Arten von Mikroskopen: Beschreibung, Hauptmerkmale, Zweck. Wie unterscheidet sich ein Elektronenmikroskop von einem Lichtmikroskop?

Der Begriff "Mikroskop" hat griechische Wurzeln. Es besteht aus zwei Worten, die in der Übersetzung bedeuten "klein" und "aussehen". Die Hauptrolle des Mikroskops ist es, es bei der Betrachtung sehr kleiner Gegenstände zu benutzen. In diesem Fall können Sie mit dieser Vorrichtung die Größe und Form, Struktur und andere Merkmale von Körpern, die für das bloße Auge unsichtbar sind, bestimmen.

Geschichte der Schöpfung

Genaue Informationen darüber, wer der Erfinder des Mikroskops war, in der Geschichte dort. Nach einigen Quellen, im Jahre 1590 seinen Vater und Sohn Janssen, der Meister der Brille, entwarf die Brille. Ein weiterer Kandidat für den Titel des Erfinders des Mikroskops ist Galileo Galilei. Im Jahr 1609 wurden diese Wissenschaftler mit einem Gerät mit konkaven und konvexen Linsen für eine Überprüfung der Öffentlichkeit an der Akademie dei Lincei präsentiert.

Im Laufe der Jahre entwickelte und verbesserte sich das System zur Betrachtung von mikroskopischen Objekten. Ein großer Schritt in seiner Geschichte war die Erfindung eines einfachen achromatisch geregelten Zwei-Linsen-Gerätes. Dieses System wurde von den holländischen Christian Huygens in den späten 1600er Jahren eingeführt. Okulare dieses Erfinders sind heute noch in Produktion. Ihr einziger Nachteil ist die unzureichende Breite des Gesichtsfeldes. Darüber hinaus, im Vergleich mit dem Gerät der modernen Geräte, Brillen Huygens haben einen unangenehmen Ort für die Augen.

Ein besonderer Beitrag zur Geschichte des Mikroskops wurde vom Hersteller solcher Geräte Anton Van Leuvengook (1632-1723) gemacht. Er war es, der die Aufmerksamkeit der Biologen auf dieses Gerät lenkte. Levenguk machte kleine Produkte mit einer, aber sehr starken Linse ausgestattet. Es war unangenehm, solche Vorrichtungen zu verwenden, aber sie duplizierten keine Bildfehler, die in zusammengesetzten Mikroskopen vorhanden waren. Um diesen Mangel an Erfindern zu korrigieren, konnte nur 150 Jahre später Neben der Entwicklung der Optik hat sich die Bildqualität in Verbundwerkstoffen verbessert.

Die Verbesserung der Mikroskope setzt sich in unseren Tagen fort. So entwickelten die deutschen Wissenschaftler im Institut für Biophysikalische Chemie, Mariano Bossi und Stefan Hellem im Jahr 2006 das neueste optische Mikroskop. Wegen der Fähigkeit, Objekte mit Größen von 10 nm und dreidimensionalen hochwertigen 3D-Bildern zu beobachten, wurde das Gerät als Nanoskop bezeichnet.

Klassifizierung von Mikroskopen

Derzeit gibt es eine Vielzahl von Instrumenten, die mit kleinen Objekten umgehen sollen. Sie werden nach verschiedenen Parametern gruppiert. Dies kann die Ernennung eines Mikroskops oder die angewendete Methode der Beleuchtung, die Struktur für die optische Schaltung, und so weiter verwendet werden.

Aber in der Regel werden die Haupttypen von Mikroskopen nach der Auflösung von Mikropartikeln klassifiziert, die mit Hilfe dieses Systems zu sehen sind. Nach dieser Aufteilung können Mikroskope sein:
– optisch (Licht);
– elektronisch;
– Röntgen;
– Rastersonden.

Die am weitesten verbreiteten Mikroskope der Lichtart. Ihre reiche Wahl ist in den Optikspeichern erhältlich. Mit Hilfe solcher Geräte werden die Hauptaufgaben der Erforschung eines Objektes gelöst. Alle anderen Arten von Mikroskopen werden als spezialisiert eingestuft. Ihre Verwendung erfolgt in der Regel im Labor.

