Как правильно выбрать микроскоп?

Введение

Микроскопы - это оптические приборы, которые позволяют увеличивать изображение объектов в десятки, сотни и тысячи раз, что позволяет увидеть детали, недоступные для наблюдения невооруженным глазом. Они играют ключевую роль в научных исследованиях, образовании, медицине и во множестве других сфер.

Устройство и принцип работы микроскопа

Микроскоп состоит из двух частей: оптической и механической:

Оптическая часть

Окуляры - линзы, через которые смотрят в микроскоп. Они увеличивают изображение, созданное объективами.
Объективы представляют собой линзы, ответственные за сбор и увеличение света, проходящего через образец. Они обладают характеристиками, такими как увеличение и апертура. Увеличение определяет, во сколько раз изображение объекта увеличивается при наблюдении под этим объективом. Апертура определяет количество света, попадающего в объектив, что влияет на контрастность и резкость изображения. Как правило, микроскопы оснащены несколькими сменными объективами, которые располагаются в револьверном устройстве.
Подсветка - это источник света, который направляется через образец, чтобы объект стал видимым под объективами микроскопа. Подсветка может быть осуществлена с помощью лампы или светодиода, расположенного под столиком микроскопа. В некоторых типах микроскопов, особенно в микроскопах с отраженным светом, зеркало используется для отражения света от внешнего источника света (дневной свет, лампы) в подсветку.
Система конденсаторов - располагается под столиком микроскопа и отвечает за сбор и фокусировку света, который проходит через образец перед попаданием на объектив. Это обеспечивает равномерное и яркое освещение образца, что важно для получения четкого изображения.
Видеоокуляр - это особый тип окуляра, который имеет встроенную камеру для передачи изображения, наблюдаемого в микроскопе, на монитор компьютера или другое устройство вывода. Им оснащено большинство тринокулярных микроскопов.

Механическая часть

Тубус - это труба, через которую пользователь смотрит на образец. Внутри тубуса могут находиться один или два окуляра, в зависимости от конструкции микроскопа.
Револьверное устройство - это вращающийся механизм, который позволяет быстро и легко менять объективы микроскопа. Обычно оно расположено под трубой микроскопа и может вмещать несколько объективов.
Предметный столик - это платформа, на которой размещается образец для наблюдения под микроскопом. Предметный столик обычно может перемещаться в разных направлениях с помощью механизмов управления.
Штатив - это каркас или основание, на котором установлены все оптические и механические компоненты микроскопа. Он обеспечивает стабильность и прочность всей конструкции.
Предметное стекло - это прозрачное стекло или пластиковая пластина, на которую наносится образец для наблюдения под микроскопом. Оно помещается на предметный столик и служит для фиксации и поддержки образца.
Фокусировочные винты предназначены для точной регулировки фокуса изображения. Фокусировочный винт макро используется для грубой регулировки фокусного расстояния, в то время как фокусировочный винт микро позволяет осуществить более точную и мелкую настройку фокуса для получения четкого изображения.

Принцип работы микроскопа

Принцип работы микроскопа основан на использовании системы линз для увеличения изображения маленьких объектов, которые невозможно увидеть невооруженным глазом.

Основные шаги работы микроскопа обычно включают следующее:

  • Освещение образца: микроскоп оснащен источником света, который освещает образец. Это может быть светодиод, лампа или другой источник света, который позволяет наблюдать объект.
  • Прохождение света через объективы: свет проходит через систему линз, составляющих объектив микроскопа. Эти линзы собирают свет и создают увеличенное изображение образца.
  • Наблюдение через окуляры: увеличенное изображение образца проецируется через окуляры микроскопа. Наблюдатель смотрит на образец через окуляры, чтобы увидеть его детали. Здесь формируется конечное увеличенное изображение объекта.
  • Фокусировка изображения: с помощью фокусирующих механизмов, таких как фокусировочные винты, наблюдатель может настроить четкость и глубину резкости изображения.

Принцип работы микроскопа состоит в том, чтобы собирать и увеличивать свет, проходящий через образец, чтобы создать увеличенное и четкое изображение.

