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:

Виртуальная реальность лишает нас жизни. Теперь и в самом буквальном смысле.

В Москве зафиксирован первый летальный случай использования очков виртуальной реальности...

23 04 2024 12:11:34

Закрылся крупнейший в мире автобусный завод

Угадайте, где он находился?...

22 04 2024 4:15:46

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. […]...

21 04 2024 19:13:31

Мусоросжигательный завод: почему его необходимо срочно закрыть, и почему этого никогда не сделают

Мусоросжигательный завод №4 в Руднево несет одним людям - страшный конец, и это не преувеличение, а другим - богатую жизнь. Чьи интересы победят, как вы думаете?...

20 04 2024 21:37:35

На перевале Дятлова пропадают все новые туристы. Первая жертва 2018 года.

Три недели назад в одиночный поход на недоброй славы перевал Дятлова направился Александр Андреев, судья Свердловского областного суда. С тех пор на связь он не выходил. ...

19 04 2024 13:44:52

Закончился жизненный путь Сергея Мавроди

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

18 04 2024 1:42:44

Формула расхода воды — пример расчета бытового водопотрeбления

Потрeбление воды в водотоке – объем жидкости, проходящей через поперечное сечение. Расходная единица — м3/с. Вычисление потрeбляемой воды должно осуществляться еще на этапе планирования водопровода, поскольку от этого зависят главные параметры водоводов. Расход воды в трубопроводе: факторы Какие величины используются для расчета расхода воды? Формула расчета потрeбления воды Пример расчета расхода воды для бытового потребителя […]...

17 04 2024 3:41:22

Тайники в доме: 10 самых стильных и одновременно надежных вариантов

Уезжаете в отпуск и боитесь воров? Мы покажем вам, куда спрятать все ценное!...

16 04 2024 6:57:47

Фитнес-браслет теперь будет предсказывать, сколько вам осталось жить

«Да, во время простуды ожидаемая продолжительность жизни будет снижаться, но быстро вернётся к прежнему уровню — то же самое происходит, например, с показателями анализов крови. Обращать внимание нужно будет на долговременные тренды»...

15 04 2024 13:56:25

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!...

14 04 2024 3:23:34

Разработан мозговой имплант, который улучшает память на 30%

Устройство представляет собой несколько электродов, имплантированных в мозг. Согласно объяснениям разработчиков, он имитирует естественные процессы обработки воспоминаний, воздействуя небольшими электрическими разрядами на гиппокамп — область мозга, играющую важную роль в обучении и запоминании....

13 04 2024 7:41:31

Фейсбук выпустил исследование о вреде и пользе фейсбука

Манифест исследования специалистов Фейсбука от 15.12.2017, перевод - Дима Шпилер...

12 04 2024 6:40:45

Трехметровая лягушка, гроза динозавров

70 миллионов лет назад на острове Мадагаскар жила самая большая лягушка за всю историю планеты. Ученые открыли ее в 2008 году и дали название Beelzebufo ampinga. И похоже, что этот монстр трех-пяти метров в диаметре обладал достаточно сильной челюстью, чтобы питаться, скажем, небольшими динозаврами....

11 04 2024 4:49:13

Закончился жизненный путь Сергея Мавроди

Закончился жизненный путь Сергея Мавроди Самый внутренне честный из людей, когда-либо избравших путь мошенника...

10 04 2024 1:54:25

Наследники Ивана Павлова вскрывают механизмы памяти

Российские ученые экспериментально установили, почему мы что-то запоминаем, а что-то забываем. ...

09 04 2024 22:14:24

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! ...

08 04 2024 7:37:44

Жизнь по нездоровому графику

...если обратить внимание на области, не относящиеся к работе, то у тех, кто регулярно работает в ночную смену, гораздо чаще развиваются депрессии, ожирение, диабет и, в конце концов, paк. Последняя зависимость вырисовывается настолько четко, что в 2010 году Всемирная Организация Здравоохранения официально признала ночную работу потенциальным канцерогенным фактором... ...

07 04 2024 15:36:28

Почему дровяное отопление вредит здоровью

Продолжаю собирать статистику качества воздуха в различных помещениях, где люди проводят значительную часть своей жизни. Сегодня я хочу рассказать о том, что плохого в деревянных домах из сруба с печным отоплением. ...

06 04 2024 22:37:57

Фестиваль научной книги на ВДНХ

Популяризация науки на высоте или немного об интересах почтеннейшей публики...

05 04 2024 5:42:23

Почему архитектура – это застывшая музыка?

$Почему архитектура – это застывшая музыка?$ Потому что и музыка, и архитектура – это математика, данная нам в образах! Архитектура – это математика визуализованная, а музыка – математика аудиализованная. Именно математическая гармония, заложенная в архитектуре и музыке, и доставляет нам эстетическое удовольствие. Потому что людям инстинктивно доставляет удовольствие находить простые закономерности. Это наполняет наши души чувством уверенности и счастья. ...

04 04 2024 17:42:29

Почему мужчины бреются?

Действительно, откуда мог пойти такой обычай? Ведь интуитивно косматая борода, вырастающая только у взрослых мужчин и визуально увеличивающая лицо, служит дополнительным признаком высокого статуса. Ну, как грива у льва....

03 04 2024 17:26:54

Вирус Коксаки — что это такое и как лечить

Буквально на днях всех, кто планирует свой отдых на море, захлестнула волна паники — на самых доступных зарубежных курортах свирепствует вирус коксаки. Что же делать, когда путевки уже куплены, а чемоданы упакованы? Действительно ли это так страшно? Может быть, стоит отказаться от столь полюбившихся заграничных курортов в пользу отечественных? Коксаки или Coxsackievirus (лат.) — группа […]...

02 04 2024 12:32:54

Как расходятся по миру удачные гены

Генетики установили рекордно большую генетическую семью. Гены, в 1400 году принадлежавшие одному человеку, сегодня носят 13 миллионов людей по всему миру! ...

01 04 2024 7:52:29