Jeder der oben genannten Arten von Instrumenten hat seine eigene Unterart, die in dieser oder jener Sphäre verwendet werden. Darüber hinaus gibt es heute die Möglichkeit, ein Schulmikroskop (oder Bildungswesen) zu kaufen, das ein Einstiegs-System ist. Produzierte Verbraucher und professionelle Geräte.

Anwendung

Was ist ein Mikroskop? Das menschliche Auge, das ein spezielles optisches System eines biologischen Typs ist, hat ein gewisses Maß an Auflösung. Mit anderen Worten, es gibt den kleinsten Abstand zwischen den beobachteten Objekten, wenn sie noch unterschieden werden können. Für ein normales Auge liegt diese Auflösung bei 0,176 mm. Aber die Abmessungen der meisten Tiere und Pflanzenzellen, Mikroorganismen, Kristalle, Mikrostrukturen von Legierungen, Metallen usw. sind viel kleiner als diese Größe. Wie kann man ähnliche Gegenstände studieren und beobachten? Hier kommen verschiedene Arten von Mikroskopen dazu bei, Menschen zu helfen. Zum Beispiel erlauben optische Vorrichtungen uns, zwischen Strukturen zu unterscheiden, in denen der Abstand zwischen den Elementen mindestens 0,20 μm beträgt.

Wie ist das Mikroskop angeordnet?

Die Vorrichtung, mit der die Betrachtung von mikroskopischen Objekten für das menschliche Auge zugänglich ist, hat zwei Hauptelemente. Sie sind das Objektiv und das Okular. Die Daten eines Teils des Mikroskops in einem beweglichen Rohr, das sich auf einer Metallbasis befindet, sind fixiert. Darauf gibt es auch ein Thematisch.

Moderne Mikroskope sind in der Regel mit einer Beleuchtungsanlage ausgestattet. Dies ist insbesondere ein Kondensator mit einer Irisblende. Obligatorische Bündelung von Vergrößerungsgeräten sind Mikro- und Makroschrauben, die zur Einstellung der Schärfe dienen. Die Konstruktion von Mikroskopen sorgt für die Anwesenheit eines Systems, das die Position des Kondensators steuert.

In spezialisierten, komplexeren Mikroskopen werden häufig weitere Zusatzsysteme und Geräte eingesetzt.

Objektive

Ich möchte anfangen, das Mikroskop mit einer Geschichte über einen seiner Hauptteile zu beschreiben, das heißt von der Linse. Sie sind ein komplexes optisches System, das die Größe des Motivs in der Bildebene vergrößert. Die Gestaltung der Linsen umfasst ein ganzes System von nicht nur einzigen, sondern auch geklebt zwei oder drei Stücke von Linsen.

Die Komplexität eines solchen optomechanischen Designs hängt von der Reichweite der Aufgaben ab, die durch das eine oder andere Instrument gelöst werden müssen. Zum Beispiel sind im kompliziertesten Mikroskop bis zu vierzehn Linsen vorgesehen.

Die Linse besteht aus dem vorderen Teil und den darauf folgenden Systemen. Was ist die Grundlage für den Aufbau des Bildes der gewünschten Qualität sowie die Bestimmung des Arbeitszustandes? Dies ist ein Frontalobjektiv oder ihr System. Nachfolgende Teile der Linse sind notwendig, um die erforderliche Vergrößerung, Brennweite und Bildqualität zu liefern. Die Implementierung solcher Funktionen ist jedoch nur in Kombination mit der Frontlinse möglich. Es sollte auch gesagt werden, dass die Gestaltung des folgenden Teils die Länge des Rohres und die Höhe der Instrumentenlinse beeinflusst.

Okulare

Diese Teile des Mikroskops repräsentieren ein optisches System, das entworfen ist, um das notwendige mikroskopische Bild auf der Oberfläche der Augen der Augen des Betrachters zu konstruieren. In den Okularen gibt es zwei Gruppen von Linsen. Der dem Auge des Forschers am nächsten ist das Auge, und das ferne ist das Feld (mit seiner Hilfe das Objektiv baut das Bild des zu untersuchenden Gegenstandes).

