать и хранить, а также он поставляется с собственным источником света.
    • Благодаря множеству линз составные световые микроскопы способны обнаруживать большое количество деталей в образцах.

    Каталожные номера
    1. http://www.biologydiscussion.com/microscope/compound-microscope-structure-and-working-principles/5822
    2. https://www.microscopemaster.com/parts-of-a-compound-microscope. html
    3. https://sciencestruck.com/compound-microscope-basics-uses
    4. http://www.funscience.in/study-zone/Physics/OpticalInstruments/CompoundMicroscope.php
    5. https://www.slideshare.net/shrutidhamdhere1/compound-microscope-basic
    6. https://www.microscopemaster.com/compound-light-microscope.HTML

    Как сделать фильтры для микроскопа

    Здесь я покажу вам, как сделать различные фильтры для вашего микроскопа.

    Если ваш микроскоп оснащен конденсором с держателем фильтра (в большинстве случаев поворотно-откидного типа), то вы можете легко переоборудовать свой микроскоп для освещения Darkfield, Rheinberg и Oblique. Дополнительную информацию о различных методах можно найти в этой статье: В чем разница между светлопольным, темным полем и фазовым контрастом?


    Многие микроскопы уже поставляются с синим фильтром.Это делается для того, чтобы отфильтровать красные части спектра, к которым камеры часто очень чувствительны. Однако также возможно сделать свои собственные фильтры. Коммерческие накладные упоры (используемые в освещении темного поля) часто изготавливаются из алюминия, но их также можно сделать самостоятельно из картона или распечатать на 3D-принтере. Пятна темного поля блокируют часть света, и образец будет казаться ярким на темном фоне. Традиционный способ накладных упоров своими руками — вырезать их из черного картона, но я считаю, что это несколько сложно сделать, и это не самый элегантный способ.Конечно, вам нужен конденсатор с держателем фильтра.

    В предыдущем посте я уже упоминал изготовление накладных упоров из картона. Для получения некоторой справочной информации (и дополнительных изображений) попробуйте эти статьи:


    Изготовление остановок Patch для освещения в темном поле.

    • Измерьте диаметр держателя фильтра конденсатора.
    • С помощью программы, такой как PowerPoint или OpenOffice Impress, нарисуйте круг с белой заливкой того же диаметра, что и держатель фильтра.Вы можете настроить размер круга в контекстном меню.
    • Нарисуйте в центре черный круг меньшего размера. Скопируйте и вставьте оба круга, а затем измените размер внутреннего меньшего круга. Вы хотите сделать несколько фильтров, чтобы найти тот, который работает лучше всего.
    • Печать фильтров на фольге. Распечатайте на лазерном принтере. Накладные пленки для лазерных принтеров более термостойкие.
    • Вырежьте фильтры ножницами
    • Возьмите черный маркер и затемните черный внутренний круг.
    • Для работы с микроскопом возьмите два таких фильтра и поместите их друг на друга. Это гарантирует, что центральный круг будет полностью черным.
    • Поместите фильтр в держатель фильтра, полностью откройте апертурную диафрагму конденсора и полевую диафрагму (если она у вас есть).
    • Попробуйте разные объективы и найдите подходящую комбинацию фильтр/объектив.

    Изготовление заплаток косого освещения

    Метод очень похож на заплатку для темных полей.В этом случае свету разрешается падать на образец только с одной стороны. Это создаст рельефное изображение.

    • Нарисуйте черный и белый круг диаметром держателя фильтра конденсатора.
    • Наложите два круга друг на друга так, чтобы белый круг покрыл часть черного круга. Белый круг не должен доходить до центра черного круга.
    • Вырежьте и действуйте, как описано для создания темного поля.
    • Снова необходимо поэкспериментировать, чтобы найти подходящую комбинацию фильтр/объектив.

    Если в вашем микроскопе есть поворотный держатель фильтра, вы также можете использовать заплату для темного поля и откинуть фильтр наполовину, чтобы получить косое освещение. Это наверное самый простой и быстрый способ, перед этим сделать отдельный патчстоп. Таким образом, вы также можете контролировать степень косого освещения, изменяя положение держателя фильтра.

    Различные фильтры (патч-стопы), напечатанные на фольге. Синий фильтр слева — это коммерческий фильтр из синего стекла, внизу — конденсор с двумя центрирующими винтами.

