Что в световой микроскоп можно увидеть?

Свойства объёмного стекла увеличивать изображение были знакомы людям очень давно. Самая древняя линза, найденная археологами в Иpaке близ города Нимруд, датируется VIII веком до нашей эры. Изобретатели этого полезного приспособления так и остались неизвестными. Неясно также, кто впервые применил его для создания микроскопа. Есть достоверные сведения, что комбинации из двух линз для своих приборов использовали знаменитые учёные XVI-XVII веков — Галилео Галилей, Джироламо Фpaкасторо, Кристиан Гюйгенс. История умалчивает, были эти приспособления изобретены до них, или нет. Но именно в ту эпоху оптика стала впервые применяться для изучения микромира.

Исследователи быстро поняли, что при использовании сразу нескольких линз их кратности увеличения предметов не складываются, а перемножаются друг на друга. И это даёт значительный эффект, позволяющий рассмотреть объекты микромира. Проблема состояла в том, что первые линзы были несовершенны и достаточно грубо обработаны. Поэтому изображение получалось с дефектами, которые увеличивались вместе с объектом исследований. Для решения этой проблемы разpaбатывались микроскопы с единственной мощной линзой, один из которых позволил Антони Ван Левенгуку разглядеть растительную клетку. Лишь через полтора столетия многосоставные микроскопы, обладающие несколькими линзами, завоевали широкую популярность среди учёных. А с появлением электричества стала использоваться подсветка, значительно облегчившая процесс наблюдения. Именно так появился прибор, схожий по принципу работы с современным световым микроскопом.

Принцип работы
Кратности увеличения
Полезное и бесполезное увеличение
Разрешающая способность
Устройство на базе школьного микроскопа
Что изучает световой микроскоп
Новейшие достижения — самые мощные микроскопы

Принцип работы

Световой микроскоп использует одно из неотъемлемых свойств луча света — преломление. Лучи подсветки отражаются в зеркальце, расходятся от объекта и параллельным пучком идут внутри тубуса, в котором размещены линзы. При помощи линз лучи преломляются, т.е. изменяют угол своего падения таким образом, что происходит их концентрация на сетчатке глаза. Таким способом объект наблюдения увеличивается и проступают его незаметные прежде детали.

Кратности увеличения

Окуляром микроскопа называется линза, в которую непосредственно смотрит глаз наблюдателя. Обычно для этих целей используются линзы с десятикратным увеличением. Ниже, в тубусе, располагается ряд объективов, каждый из которых имеет своё увеличение — 4, 10, 40 или же 100. Поскольку кратности перемножаются, то, в зависимости от выбранного объектива в сочетании с десятикратным окуляром, можно достигать кратности от 40 до 1000 соответственно.

Обычно наблюдение начинают с выбора четырёхкратного объектива, дающего наименьшее увеличение в 40 раз. Зачем? Дело в том, что для подробного рассмотрения какого-либо объекта нужно сперва этот объект найти. Осуществлять такой поиск при слишком большом увеличении неудобно. Поэтому при изучении микроскопического предмета, как правило, начинают от самого малого увеличения к большему. Объектив с маленьким увеличением позволяет гораздо быстрее фокусироваться, чем с большим.

Полезное и бесполезное увеличение

Увеличение бывает как полезным,так и бесполезным. В чём разница между тем и другим? Дело в том, что возможности любого светового микроскопа имеют предел. Теоретически возможно, используя множество линз, увеличить кратность прибора до бесконечности.

Но на пpaктике наступает предел, после которого дальнейшее увеличение не делает видимыми новые детали объекта. До этого предела увеличение считается полезным, а после — бесполезным.

Разрешающая способность

Увеличивать изображение до бесконечности нет смысла потому, что разрешающая способность прибора конечна. Этой способностью называется расстояние между двумя близкими линиями, позволяющее видеть их раздельно. Для светового микроскопа такое расстояние достигает максимум 0,2 мкм. Именно этот фактор, а вовсе не конечные значения кратности, ограничивают область применения световой микроскопии. Более мелкие объекты доступны электронным и другим более современным микроскопам.

