Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Forstørrelsesglas og forstørrelsesglas
- Enkel kontra sammensat mikroskop
- Sammensat lysmikroskop
- Advarsler
- Finde forstørrelse af mikroskoper
- Ud over mikroskopet og forstørrelsesglasset
- Mikroskopers betydning
Brugen af klart materiale til forstørrelse af genstande stammer langt tilbage i historien, men den første illustration af brilleglas er fra ca. 1350. Forstørrelsesglassene til læsning foregik før den illustration, der går tilbage til slutningen af 1200-tallet. På trods af disse tidlige anvendelser af linser ventede opdagelsen af den mikroskopiske verden af bakterier, alger og protozoer næsten 300 år.
TL; DR (for lang; læste ikke)
En forskel mellem et forstørrelsesglas og et sammensat lysmikroskop er, at et forstørrelsesglas bruger en linse til at forstørre et objekt, mens et sammensat mikroskop bruger to eller flere linser. En anden forskel er, at forstørrelsesglas kan bruges til at se uigennemsigtige og gennemsigtige genstande, men et sammensat mikroskop kræver, at prøven er tynd nok eller gennemsigtig nok til, at lys passerer igennem. Et forstørrelsesglas bruger også omgivende lys, og lysmikroskoper bruger en lyskilde (fra et spejl eller en indbygget lampe) til at belyse objektet.
Forstørrelsesglas og forstørrelsesglas
Forstørrelseslinser er blevet brugt i århundreder. Start af brand og korrigering af defekt syn var blandt de tidligste anvendelsesområder og funktioner i forstørrelsesglas. Dokumenteret brug af linser begyndte i slutningen af det 13. århundrede med forstørrelsesbriller og briller for at hjælpe folk med at læse, så foreningen af briller med lærde stammer fra begyndelsen af 1300-tallet.
Forstørrelsesbriller bruger en konveks linse monteret i en holder. Konvekse linser er tyndere i kanterne end i midten. Når lys passerer gennem linsen, bøjes lysstrålene mod midten. Forstørrelsesglasset er fokuseret på objektet, når lysbølger mødes ved den overflade, der bliver set.
Enkel kontra sammensat mikroskop
Et simpelt mikroskop bruger en enkelt linse, så forstørrelsesglass er enkle mikroskoper. Stereoskopiske eller dissekerende mikroskoper er normalt også enkle mikroskoper. Stereoskopiske mikroskoper bruger to okularer eller okularer, en for hvert øje, for at tillade kikkertvision og give et tredimensionelt billede af objektet. Stereoskopiske mikroskoper kan også have forskellige belysningsmuligheder, så objektet kan tændes ovenfra, nedenunder eller begge dele. Forstørrelsesglas og stereoskopiske mikroskoper kan bruges til at se detaljer om uigennemsigtige genstande som klipper, insekter eller planter.
Sammensatte mikroskoper bruger to eller flere objektiver i træk til at forstørre objekter til visning. Generelt kræver sammensatte mikroskoper, at prøven, der skal ses, er tynd nok eller gennemsigtig nok til, at lys kan passere igennem. Disse mikroskoper giver stor forstørrelse, men udsigten er todimensionel.
Sammensat lysmikroskop
Sammensatte lysmikroskoper bruger oftest to linser, der er justeret i kropsrøret. Lys fra en lampe eller spejl passerer gennem en kondensator, prøven og begge linser. Kondensatoren fokuserer lyset og kan have en iris, der kan bruges til at justere mængden af lys, der passerer gennem prøven. Okularet eller den okulære indeholder normalt en linse, der forstørrer objektet til at se 10 gange ud (også skrevet som 10x) større. Den nedre linse eller objektiv kan ændres ved at dreje en næsestykke, der har tre eller fire mål, som hver har en linse med forskellig forstørrelse. Oftest har objektivstyrke fire gange (4x), 10 gange (10x), 40 gange (40x) og nogle gange 100 gange (100x) forstørrelser. Nogle sammensatte lysmikroskoper indeholder også en konkav linse, der kan korrigeres for sløring omkring kanterne.
Advarsler
Sammensatte lysmikroskoper er normalt lysfeltmikroskoper. Disse mikroskoper transmitterer lys fra kondensatoren under prøven, hvilket får prøven til at se mørkere sammenlignet med det omgivende medium. Prøvenes gennemsigtighed kan gøre detaljer vanskelige at se på grund af lav kontrast. Prøver er derfor ofte farvet for bedre kontrast.