    Изготовление фильтров Rheinberg

    Может быть, вы хотите показать желтые экземпляры на синем фоне. Возьмите размеры темного поля и закрасьте центр желтым цветом, а периферию синим цветом (цветной принтер!). Вы должны использовать интенсивные цвета для достижения эффекта. Попробуйте разные сочетания цветов.

    Микроскоп Левенгука и начало нашего взгляда на малое


    Фон

    В начальной школе вас учат, что ваше тело состоит из отдельных «жизней», называемых клетками.Ваше сердце, ваши мышцы, ваш мозг, ваш желудок и почти все части вашего тела состоят из триллионов клеток, которыми вы являетесь. Возможно, вы даже видели некоторые образцы этих клеток из наших предыдущих экспериментов с мозгом на заднем дворе или экспериментов в вашей школе. Возможно, вы также слышали от своих близких, что нужно мыть руки из-за неделимых мелочей, называемых «микробами». Существование клеток и микроскопической жизни общеизвестно, как и должно быть.

    Но было время, когда это не было общеизвестно.Было время, когда таковым был самый край науки. На этот раз это были 1660-е и 1670-е годы в Англии и Голландии, где работали два ученых — Роберт Гук и Антони Филипс ван Левенгук.

    В 1664 году Королевское общество Англии поручило 29-летнему Роберту Гуку написать и опубликовать «Микрографию — или некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные с помощью увеличительных стекол, с наблюдениями и последующими расследованиями». Используя составной микроскоп (две линзы — конденсор и объектив), он сделал знаменитое наблюдение над срезом пробки, показавшее, что ткань растения состоит из отдельных элементов, которые он назвал «клетками», после их появления на ячейки пчелиных сот.

    Роберт Гук был превосходным изобретателем и эрудитом. Он действительно является Гуком «Закона Гука» о силе, действующей на пружины, и вместе с Галилеем и Гюйгенсом проделал важную работу по проверке колец Сатурна. Насколько нам известно, он перешел к другим исследованиям после публикации «Микрографии» и не стал заниматься дальнейшими исследованиями микромира. Однако за Ла-Маншем, в Голландии, успешный продавец одежды в Делфте начал развивать интерес к оптике.Он изготовил маленькие стеклянные сферы и разработал для них металлический корпус обманчиво простой и элегантной конструкции, позволяющий рассматривать образцы под разными углами путем изменения положения различных винтов.

    Левенгук смотрел на образцы через сферу при ярком дневном свете, и однажды, начиная с 1674 года, глядя на каплю воды в пруду, он заметил движущиеся объекты, которые он назвал «анималькулами». Это был первый задокументированный взгляд на живой микромир, согласно которому в мире есть живые существа, которых не могут видеть наши невооруженные глаза, но с изобретением увеличительных инструментов мы можем. Он также провел эксперимент, наблюдая за бактериями на налете на зубах, которых не было после того, как он пил горячий кофе (предположительно убивая/удаляя бактерии). Он проводил эксперименты «организм-культура» с зернами перца, чтобы определить происхождение анималкулов. Хотя он никогда официально не публиковал свои открытия в монографиях или книгах, он сообщал о своих наблюдениях во многих письмах, написанных на голландском языке, в Королевское общество в Англии, которые до сих пор хранятся и хранятся в Лондоне.

    Мы в Backyard Brains, безусловно, являемся поклонниками ученых, которые отлично умеют создавать инструменты, и это одна из причин, по которой мы изучаем здесь Левенгука.Но давайте сделаем шаг назад. Как работает линза? Более того, что такое вообще объектив?

    У линзы есть три свойства: она прозрачная, изогнутая и преломляет свет. Изгиб света является ключевым свойством, которое позволяет микроскопам увеличивать изображения. Свет изгибается, когда он входит или выходит из прозрачного материала под углом, а изогнутая форма линзы позволяет изгибу либо «расходиться», либо «сходиться внутрь» в зависимости от формы линзы.