Устройство на базе школьного микроскопа

бъектив представляет собой цилиндр из металла (тубус), в который вмонтированы несколько линз. Его увеличение обозначают цифры.

Две или три линзы используются для окуляра. Предназначение расположенной между ними диафрагмой — фокусировка поля зрения. Нижней линзой фокусируются исходящие от объекта лучи, а само наблюдение происходит с помощью верхней.

В осветительном устройстве используются зеркало или электрический осветитель. Важной деталью является наличие конденсора, в состав которого входят две или три линзы. Подымаясь или опускаясь на кронштейне со специальным винтом, он может концентрировать или рассеивать свет, падающий на объект. Диаметр потока света изменяется специальной диафрагмой управляемый рычажком. Степень освещённости объекта регулирует кольцо, имеющее матовое стекло или светофильтр.

Составляющие механической системы микроскопа:

Подставка.
Коробка с микрометренными приспособлениями.
Тубус.
Тубусодержатель.
Винт грубой наводки.
Кроншетейн и винт перемещения конденсора.
Револьвер.
Предметный столик.

На предметном столике располагается объект наблюдения. Микрометренные механизмы предназначены для небольших перемещений тубусодержателя с тубусом, чтобы расстояние между объективом и объектом было оптимальным для наблюдения. Для более значительного смещения используют винты, осуществляющие грубую наводку. Функция револьвера — быстрая смена объективов. Это чрезвычайно удобное приспособление, которого не имели первые микроскопы, поэтому испытатели прошлого вынуждены были тратить на данную процедуру чрезвычайно много времени и усилий. Кронштейн, на котором держится конденсор, также способен подниматься и опускаться при помощи винта.

Что изучает световой микроскоп

Обычно в световой микроскоп рассматривают микроскопические биологические объекты. Именно с его помощью была открыта живая клетка. Сегодня с помощью светового микроскопа можно исследовать целый ряд клеточных органелл, играющих важную роль в функционировании живого организма.

Именно такой микроскоп используется при преподавании школьного курса биологии.

В частности, при помощи этого прибора можно увидеть:

Ядро клетки, являющееся основным её компонентом.
Стенку, образующую поверхностный клеточный аппарат, включая мембрану.
Хлоропласты, содержащие важный для растительной клетки хлорофилл, с помощью которого происходит синтез углеводородов из воды и углекислого газа.
Митохондриальные структуры и коплекс Гольджи, важные для клеточного метаболизма.

различные виды ресничек, жгутиков, вакуолей и светочувствительных органелл.

Новейшие достижения — самые мощные микроскопы

В 2006 году исследовательской группой во главе с немецким учёным Штефаном Хелем и аргентинцем Мариано Босси была завершена разработка оптического (светового) микроскопа, ставшего настоящим прорывом в технологиях исследований с помощью высокоточной оптики. Изобретение, которое назвали наноскопом, позволяет вести наблюдение за объектами размерами менее 10 нм. При этом получаются их высококачественные изображения в трёхмерном формате. Вероятно,это не предел — исследования в разных странах, направленных на повышение разрешающей способности светового микроскопа, продолжаются.

Комментарии:

На Солнце продолжает твориться что-то непонятное

Странные явления, происходящие в последние годы на Солнце, становятся все более непредсказуемыми. Сейчас, например, началась плазменная буря....

07 06 2023 7:38:57

Как возникли мифы об одноглазых великанах - циклопах?

Почему существование монстров с единственным глазом посреди лба казалось нашим предкам вполне реальным? У них были серьезные вещественные доказательства!...

06 06 2023 20:50:38

Закончился жизненный путь Сергея Мавроди

Самый внутренне честный из людей, когда-либо избравших путь мошенника...

