Изобретение микроскопа позволило человечеству открыть невероятно интересный микромир и сегодня приобщиться к нему способен каждый. Ассортимент современных микроскопов очень велик и существует множество моделей, которые позволят провести практические занятия по биологии, лабораторные исследования или стать помощниками в тонких ремонтных и ювелирных работах.
В данной статье мы намеренно не будем уделять внимание профессиональным моделям микроскопов применяемых в науке, стоимость которых достигает нескольких тысяч долларов. Люди, которые действительно нуждаются в подобных приборах, обычно неплохо осведомлены в вопросе выбора.
.jpg)
Однако мы поговорим об устройстве микроскопов и рассмотрим основные их разновидности, предназначенные для любительского и полупрофессионального использования.
Устройство микроскопа
Простейший микроскоп, также как и приборы для наблюдений за макромиром, имеет объектив и окуляр. Разумеется, микрообъектов отличается от тех объективов, которые применяются в биноклях или телескопах, но его задача та же – построить изображение наблюдаемого объекта в фокальной плоскости. На схематической картинке, приведенной ниже, изображён современный лабораторный стереоскопический микроскоп. Такие приборы широко используются в науке и медицине, но многие из них вполне доступны и для любительского использования.
Итак, разберём конструкцию подробней. Все элементы микроскопа закреплены обычно на жёсткой металлической станине, которая имеет большое и устойчивое основание. Это основание может быть оснащено крепёжной резьбой для надёжной фиксации на рабочем столе.
Освещение препарата
Начнём снизу вверх, а начинается всё как обычно со света. Микроскоп может быть оснащён зеркальцем для освещения препарата, которое отражает свет солнца или настольной лампы, или же иметь электрический осветитель. Последний вариант, конечно, предпочтительней. Обычно это яркая галогенная или светодиодная лампа. Питается она от внешнего сетевого адаптера и оснащена регулировкой яркости.
Чтобы не рассеивать лучи света во все стороны над лампой установлена светособирающая линза, которая направляет свет к препарату. Под этой линзой может быть регулируемая диафрагма, с которой получится настроить ширину светового потока. Но и этого пока недостаточно, ведь осветить препарат нужно максимально равномерно и в этом помогает конденсор. Это небольшой линзовый блок, который выравнивает яркость света по всему полю зрения.
Даже пройдя через конденсор, свет ещё не добрался к цели. Его могут пропускать через специальные светофильтры. Обычно это цветные стёкла, которые окрашивают поток света в цвет, подходящий для того, чтобы выделить некоторые слабоконтрастные элементы препарата.
Такая схема освещения применяется обычно в биологических микроскопах, где наблюдения ведутся за прозрачными препаратами. В том случае, когда нужно рассмотреть какую-то непрозрачную материю, используется верхний осветитель. В простейшем варианте это может быть небольшая лампа, установленная на станине прямо за объективом. Но часто применяют и более совершенные светодиодные кольцевые осветители, которые дают мощный поток и равномерно освещают объект. Как пример Кольцевой осветитель (светодиодный) Delta Optical 64.
Предметный столик
Всевозможные манипуляции с препаратом позволяет совершать предметный столик микроскопа. В моделях начального уровня препарат на предметном стекле фиксируется простыми зажимами. Однако в более совершенных моделях есть возможность перемещать его с помощью микрометрических винтов координатного нониуса. Этот небольшой механизм представляет собой блок суппортов, которые имеют подвижку по двум осям X и Y. Суппорты часто имеют шкалу в миллиметрах для отслеживания положения или грубых измерений видимых деталей препарата.
Объективы микроскопа
Объективы современного микроскопа закреплены на револьверной насадке, благодаря повороту которой вы можете быстро менять увеличение. Обычно производителем установлено три или четыре объектива. Объективы могут быть как обычными, так и иммерсионными. Для наблюдения с последними используется водная или масляная иммерсия.
Иммерсионный объектив зачастую имеет увеличение 100х и для его использования необходимо на покровное стекло препарата нанести каплю масла, в которую и окунается объектив до получения резкого изображения. После наблюдений, масло удаляется с объектива сухой салфеткой, а его линза протирается медицинским спиртом. Удобно, если в комплекте с микроскопом идут два окуляра, например 10х и 16х. В таком случае с иммерсией вы сможете достигнуть 1000х увеличения с 10х окуляром и практически предельных для оптической микроскопии 1600х с окуляром 16х.
Тубус микроскопа
Оптика микроскопа заключена в тубусе или закреплена на призменной головке у вершины станины. В данном случае мы имеем дело с бинокулярной насадкой, которая позволяет вести наблюдения двумя глазами, что конечно намного комфортней при длительной работе. Лучи от объектива на приведенной схеме преломляются под углом и выводятся в светоделительную часть насадки, которая передаёт лучи к окулярам. В фокальной плоскости каждого из двух окуляров может быть установлена измерительная сетка, которая позволяет легко определить физические размеры тех или иных деталей препарата при определённом увеличении.
Помимо привычных монокулярных и бинокулярных моделей, существуют также и тринокулярные. Светоделительный блок таких микроскопов устроен несколько сложнее и позволяет разделить полученный от объектива свет на три пучка, два из которых попадут в окуляры, а третий на ПЗС-матрицу для передачи изображения на компьютер. Тринокулярную конструкцию имеют, например, модели Delta Optical Genetic Pro Trino и Delta Optical Evolution 100 Trino Plan.
Для таких микроскопов вы можете выбрать специализированную ПЗС-камеру подходящего разрешения или с помощью переходника использовать фотоаппарат со съёмным объективом.