    Свойство изгиба на самом деле связано со скоростью света.Мы часто думаем о скорости света как о константе, которую невозможно превзойти, но на самом деле свет распространяется с разными скоростями в зависимости от материала, через который он проходит. Из-за этой разницы в скорости света между двумя материалами и учитывая особенности света, когда луч света, путешествуя в вакууме или воздухе, сталкивается с новым материалом, угол изменится, так что свет «проводит меньше времени» в материале. Этот уровень изгиба определяется как «показатель преломления».Концептуально мы можем вспомнить известный пример, когда бегун должен пересечь ручей, чтобы добраться до стола с пончиками. Прямой маршрут на самом деле медленнее, так как бег по воде снижает скорость бегуна. », в котором она меняет углы, когда она входит в воду и выходит из воды, чтобы добраться до пончиков как можно быстрее. Эта «минимизация времени» служит аналогией того, почему свет искривляется при входе в материал. Математически изгиб, показатель преломления, выражается как:

    , и чем выше показатель преломления материала, тем сильнее искривляется световой луч.

    Это математическое соотношение изменяющихся углов между двумя материалами было впервые получено геометрически персидским/багдадским ученым Ибн Сахлом в 10 веке. Сала интересовала геометрия «горящих зеркал и линз», которые могут собирать световые лучи от солнца, чтобы обеспечить локальное повышение температуры и пламя. Затем закон был снова независимо открыт Виллебрордом Снеллиусом в Лейдене в Голландии в начале 17 века. История науки признает приведенное выше уравнение законом Снеллиуса, хотя во время золотого века ислама оно было известно Ибн Салю и известному теоретику оптики Ибн аль-Хайсаму.

    С помощью этого простого уравнения показателя преломления вы можете рассчитать, как ведут себя линзы. Помните, что линза должна быть изогнутой. С помощью этой кривизны вы можете заставить световые лучи расходиться или сходиться. Рассмотрим простейший пример — шаровую линзу.

    Обратите внимание, что кривизна линзы отклоняет луч света больше, чем если бы это был простой плоский кусок стекла. Кривизна заставляет изображение фокусироваться на некотором расстоянии от линзы или на эффективном фокусном расстоянии.

    Оптика — это вся геометрия, и уравнение для расчета фокусного расстояния на основе геометрического изгиба требует, чтобы мы знали только диаметр сферы (d) и показатель преломления материала, из которого сделана сфера (n).

    Но, вы можете спросить, как линза на самом деле увеличивает изображение и вызывает увеличение. Посмотрите на изображение ниже, и вы снова поймете, почему кривизна линзы является основным ключом.

    Возвращаясь к параметрам шаровой линзы:

    Вы видите, что уменьшение d (диаметра) и увеличение n (показателя преломления) снижает эффективное фокусное расстояние и увеличивает увеличение.Таким образом, обнаруживается странное свойство. Если у вас показатель преломления больше 2, эффективное фокусное расстояние никогда не превышает 1/2 диаметра, 90 731 или радиуса 90 732. Поскольку показатель преломления алмаза равен 2,6, из алмаза нельзя сделать круглую линзу! Такие никогда не будут сфокусированы, так как плоскость фокусировки фактически находится внутри линзы . Обычное натриево-лимовое стекло имеет показатель преломления 1,5, поэтому фокальная плоскость находится вне линзы — повезло Левенгуку! Но как рассчитать увеличение шаровой линзы? Мы используем уравнение, основанное на общем уравнении линзы:

    Объектив диаметром 5 мм с фокусным расстоянием 3.75 мм, таким образом, имеет 67-кратное увеличение. Диапазон полезных диаметров составляет:

    Уменьшая размер линзы, вы увеличиваете увеличение все больше и больше! Предостережение заключается в том, что фокусное расстояние для стекла становится неуправляемым при диаметре около 1 мм. Фокусное расстояние линзы со стеклянной сферой диаметром 1 мм составляет 0,75 от центра сферы или 0,25 мм за пределами линзы. Этот фокус 0,25 мм проникает в толщину покровного стекла (~0,2 мм), и кажется, что вы никогда не сможете сфокусировать свой образец. При диаметре объектива 2 мм фокусное расстояние составляет 0,5 мм за пределами объектива, что более удобно, а при 5 мм у вас есть удобный фокус 1,25 мм за пределами края сферы. Конечно, у вас увеличение меньше.

    Теперь достаточно с такой прекрасной историей и теорией, давайте отойдем от наших волшебных стеклянных экранов, где мы читаем о достижениях других и создаем что-то свое. Мы создадим «переосмысление» микроскопа Антони ван Левенгук, расплавив прозрачное стекло, сформировав маленькие сферы и используя наши глаза, чтобы увидеть невидимые миры.