Beleuchtungssystem

Das Mikroskop sorgt für eine komplexe Konstruktion von Membranen, Spiegeln und Linsen. Mit ihrer Hilfe wird eine einheitliche Ausleuchtung des untersuchten Gegenstandes gegeben. In den ersten Mikroskopen wurde diese Funktion durch natürliche Lichtquellen durchgeführt. Mit der Verbesserung der optischen Instrumente begannen sie zunächst flache und dann konkave Spiegel zu benutzen.

Mit Hilfe solcher einfachen Details wurden die Strahlen von der Sonne oder der Lampe auf den Gegenstand der Untersuchung gerichtet. In modernen Mikroskopen ist die Beleuchtungsanlage perfekter. Es besteht aus einem Kondensator und einem Sammler.

Thema Tisch

Mikroskopische Medikamente, die untersucht werden müssen, befinden sich auf einer ebenen Fläche. Dies ist das Thema Tisch. Verschiedene Arten von Mikroskopen können eine gegebene Oberfläche haben, die so gestaltet ist, dass der Untersuchungsgegenstand im Sichtfeld des Beobachters horizontal, vertikal oder in einem bestimmten Winkel gedreht wird.

Funktionsprinzip

In der ersten optischen Vorrichtung erzeugte das Linsensystem ein umgekehrtes Bild von Mikroobjekten. Dies ermöglichte es, die Struktur der Materie und die kleinsten Details zu erkennen, die untersucht werden sollten. Das Prinzip des Betriebs eines Lichtmikroskops ist heute ähnlich dem eines brechenden Teleskops. In dieser Vorrichtung wird das Licht im Augenblick des Durchgangs durch das Glasteil gebrochen.

Wie steigen moderne Lichtmikroskope? Nachdem der Strahl der Lichtstrahlen auf das Gerät trifft, werden sie in einen parallelen Strom umgewandelt. Erst dann gibt es eine Lichtreflexion im Okular, durch die das Bild der mikroskopischen Objekte zunimmt. Weiterhin kommt diese Information in der für den Beobachter notwendigen Form in ihrem visuellen Analysator an.

Unterarten von Lichtmikroskopen

Moderne optische Instrumente werden als:

1. In der Klasse der Komplexität für ein Forschungs-, Arbeits- und Schulmikroskop.
2. Auf dem Anwendungsgebiet für chirurgische, biologische und technische.
3. Durch Arten von Mikroskopie auf Geräte reflektiert und übertragen Licht, Phasenkontakt, Lumineszenz und Polarisierung.
4. Richtung des Lichtflusses zu invertiert und gerade.

Elektronenmikroskope

Im Laufe der Zeit wurde das Gerät zur Untersuchung von mikroskopischen Objekten immer perfekter. Es gab solche Arten von Mikroskopen, in denen ein völlig anderes Prinzip der Arbeit, unabhängig von der Lichtbrechung verwendet wurde. Bei der Verwendung der neuesten Arten von Geräten wurden Elektronen verwendet. Solche Systeme erlauben es, so kleine Einzelteile eines Stoffes zu sehen, dass sie einfach durch Lichtstrahlen geflossen werden.

Warum brauchst du ein Elektronenmikroskop? Mit ihrer Hilfe wird die Struktur der Zellen auf molekularer und subzellulärer Ebene untersucht. Auch ähnliche Geräte werden verwendet, um Viren zu untersuchen.

Elektronenmikroskopgerät

Was ist die Grundlage für die Arbeit der neuesten Geräte für die Untersuchung von mikroskopischen Objekten? Wie unterscheidet sich ein Elektronenmikroskop von einem Lichtmikroskop? Gibt es irgendwelche Ähnlichkeiten zwischen ihnen?

Das Prinzip des Betriebs eines Elektronenmikroskops basiert auf jenen Eigenschaften, die elektrische und magnetische Felder besitzen. Ihre Rotationssymmetrie kann sich auf Elektronenstrahlen konzentrieren. Daraufhin ist es möglich, die Frage zu beantworten: "Was ist der Unterschied zwischen einem Elektronenmikroskop und einem Lichtmikroskop?" Im Gegensatz zu einem optischen Gerät gibt es keine Linsen. Ihre Rolle spielen durch entsprechend berechnete magnetische und elektrische Felder. Sie werden durch Windungen von Spulen erzeugt, durch die Strom fließt. In diesem Fall wirken solche Felder wie eine Sammellinse. Wenn der Strom zunimmt oder abnimmt, ändert sich die Brennweite des Gerätes.