Окуляры
Последними в «оптическом тракте» микроскопа участвуют окуляры. Но их значение не стоит недооценивать, ведь именно окуляр строит изображение пригодное для глаза наблюдателя. В первую очередь окуляры должны быть комфортны. То есть иметь достаточный вынос зрачка, довольно широкое поле зрения и, конечно, качественную картинку. Обратите внимание на просветление линз, оно существенно сказывается на яркости и контрасте картинки. Окуляры дорогих моделей микроскопов оснащены мягкими резиновыми наглазниками, эта деталь важна при длительной работе с микроскопом.
Тем не менее, окуляр микроскопа является съёмным элементом и, даже ощутив потребность в более качественном окуляре, либо другом увеличении, вы всегда сможете приобрести его отдельно. Только обратите внимание на посадочный размер окуляров, он может отличаться у моделей разного класса.
Типы микроскопов. Какой подойдёт вам?
Стереомикроскопы для ювелирных и ремонтных работ
Для наблюдений относительно крупных объектов лучше всего подойдут стереоскопические микроскопы с увеличением до 100х. Они имеют две раздельные оптические системы, что позволяет добиваться объёмного изображения, недостижимого на биологических микроскопах, пусть и с бинокулярной насадкой.
Стереоскопические микроскопы оснащены верхней подсветкой, так что предмет наблюдений может быть не прозрачен. Такие приборы применяются для наблюдения крупных насекомых, минералов, кристаллов и т.д. Их можно использовать для оценки качества обработки или состояния механических поверхностей металла, пластика, электронных плат, ювелирных изделий, форсунок двигателей внутреннего сгорания и многого другого.
Довольно большое расстояние от объектива до предметного стола позволяет свободно проводить множественные манипуляции с объектом наблюдений. Это и нанесение всяческих гравировок, пайка компьютерных плат, ремонт часов и мобильных телефонов.
Хорошим вариантом для этих целей послужат удачно зарекомендовавшие себя модели Delta Optical NTX-L 5x-20x и Delta Optical SZ-450Т.
Последняя имеет тринокулярную конструкцию, а это даст возможность установки цифровой камеры для выведения изображения на компьютер. Наблюдение за процессом с монитора может оказаться очень удобным, а кроме того, появится возможность задокументировать всё на видео.
Цифровые микроскопы
С развитием цифровых технологий буквально последние несколько лет получили широкое распространение цифровые микроскопы, в которых окуляра нет в принципе. То есть, в небольшом корпусе мы имеем веб-камеру высокого разрешения и объектив с регулировкой кратности и резкости. Изображение выводится на монитор компьютера.
Область применения таких микроскопов сильно пересекается с бинокулярными моделями, описанными выше. При меньшей функциональности и оснащении, мы получаем отличную компактность устройства, что позволит заниматься наблюдениями даже на выезде, достаточно взять с собой небольшой ноутбук.
Хорошим примером такого устройства является Delta Optical Smart 2мп. Причём для Smart можно докупить специальный штатив Delta Optical Z3 150-60T, который позволит превратить его в удобный инструмент для выполнения самых разных работ.
Биологические микроскопы
Когда речь заходит о микроскопе, большинству из нас, скорее всего, вспомнятся практические занятия на уроках биологии в школе, где в советский школьный микроскоп можно было собственными глазами увидеть срез луковицы и строение её клеток, сердцевину ствола растения или крыло насекомого. Это было первое погружение в микромир, именно тогда, восприятие давно знакомых и привычных вещей начало меняться.
Внимательные родители, стараясь удовлетворить любознательность своего ребёнка, часто приобретают для него недорогой биологический микроскоп. Сразу заметим, не стоит пытаться сильно сэкономить, стремясь получить микроскоп за 25-30$. Ведь качественный оптический прибор по определению не может столько стоить. Есть замечательные модели в ценовом диапазоне от 100$, которые покажут действительно многое и прослужат долгие годы.
Современные биологические микроскопы уже приобрели множество качеств своих старших собратьев. Многие из них оснащены координатными нониусами, микрофокусёрами, хорошей подсветкой, качественной оптикой и механикой. Это позволяет с удобством заниматься наблюдениями и даже проводить некоторые лабораторные работы. Увеличение таких микроскопов достигает 640х, чего вполне достаточно для всех типов наблюдений без иммерсии.
Для детей возрастом 7-12 лет прекрасно подойдут модели серии BioLight, они сделаны качественно и обладают очень неплохой стартовой комплектацией – Delta Optical BioLight 200 и Delta Optical BioLight.
Лабораторные микроскопы
Для старшеклассников и до сих пор увлечённых познанием окружающего мира взрослых подойдут лабораторные микроскопы. Они выполнены уже на другом уровне и зачастую используются даже профессионалами в государственных лабораториях и клинических центрах.
Такие микроскопы имеют качественное, полностью металлическое исполнение механики и оснащены всем спектром необходимых регулировок. Револьверная головка лабораторных микроскопов обычно включает в себя не менее четырёх объективов, один из которых иммерсионный. Это позволяет легко добиваться высоких увеличений и проводить серьёзные наблюдения. Среди моделей среднего ценного диапазона себя прекрасно проявили Delta Optical BioStage II и Delta Optical Genetic Pro Mono.
Более требовательные исследователи и работники медицинских учреждений отдают своё предпочтение профессиональным моделям с бинокулярными насадками, исключительно качественной оптикой, возможностью работы в тёмном и светлом поле, а также видео фиксации наблюдений. Таким высоким требованием соответствует Delta Optical Evolution 300 LED.