Darkfield-mikroskoper har en modificeret kondensator, der transmitterer lys fra en vinkel. Det vinklede lys giver større kontrast til at se detaljer. Eksemplet ser lysere ud end baggrunden. Darkfield-mikroskoper tillader bedre observationer for levende prøver.
Fasekontrastmikroskoper bruger specielle mål og en modificeret kondensator, så prøveoplysninger vises i kontrast til det omgivende materiale, selv når prøven og det omgivende materiale er optisk ens. Kondensatoren og objektivlinsen forstærker endda små forskelle i lysoverførsel og brydning, hvilket øger kontrasten. Som med lysfeltmikroskoper ser prøven mørkere ud end det omgivende materiale.
Finde forstørrelse af mikroskoper
Forskellen mellem håndlinser og mikroskopforstørrelser stammer fra antallet af linser. Med et forstørrelsesglas eller håndlinser er forstørrelsen begrænset til den enkelte linse. Da linsen har en brændvidde fra objektivet til fokuspunktet, er forstørrelsen fast. I 1673 introducerede Antony van Leeuwenhoek verden for sine bittesmå "animalcules" ved hjælp af et simpelt mikroskop eller håndlinser med en forstørrelse på 300 gange (300x) faktisk størrelse. Selvom Leeuwenhoek brugte en bi-konkave linse, der gav bedre opløsning (mindre forvrængning) af billedet, bruger de fleste forstørrelsesglass en konveks linse.
At finde forstørrelse i sammensatte mikroskoper kræver at man kender forstørrelsen af hver linse, som billedet passerer. Heldigvis markeres linserne. Almindelige mikroskop i klasseværelset har et okular, der forstørrer objektet til at se 10 gange (10x) større end genstandens faktiske størrelse. Objektive linser på sammensatte mikroskoper er fastgjort til et roterende næsestykke, så seerne kan ændre forstørrelsesniveauet ved at dreje næsestykket til en anden linse.
For at finde den samlede forstørrelse skal du multiplicere linsernes forstørrelse sammen. Hvis du ser et objekt gennem det laveste effektmål, forstørres billedet 4x med objektivlinsen og forstørres 10x med okularlinsen. Den samlede forstørrelse vil derfor være 4 × 10 = 40, så billedet vises 40 gange (40x) større end den faktiske størrelse.
Ud over mikroskopet og forstørrelsesglasset
Computere og digital billeddannelse har i vid udstrækning udvidet forskernes evne til at se den mikroskopiske verden.
Det konfokale mikroskop teknisk set kunne kaldes et sammensat mikroskop, fordi det har mere end et objektiv. Linser og spejle fokuserer lasere på at producere billeder af oplyste lag af prøven. Disse billeder passerer gennem pinholes, hvor de er taget digitalt. Disse billeder kan derefter gemmes og manipuleres til analyse.
Scanning af elektronmikroskoper (SEM) bruger elektronbelysning til at scanne guldbelagte genstande. Disse scanninger producerer tredimensionelle sort / hvide billeder af det ydre af genstande. SEM bruger en elektrostatisk linse og flere elektromagnetiske linser.
Transmission elektronmikroskoper (TEM) bruger også elektronbelysning med en elektrostatisk linse og flere elektromagnetiske linser til at danne scanninger af tynde skiver gennem genstande. De producerede sort / hvide billeder synes todimensionelle.
Mikroskopers betydning
Objektiver foregik for de tidligste registreringer af brugen i slutningen af det 13. århundrede. Menneskelig nysgerrighed krævede næsten, at folk bemærkede linsernes evne til at undersøge meget små genstande. Det arabiske lærde Al-Hazen fra det 10. århundrede antagede, at lys rejste i lige linjer, og at visionen var afhængig af lys, der reflekterede fra genstande og ind i seernes øjne. Al-Hazen studerede lys og farve ved hjælp af kugler af vand.
Dog er det første billede af linser i briller (briller) ca. 1350. Opfindelsen af det første sammensatte mikroskop krediteres Zacharias Janssen og hans far, Hans, i 1590'erne. I slutningen af 1609 vendte Galileo det sammensatte mikroskop på hovedet for at begynde hans observationer af himlen over ham og ændrede den menneskelige opfattelse af universet permanent. Robert Hooke brugte sit selvbyggede sammensatte lysmikroskop til at udforske den mikroskopiske verden, kaldte det mønster, han så i korkskiver "celler" og offentliggjorde sine mange observationer i "Micrografy" (1665). Undersøgelser af Hooke og Leeuwenhoek førte til sidst til kimteori og moderne medicin.