Сколько линз в сложном микроскопе?

Содержание

• Линзы в сложном микроскопе
• Рассеивающие детали и функции микроскопа
• Древняя история микроскопических линз
• Первые Микроскопы
• Достижения в области микроскопических технологий
• Линзы микроскопов сегодня

Взглянув в микроскоп, вы попадете в другой мир. То, как микроскопы увеличивают объекты в небольшом масштабе, похоже на то, как очки и увеличительные стекла позволяют лучше видеть.

В частности, сложные микроскопы работают с использованием линз для преломления света, чтобы увеличивать клетки и другие образцы, чтобы перенести вас в мир микроразмеров. Микроскоп называется составным микроскопом, когда он состоит из более чем одного набора линз.

Составные микроскопытакже известные как оптические или световые микроскопы, заставляют изображение выглядеть намного больше благодаря двум системам линз. Во-первых, это окуляр или окуляр, что вы смотрите при использовании микроскопа, который обычно увеличивается в диапазоне от пяти до 30 раз. Второе - это система объективов это увеличивает использование величин от четырех до 100 раз, и сложные микроскопы обычно имеют три, четыре или пять из них.

Линзы в сложном микроскопе

Система объективов объектива использует небольшое фокусное расстояние, расстояние между объективом и образцом или исследуемым объектом. Реальное изображение образца проецируется через объектив, чтобы создать промежуточное изображение из света, падающего на объектив, который проецируется на объектив. плоскость объективно-сопряженного изображения или первичная плоскость изображения.

Изменение увеличения объектива меняет масштаб изображения в этой проекции. длина оптической трубки относится к расстоянию от задней фокальной плоскости объектива до первичной плоскости изображения внутри корпуса микроскопа. Основная плоскость изображения обычно находится либо внутри самого корпуса микроскопа, либо внутри окуляра.

Реальное изображение затем проецируется на глаз человека с помощью микроскопа. Глазная линза делает это как простая увеличительная линза. Эта система от объектива до окуляра показывает, как работают две системы линз одна за другой.

Система составных линз позволяет ученым и другим исследователям создавать и изучать изображения с гораздо большим увеличением, которого они могли бы достичь только с помощью одного микроскопа. Если вы попытаетесь использовать микроскоп с одной линзой для достижения этих увеличений, вам придется расположить линзу очень близко к глазу или использовать очень широкую линзу.

Рассеивающие детали и функции микроскопа

Рассеяние частей и функций микроскопа может показать вам, как они все работают вместе при изучении образцов. Вы можете грубо разделить секции микроскопа на голову или тело, основание и руку с головой вверху, основанием внизу и рукой между ними.

Головка имеет окуляр и трубку окуляра, которая удерживает окуляр на месте. Окуляр может быть монокулярным или бинокулярным, последний из которых может использовать кольцо диоптрийной настройки, чтобы сделать изображение более согласованным.

Рука микроскопа содержит цели, которые вы можете выбрать и разместить для различных уровней увеличения. В большинстве микроскопов используются объективы 4x, 10x, 40x и 100x, которые работают как коаксиальные ручки, контролирующие, во сколько раз объектив увеличивает изображение. Это означает, что они построены на той же оси, что и ручка, используемая для точной фокусировки, что подразумевает слово «коаксиальный». Объектив в функции микроскопа

Внизу находится основание, которое поддерживает сцену и источник света, который проецируется через апертуру и позволяет проецировать изображение через остальную часть микроскопа. При большем увеличении обычно используются механические ступени, которые позволяют использовать две разные ручки для перемещения влево и вправо, вперед и назад.

Ограничитель стойки позволяет вам контролировать расстояние между объективом и предметным стеклом, чтобы еще ближе рассмотреть образец.

Регулировка света, идущего от основания, важна. Конденсаторы получают входящий свет и фокусируют его на образце. Диафрагма позволяет вам выбирать, сколько света достигает образца. Объективы в составном микроскопе используют этот свет для создания изображения для пользователя. Некоторые микроскопы используют зеркала для отражения света обратно на образец вместо источника света.

Древняя история микроскопических линз

Люди изучали, как стекло гнет свет на протяжении веков. Древний римский математик Клавдий Птолемей использовал математику, чтобы объяснить точный угол преломления о том, как изображение палочки преломляется при помещении в воду. Он использовал бы это, чтобы определить коэффициент преломления или показатель преломления для воды.

Вы можете использовать показатель преломления, чтобы определить, насколько сильно изменяется скорость света при переходе в другую среду. Для конкретной среды используйте уравнение для показателя преломления n = c / v для показателя преломления Nскорость света в вакууме с (3,8 х 10⁸ м / с) и скорость света в среде v.

Уравнения показывают, как свет замедляется при попадании в такие среды, как стекло, вода, лед или любая другая среда, будь то твердое вещество, жидкость или газ. Работа Птолемея оказалась бы важной для микроскопии, а также оптики и других областей физики.

Вы также можете использовать закон Снеллса для измерения угла, под которым преломляется луч света, когда он попадает в среду, почти так же, как выводил Птолемей. Закон Снеллса N₁/ п₂ = sinθ₂/ sinθ₁ за θ₁ как угол между линией луча света и линией края среды, прежде чем свет проникает в среду и θ₂ как угол после того, как свет вошел. N₁ а также _n₂__ Есть показатели преломления для среднего света, который был ранее, и средний свет входит.