    Видео

    Процедура

    Вот инструменты, с помощью которых вы соберете первый микроскоп. В самой простой форме вам понадобятся:

    Как собрать базовый LeeuwenScope

    1. Высокотемпературное пламя — это может быть походная горелка или горелка для крем-броле.
    2. Твердая стеклянная нить, мы используем боросиликатную стеклянную нить McMaster-Carr, но вы можете попробовать использовать другую стеклянную нить, такую ​​как хрустальное стекло (более высокий показатель преломления, более низкая температура плавления) или известково-натриевое стекло (тот же показатель преломления, более низкая температура плавления). температура плавления, более подвержена разрушению).
    3. Базовые инструменты с металлическим зондом — мы обнаружили, что зубочистки работают лучше всего.
    4. Базовые плоскогубцы, щипцы или набор инструментов для изготовления ювелирных изделий.
    5. Опора для сферической линзы
    6. Обычное предметное стекло
    7. Лук

    Как изготовить шаровую линзу

    1. Включите пламя. Уважайте это.
    2. Возьмите стеклянную нить, подержите ее над пламенем и раздвиньте нить, пока не получите две тонкие точки.Обязательно используйте твердую стеклянную нить, а не полое стекло.
    3. Возьмите половину ваших теперь двух стеклянных осколков и протолкните заостренный конец в пламя, пока он не сформирует маленький сфероид.
    4. С помощью пинцета отломите сферический конец над пламенем.
    5. Вставьте тонкий конец зубного зонда в стеклянную насадку над пламенем.
    6. С терпением работайте над стеклянным сфероидом с пламенем, формируя его и формируя, используя тепло и гравитацию как своих друзей, в попытке сделать стеклянный шар.Он должен быть как можно более круглым, без пузырей и минимума вкраплений черного цвета.
    7. После формирования и охлаждения вставьте сферу в маленькое отверстие в нашей подставке для 3D-принтера (или в качестве альтернативы в куске картона). Если стеклянная сфера не подходит, используйте маленькое лезвие ножниц, чтобы увеличить отверстие.
    8. Теперь подготовьте образец предметного стекла или найдите предварительно подготовленный образец предметного стекла.

    Подготовьте простой слайд

    1. Найдите или купите лук.
    2. Снимите внешнюю темную кожу. Лук разрежьте пополам.
    3. Возьмите пинцетом кусочек прозрачной луковой шелухи. Этот слой кожи имеет толщину всего в один клеточный слой!
    4. Поместите образец лука на предметное стекло. Теперь вы готовы посмотреть на него через объектив.
    5. Если у вас есть доступ к метиленовому синему, вы также можете просмотреть клетки кожи щек. Поскребите внутреннюю часть щеки зубочисткой. Потрите зубочисткой о стеклянную сторону. Нанесите каплю метиленового синего.Впитать лишнее.

    Использование шаровой линзы для просмотра образца

    1. Поднесите держатель со встроенной стеклянной сферой к глазу, как если бы вы смотрели в … микроскоп.
    2. Включите лампу и посмотрите на лампу через микроскоп. Вам нужен источник света.
    3. Поднесите предметное стекло к другому концу шаровой линзы. Обратите внимание, что фокусное расстояние очень короткое, 0,3-1,0 мм от объектива.
    4. При наличии терпения и уверенных рук изображение должно стать четким. Обратите внимание, что ваша круглая линза должна быть не менее 1 мм в диаметре или больше, иначе фокусное расстояние будет слишком коротким и вам будет сложно сфокусироваться.

    Использование Leeuwenscope

    1. Используя наш LeeuwenScope, который вы можете купить или изготовить самостоятельно, поместите пластиковый держатель с шарообразной линзой в опорную стойку на LeeuwenScope.
    2. Включите светодиодную подсветку.
    3. Поместите смартфон на объектив.
    4. Сфокусируйте образец, поворачивая ручки фокусировки.Глубина резкости у шаровых линз очень мала.
    5. Образец должен попасть в фокус на вашем смартфоне, и вы сможете сделать снимок.
    6. А теперь найдите немного воды из пруда и посмотрите, что еще видел Левенгук! Чем зеленее вода, тем лучше, а если в пробе есть растительные остатки, тем более!