 

Увеличение

Увеличение микроскопа можно посчитать путем умножения показателей кратности окуляра на объектив (например, окуляр с увеличением 20x и объектив с увеличением 40x дадут увеличенное в 800 раз изображение объекта)

Разные увеличения подходят для различных типов исследований и наблюдений.

Выбор увеличения зависит от конкретных потребностей исследования, доступных объективов и окуляров, а также от особенностей объекта, который вы хотите изучить. Важно помнить, что чем выше увеличение, тем меньше поле зрения и толщина глубины фокусировки, что может усложнить работу с некоторыми образцами.

  1. Обучающие цели (от 40x до 400x):
    Для начинающих, особенно в учебных заведениях, микроскопы с низким и средним увеличением (от 40x до 400x) могут быть подходящими. Они обеспечивают достаточное увеличение для наблюдения микроструктур и клеток.

  2. Биологические исследования (от 400x до 1000x):
    Для биологических исследований, особенно в медицинских и биологических лабораториях, увеличение от 400x до 1000x может быть полезным для подробного изучения клеток и тканей.

  3. Исследований материалов (от 1000x и выше):
    При изучении материалов, таких как металлы, полупроводники и полимеры, может потребоваться более высокое увеличение (от 1000x и выше) для наблюдения мельчайших деталей и структурных особенностей.

  4. Проведения диагностических процедур (от 1000x и выше):
    В медицинских лабораториях для диагностики заболеваний и изучения тканей часто используют микроскопы с высоким увеличением, достигающим 1000x и более.

  5. Микробиологических исследований (от 1000x до 2000x):
    Для исследований в области микробиологии, таких как наблюдение бактерий и простейших организмов, могут потребоваться микроскопы с увеличением от 1000x до 2000x и выше.

Методы исследования

Каждый метод микроскопии имеет свои особенности, преимущества и ограничения, что определяет его применение в различных областях науки, медицины и промышленности.

  • Светлое поле - это самый простой и распространенный метод наблюдения в микроскопии, где свет проходит через образец, а изображение формируется благодаря поглощению и рассеянию света объектом. Светлое поле часто используется для общего изучения клеток, тканей и других биологических материалов.
  • Темное поле - используется для наблюдения прозрачных объектов, которые слабо рассеивают свет. При этом свет, проходящий через объект, освещает его, в то время как фон остается темным. В результате на изображении формируется светлый контур объекта на темном фоне. Этот метод особенно эффективен для визуализации прозрачных объектов, таких как бактерии, эпителиальные клетки, жидкие препараты или непрозрачные частицы в жидкости. Темное поле позволяет выявить детали объекта, которые могут быть невидимы при использовании других методов.
  • Поляризационная микроскопия - это метод исследования, который использует свет с определенной поляризацией для изучения структуры и свойств материалов. Она основана на явлении поляризации света, которое происходит при прохождении света через поляризационные элементы, такие как поляризаторы и анализаторы. Принцип работы поляризационной микроскопии заключается в том, что свет, падающий на образец, имеет определенную ориентацию электрического поля вектора. Когда этот поляризованный свет проходит через образец, его свойства изменяются в зависимости от структуры и ориентации материала.
  • Люминесценция - используется флуоресцентное свечение образца после воздействия на него возбуждающим светом определенной длины волны. Этот метод позволяет визуализировать определенные структуры или маркеры, обычно используемые в биологических исследованиях.
  • Дифференциальное интерференционное (ДИК): этот метод, также известный как интерференционная микроскопия с дифференциальным контрастом, использует интерференцию света для создания трехмерных изображений образца с высоким разрешением и контрастностью.
  • Конфокальная микроскопия: этот метод использует точечный источник света и конфокальную щель для получения изображений с улучшенным разрешением и контрастностью. Конфокальная микроскопия широко используется в биологических исследованиях и в материаловедении.

Выбор микроскопа

Назначения микроскопов

Детские и учебные, как правило, имеют один окуляр, обладают легким весом и простотой конструкции. Большинство моделей имеет от одного до 3 объективов. Хорошо подходят для домашних наблюдений и учебных целей.