По мере того, как проводилось больше исследований, ученые начали использовать свойства стекла примерно в первом веке нашей эры. К тому времени римляне изобрели стекло и начали испытывать его на предмет его увеличения и увеличения.

Они начали экспериментировать с очками разных форм и размеров, чтобы выяснить, как лучше всего увеличить изображение, просматривая его, в том числе то, как оно может направлять солнечные лучи на освещенные объекты в огне. Они называли эти линзы «лупы» или «горящие очки».

Первые Микроскопы

Ближе к концу 13-го века люди начали создавать очки с использованием линз. В 1590 году два голландца, Закхария Янссен и его отец Ганс, провели эксперименты с использованием линз. Они обнаружили, что размещение линз друг над другом в трубе может увеличить изображение при гораздо большем увеличении, чем одна линза, и Закхария вскоре изобрел микроскоп. Это сходство с системой объективов микроскопов показывает, как далеко заходит идея использования линз в качестве системы.

В микроскопе Янссена использовался латунный штатив длиной около двух с половиной футов. Янссен вылепил первичную медную трубку, которую использовал микроскоп с радиусом около дюйма или половины дюйма. Латунная трубка имела диски как у основания, так и у каждого конца.

Другие конструкции микроскопов начали возникать учеными и инженерами.Некоторые из них использовали систему большой трубки, в которую помещались две другие трубки, которые скользили в них. Эти трубки ручной работы будут увеличивать объекты и служить основой для дизайна современных микроскопов.

Эти микроскопы еще не использовались учеными. Они увеличивали изображения примерно в девять раз, оставляя трудно создаваемые ими изображения. Спустя годы, в 1609 году, астроном Галилео Галилей изучал физику света и то, как он будет взаимодействовать с веществом таким образом, чтобы это оказалось полезным для микроскопа и телескопа. Он также добавил устройство для фокусировки изображения в своем собственном микроскопе.

Голландский ученый Антони Филипс ван Леувенхук использовал микроскоп с одной линзой в 1676 году, когда он использовал маленькие стеклянные шарики, чтобы стать первым человеком, который непосредственно наблюдал бактерии, став известным как «отец микробиологии».

Когда он посмотрел на каплю воды через линзу сферы, он увидел бактерии, плавающие в воде. Он продолжал делать открытия в анатомии растений, обнаруживать клетки крови и делать сотни микроскопов с новыми способами увеличения. Один такой микроскоп смог использовать увеличение в 275 раз, используя одну линзу с двойной выпуклой системой увеличения.

Достижения в области микроскопических технологий

Предстоящие столетия принесли больше усовершенствований в технологии микроскопов. В 18-м и 19-м веках были усовершенствованы конструкции микроскопов, чтобы оптимизировать эффективность и результативность, например сделать сами микроскопы более стабильными и компактными. Различные системы линз и мощность линз сами решали проблемы размытости или недостаточной четкости изображений, создаваемых микроскопами.

Достижения в области оптики науки позволили лучше понять, как изображения отражаются на разных плоскостях, которые могут создавать линзы. Это позволило создателям микроскопов создавать более точные изображения во время этих достижений.

В 1890-х годах тогдашний немецкий аспирант Август Келер опубликовал свою работу по освещению Келера, которое будет распространять свет для уменьшения оптического блика, фокусировать свет на предмете микроскопа и использовать более точные методы управления светом в целом. Эти технологии основывались на показателе преломления, размере апертурного контраста между образцом и светом микроскопа, а также на контроле над такими компонентами, как диафрагма и окуляр.

Линзы микроскопов сегодня

Линзы сегодня варьируются от тех, которые фокусируются на определенных цветах, до линз, которые применяются к определенным показателям преломления. Системы линз объектива используют эти линзы для коррекции хроматической аберрации, цветового неравенства, когда разные цвета света немного различаются по углу, под которым они преломляются. Это происходит из-за различий в длине волны разных цветов света. Вы можете выяснить, какой объектив подходит для того, что вы хотите изучать.

Ахроматические линзы используются для того, чтобы сделать показатели преломления двух разных длин волн света одинаковыми. Они обычно оцениваются по доступной цене и, как таковые, широко используются. Полуапохроматические линзыили флюоритовые линзы, изменить показатели преломления трех длин волн света, чтобы сделать их одинаковыми. Они используются при изучении флуоресценции.

Апохроматические линзыс другой стороны, используйте большую апертуру для пропускания света и достижения более высокого разрешения. Они используются для подробных наблюдений, но обычно они дороже. Линзы плана учитывают эффект аберрации кривизны поля, потерю фокуса, когда изогнутая линза создает самый резкий фокус изображения вдали от плоскости, на которую оно рассчитано.

Иммерсионные линзы увеличивают размер диафрагмы, используя жидкость, которая заполняет пространство между линзой объектива и образцом, что также увеличивает разрешение изображения.

С достижениями в технологии линз и микроскопов ученые и другие исследователи определяют точные причины заболеваний и специфические клеточные функции, которые регулируют биологические процессы. Микробиология показала целый мир организмов за пределами невооруженного глаза, что привело бы к большему теоретизированию и проверке того, что значит быть организмом и какова природа жизни.