    Каково качество вашей шаровой линзы по сравнению с нашей промышленной шаровой линзой и нашим RoachScope? См. сравнение изображений ниже.

    Удачного исследования невидимых ранее миров!

    Примечания

  • Вы можете увидеть микроскоп, который Роберт Гук использовал для своих исследований в Национальном музее здоровья и медицины в Вашингтоне, округ Колумбия.C. в рамках выставки «Эволюция микроскопа». Сканы великолепно нарисованной книги Гука доступны в Интернете.
  • Микроскоп Левенгука встречается редко (на сегодняшний день сохранилось только 11 проверенных микроскопов), и на большинстве музейных выставок представлены только копии. Но… если вы хотите увидеть оригинальные микроскопы Левенгука, ваша дорога ведет в музей Бурхаве в Лейдене, Нидерланды. До нас дошли слухи, что еще один хранится в Делфтском технологическом университете.
  • Сканы писем Левенгука в Королевское общество доступны в Интернете.
  • Если вы хотите посетить места захоронения упомянутых здесь ученых, Антони ван Левенгук похоронен в «Oude Kerk» (Старая церковь) в маленьком городке Делфт. Виллеброрд Снеллиус похоронен в церкви Питерскерк в Лейдене. Места захоронения Роберта Гука и Ибн Саля, насколько нам известно, неизвестны и утеряны для истории.
  • Составной микроскоп, который использовал Гук, должен был быть достаточно хорош, чтобы видеть по крайней мере одноклеточные организмы.Может быть, он никогда не смотрел на воду из пруда, как Левенгук? Или, возможно, оптическое качество было недостаточно высоким? Мы не узнаем ничего, кроме как посмотрев на воду пруда в микроскоп Гука (пытаемся получить разрешение….)
  • В недавней переделке «Космоса», которую ведет Нил Дайграсс Тайсон, есть эпизод, рассказывающий о работе Ибн аль-Хайтама, который был современником Ибн Саля. Перейдите к отметке времени 8:20 эпизода 5 «Прячась в свете» (доступно на Netflix и iTunes).
  • Если вы хотите погрузиться в исходный текст и понять, как Ибн Сахл вывел «Закон Сахля» (Закон Снелла), вы можете прочитать обширное исследование оригинального арабского текста Ибн Сахла французским ученым Рошди Рашедом.
  • В знаменитой книге Поля де Круифа 1926 года «Охотники за микробами» есть превосходная начальная глава о Левенгуке. К сожалению, более поздние главы о болезнях XIX века пропагандируют расовые стереотипы той эпохи.
  • Микроскопы легче делать из стекла, чем из зеркал, а телескопы легче делать из зеркал, чем из стекла. Почему это? Подумайте о размерах и весе.
  • Интересно подумать, что свет распространяется 2.В 6 раз меньше, когда он проходит через алмаз с показателем преломления 2,6. Можем ли мы представить себе материал с бесконечным показателем преломления? Черная дыра? Можем ли мы представить научно-фантастический мир с показателями преломления меньше 1 или, ах, меньше нуля?
  • До сих пор неизвестно, как Левенгук построил свой микроскоп, и это только предположение, поскольку он никогда не раскрывал свои методы, типичные для ученых того времени (так же как и Галилей никогда не раскрывал, как он строил свои телескопы).Они были не очень открытым исходным кодом, но мы стараемся.
  • Научная ярмарка / Идеи исследовательского проекта

  • Почему до просветления Европа изобрела микроскоп и телескоп? Историческое исследование развития методов формовки стекла было бы ценным начинанием. Венецианцы добились успехов в обработке стекла и зеркал в 1300-1400-х годах, что они воинственно держали в коммерческой тайне. Со стеклом обращались с древних времен (римляне), но оно кажется достаточно прозрачным, чтобы его можно было использовать в качестве корректирующих очков, появившихся в 1300-х годах в Италии.Первые европейские телескопы были изобретены в Голландии в 1608 году Гансом Липперши. Как вы думаете, почему между очками и телескопами прошло так много времени? Если вы умеете делать очки, вы почти достигли цели… Наша гипотеза состоит в том, что по-настоящему «чистое» стекло было трудно изготовить до 17 века, а оптическую теорию все еще плохо понимали.

    Благодарности

  • Этот проект был разработан в сотрудничестве с биологом Даниэлой Флорес из чилийской научной группы MicroMundo.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.