Wie für das Schaltbild, im Elektronenmikroskop ist es ähnlich dem eines Lichtgerätes. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die optischen Elemente durch ähnliche elektrische ersetzt werden.

Die Vergrößerung eines Objekts in Elektronenmikroskopen ist auf den Brechungsprozess eines Lichtstrahls zurückzuführen, der durch das zu untersuchende Objekt hindurchgeht. In verschiedenen Winkeln fallen die Strahlen in die Ebene der Objektivlinse, wo die erste Zunahme der Probe stattfindet. Dann gehen die Elektronen den Weg zur Zwischenlinse. Es ändert sich allmählich die Größe des Objekts. Das endgültige Bild des Testmaterials wird durch das Projektionsobjektiv bereitgestellt. Daraus geht das Bild auf den Leuchtstoffbildschirm.

Arten von Elektronenmikroskopen

Moderne Arten von Vergrößerungsvorrichtungen umfassen:

1 TEM oder Transmissionselektronenmikroskop. Bei diesem Aufbau wird ein Bild eines sehr dünnen Objektes, das bis zu 0,1 μm dick ist, durch die Wechselwirkung eines Elektronenstrahls mit der zu untersuchenden Substanz und anschließender Vergrößerung der in der Linse befindlichen magnetischen Linsen gebildet.
2 SEM oder Rasterelektronenmikroskop. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es, ein Bild der Oberfläche eines Objektes mit einer hohen Auflösung zu erhalten, das in der Größenordnung von mehreren Nanometern liegt. Mit Hilfe von zusätzlichen Methoden liefert ein solches Mikroskop Informationen, die die chemische Zusammensetzung von oberflächennahen Schichten bestimmen.
3. Tunneling Rasterelektronenmikroskop oder STM. Mit Hilfe dieses Instruments wird die Entlastung von leitfähigen Oberflächen mit hoher räumlicher Auflösung gemessen. Bei der Arbeit mit dem STM wird eine scharfe Metallnadel zum zu untersuchenden Objekt geführt. Gleichzeitig wird der Abstand nur wenige Angström beibehalten. Weiterhin wird ein kleines Potential an die Nadel angelegt, wodurch ein Tunnelstrom entsteht. Der Beobachter erhält ein dreidimensionales Bild des zu untersuchenden Objekts.

Mikroskop "Levenguk"

Im Jahr 2002 führte Amerika ein neues Unternehmen ein, das optische Instrumente produziert. In der Sortimentsliste ihrer Produkte sind Mikroskope, Teleskope und Ferngläser. Alle diese Geräte zeichnen sich durch hohe Bildqualität aus.

Die Firmensitz- und Entwicklungsabteilung befindet sich in den USA, in der Stadt Frimonde (Kalifornien). Aber soweit es sich um Produktionsanlagen handelt, befinden sie sich in China. Danke an all das, das Unternehmen liefert auf den Markt fortschrittliche und qualitativ hochwertige Produkte zu einem erschwinglichen Preis.

Brauchen Sie ein Mikroskop? Levenhuk wird die notwendige Option vorschlagen. Im Bereich der optischen Technologie des Unternehmens gibt es digitale und biologische Instrumente zur Erhöhung des untersuchten Objekts. Darüber hinaus wird der Käufer angeboten und Design-Modelle, in einer Vielzahl von Farben ausgeführt.

Das Levenhuk-Mikroskop verfügt über umfangreiche Funktionalität. Zum Beispiel kann ein Einstiegs-Bildungsgerät an einen Computer angeschlossen werden, und es ist auch in der Lage, Video der laufenden Forschung aufzunehmen. Diese Funktionalität ist mit dem Modell Levenhuk D2L ausgestattet.

Das Unternehmen bietet biologische Mikroskope auf verschiedenen Ebenen an. Dies ist ein einfacheres Modell, und neue Produkte, die für Profis passen.