Лабораторные, биологические и медицинские - самый распространенный вид микроскопов. Они используются в диагностических и исследовательских работах, могут совмещать в себе несколько методов исследования и иметь множество сфер применений. К большинству моделей можно отдельно купить аксессуары, расширяющие возможности биологического микроскопа.

Промышленные, металлографические: применяются для контроля качества продукции, исследования материалов, а также в металлургии и других сферах. Являются важным инструментом в промышленной деятельности, обеспечивая точное и детальное исследование различных материалов и объектов на микроуровне.

Для пайки: широко применяются при производстве электронных устройств, таких как печатные платы, микросхемы, компоненты и соединители, для точной пайки мелких деталей и контактов. Большинство моделей имеет возможность передачи изображения на монитор компьютера. Стереоскопические микроскопы также подходят для пайки.

Стереоскопические: главной особенностью этого типа микроскопов является трехмерное изображение объекта. Низкое увеличение (как правило, до 40x-70x) и широкое поле зрения позволяют применять их во множестве областей: биологии, медицине, ювелирном деле, электронике, геологии, археологии и других.

Типы микроскопов

Флуоресцентные, особенностью флуоресцентных микроскопов является способность обнаруживать и визуализировать объекты, которые поглощают свет определенных длин волн и испускают световую энергию более длинной длины волн (флуоресценцию). Это позволяет исследователям получать высоко контрастные и детализированные изображения объектов, которые иначе были бы невидимы с использованием обычных микроскопов. Активно используются в клеточной и молекулярной биологии, медицине и диагностике, микробиологии и других областях.

Поляризационные, основной особенностью поляризационных микроскопов является способность анализировать свет, прошедший через материалы с анизотропными и неоднородными оптическими свойствами. Эти микроскопы используют поляризационные фильтры и другие оптические элементы для управления поляризацией света, что позволяет исследователям получать информацию о структуре, композиции и ориентации материалов. Используются в минералогии и геологии, материаловедении и металлургии, кристаллографии, биологии, медицине и других областях.

Инвертированные, широко используются биологических и медицинских исследованиях, особенно в клеточной биологии и тканевой культуре. Основная особенность инвертированных микроскопов заключается в их конструкции, в которой оптическая система развернута вверх дном по сравнению с традиционными микроскопами. Такая конструкция позволяет изучать объекты в жидких средах (на дне), а также предоставляет удобное использование в тканевой культуре, где клетки растут на дне колбы или петри, эти микроскопы позволяют наблюдать их без необходимости переноса в другие емкости.

Монокулярные, имеют один окулярный тубус, что означает, что только один глаз наблюдает образец в оптической системе микроскопа. Более простые в конструкции и более доступны с точки зрения цены, что делает их популярным выбором для начинающих студентов или школьников.

Бинокулярные, оборудованы двумя окулярными тубусами, что позволяет обоим глазам наблюдать образец одновременно, что делает их более удобными для продолжительного наблюдения, поскольку они уменьшают усталость глаз. Бинокулярные микроскопы часто используются в биологических, медицинских и научных исследованиях, где требуется детальное и длительное изучение образцов.

Тринокулярные, аналогичны бинокулярным, но также оснащены третьим окулярным тубусом, который используется для подключения камеры или фотоаппарата для захвата изображений, что позволяет пользователю одновременно наблюдать образец и делать его фотографии или записи. Часто применяются в научных лабораториях, где требуется создание документации или деление результатов исследований с коллегами.

Популярные бренды

Микромед Levenhuk Bresser MAGUS Discovery

Рекомендуемые Микроскопы

На основании нашего опыта продаж наблюдательной оптики мы отобрали наиболее интересные микроскопы с точки зрения соотношения цена/качества.

Вы можете увидеть, что на сайте магазина рекомендуемые микроскопы помечены вот таким образом: Рекомендуем

Детские

Лабораторные и биологические

Промышленные

Для пайки

Стереоскопические

Поляризационные

Флуоресцентные