05 06 2023 6:47:36

Ким Ё Чжон, сестра Ким Чен Ына

По-моему, замечательная дeвoчка. Со своими телохранителями в южнокорейском аэропорту. Приехала на олимпиаду....

04 06 2023 21:54:38

Нет, это не афроамериканская биатлонистка-снайперша в ЛДНР.

Это просто фирма Nike выпустила новый логотип для футболок к лондонскому марафону, убрав из слова "Londoner" все гласные и почему-то первую n. ...

03 06 2023 15:27:27

Пчелы. Что вы о них вообще знаете?

Пчелы - одни из наиболее мифологизированных созданий природы. Они единственные из насекомых стали друзьями человека, так что именно им уделено много места в сказках и легендах. А что же в реальности? А в реальности тот образ дружного коллектива тружеников-пчел, который знаком нам из сказок и мультфильмов - лишь крохотная окраина огромного пчелиного мира. ...

02 06 2023 9:21:28

Карта ветров и загрязнения воздуха в режиме реального времени

Пока сайт Мосэкомониторинга никак не откроется вновь, предлагаю посмотреть на глобальную карту ветров с данными загрязненности воздуха диоксидом серы, предоставляемую NASA. Эта карта настолько завораживает, что на нее можно смотреть вечно....

01 06 2023 15:35:29

Раскладной смартфон ZTE Axon M - будет выпущен в продажу с 17 ноября 2017!

Кажется, телефон-"раскладушка" возвращается в моду. ...

31 05 2023 9:38:37

Альтернативы Кучину: суровая реальность

Куда сейчас идет весь мусор, который раньше попадал в Кучино?...

30 05 2023 12:47:20

Войны суровых челябинских егерей

Бурков и его бapaны против Ихтиандра...

29 05 2023 4:12:25

Фермы для майнинга криптовалют — принцип работы и актуальность

Весь мир сошел с ума по криптовалюте. А все началось с победного шествия биткоинов, стоимость которых взлетела с 30 до 2 500 долларов за 5 лет. Криптовалюта – это не просто новая денежная единица, но целая философия. Основа ее – отсутствие контроля валюты со стороны государства. Производить криптовалюту может любой человек при наличии соответствующего оборудования. […]...

28 05 2023 7:38:23

Закрылся крупнейший в мире автобусный завод

Угадайте, где он находился?...

27 05 2023 7:21:11

Как собрать ребенка в первый класс

Каждый год в конце лета родители начинают готовить детей к очередному учебному году. Канцелярские принадлежности быстро сметаются с полок магазинов. К началу осени многое уже не найти в продаже. Особенно это касается учебных пособий. Родители детей постарше начинают закупать необходимое уже в начале августа. Труднее всего родителям первоклашек. Ведь им необходимо собирать все пpaктически с […]...

26 05 2023 10:32:58

Проверенный рецепт имбирных пряничных человечков

Сразу отвечу на вопрос, который мне задают все: Когда, блин, их печь? И так ничего не успеваем! А вот тут вступает в силу правило пряничного дзена. С какой бы скоростью вас ни закручивал хоровод предновогодней суеты – остановитесь, выдохните и отправляйтесь печь пряники! ...

25 05 2023 14:14:45

Top-20 альтернатив классическим живым и искусственным новогодним елкам

Живую елку жалко, а одна и та же искусственная уже приелась? Тогда вот вам 20 лучших креативных идей!...

24 05 2023 14:51:10

Олимпиада-2018: организаторы обеспечили по 90 презервативов на каждого тренера. Результаты должны быть на высоте!

Олимпиада еще не успела начаться, а Оргкомитет Олимпийских игр в Пхенчхане уже подтвердил 32 случая заболевания норовирусной инфекцией. 21 из них заразился вирусом в молодежном центре. Видимо, чтобы избежать и других эпидемий, организаторы закупили для олимпиады рекордное количество презервативов. ...