El terme "microscopi" té arrels gregues. Consta de dues paraules, que en la traducció signifiquen "petit" i "mirar". La funció principal del microscopi és el seu ús en examinar objectes molt petits. Al mateix temps, aquest dispositiu us permet determinar la mida i la forma, l'estructura i altres característiques dels cossos invisibles a simple vista.
Història de la creació
No hi ha informació exacta sobre qui va ser l'inventor del microscopi a la història. Segons algunes fonts, va ser dissenyat l'any 1590 pel pare i el fill de Janssen, mestre en la fabricació de vidres. Un altre candidat al títol d'inventor del microscopi és Galileo Galilei. L'any 1609, aquest científic va presentar un dispositiu amb lents còncaves i convexes per a la visualització pública a l'Accademia dei Lincei.
Al llarg dels anys, el sistema de visualització d'objectes microscòpics ha anat evolucionant i millorant. Un gran pas en la seva història va ser la invenció d'un senzill dispositiu de dues lents ajustable acromàticament. Aquest sistema va ser introduït per l'holandès Christian Huygens a finals del 1600. Oculars d'aquest inventorestan en producció avui. El seu únic inconvenient és la insuficient amplitud del camp de visió. A més, en comparació amb els dispositius moderns, els oculars Huygens tenen una posició incòmoda per als ulls.
El fabricant d'aquests instruments Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) va fer una contribució especial a la història del microscopi. Va ser ell qui va cridar l'atenció dels biòlegs sobre aquest dispositiu. Leeuwenhoek va fabricar productes de mida petita equipats amb una lent, però molt forta. Era inconvenient utilitzar aquests dispositius, però no duplicaven els defectes d'imatge que hi havia als microscopis compostos. Els inventors van poder corregir aquesta deficiència només després de 150 anys. Juntament amb el desenvolupament de l'òptica, la qualitat de la imatge dels dispositius composts ha millorat.
La millora dels microscopis continua avui. Així, l'any 2006, científics alemanys que treballaven a l'Institut de Química Biofísica, Mariano Bossi i Stefan Hell, van desenvolupar l'últim microscopi òptic. A causa de la capacitat d'observar objectes amb dimensions de 10 nm i imatges tridimensionals en 3D d' alta qualitat, el dispositiu es va anomenar nanoscopi.
Classificació dels microscopis
En l'actualitat, hi ha una gran varietat d'instruments dissenyats per examinar objectes petits. La seva agrupació es basa en diversos paràmetres. Aquest pot ser el propòsit del microscopi o el mètode d'il·luminació adoptat, l'estructura utilitzada per al disseny òptic, etc.
Però, per regla general, els principals tipus de microscopises classifiquen segons la resolució de micropartícules que es poden veure mitjançant aquest sistema. Segons aquesta divisió, els microscopis són:
- òptic (llum);
-electrònic;
-Raigs X;-sonda d'escaneig.
Els microscopis més utilitzats són del tipus lleuger. La seva àmplia selecció està disponible a les botigues d'òptica. Amb l'ajuda d'aquests dispositius, es resolen les principals tasques d'estudi d'un objecte. Tots els altres tipus de microscopis es classifiquen com a especialitzats. El seu ús normalment es fa en un laboratori.
Cada un dels tipus de dispositius anteriors té les seves subespècies, que s'utilitzen en una àrea determinada. A més, avui dia és possible comprar un microscopi escolar (o educatiu), que és un sistema d'entrada. S'ofereix a consumidors i dispositius professionals.
Aplicació
Per a què serveix un microscopi? L'ull humà, en ser un sistema òptic de tipus biològic especial, té un cert nivell de resolució. En altres paraules, hi ha la distància més petita entre els objectes observats quan encara es poden distingir. Per a un ull normal, aquesta resolució és de 0,176 mm. Però les dimensions de la majoria de cèl·lules animals i vegetals, microorganismes, cristalls, la microestructura dels aliatges, metalls, etc. són molt inferiors a aquest valor. Com estudiar i observar aquests objectes? Aquí és on diversos tipus de microscopis ajuden a les persones. Per exemple, els dispositius de tipus òptic permeten distingir estructures en què la distànciaentre elements és un mínim de 0,20 µm.
Com funciona un microscopi?
El dispositiu, que permet que l'ull humà examini objectes microscòpics, té dos elements principals. Són la lent i l'ocular. Aquestes parts del microscopi es fixen en un tub mòbil situat sobre una base metàl·lica. També té una taula d'assumptes.
Els tipus moderns de microscopis solen estar equipats amb un sistema d'il·luminació. Aquest és, en particular, un condensador que té un diafragma d'iris. Un conjunt obligatori de dispositius d'augment són els cargols micro i macro, que serveixen per ajustar la nitidesa. El disseny dels microscopis també preveu la presència d'un sistema que controla la posició del condensador.
En microscopis especialitzats i més complexos, s'utilitzen sovint altres sistemes i dispositius addicionals.
Lents
M'agradaria començar la descripció del microscopi amb una història sobre una de les seves parts principals, és a dir, de la lent. Són un sistema òptic complex que augmenta la mida de l'objecte en qüestió en el pla de la imatge. El disseny de les lents inclou tot un sistema de dues o tres lents no només individuals, sinó també enganxades.
La complexitat d'un disseny òptic-mecànic d'aquest tipus depèn del ventall de tasques que ha de resoldre un o un altre dispositiu. Per exemple, el microscopi més complex té fins a catorze lents.
Inclòs a la lentsón la part frontal i els sistemes que la segueixen. Quina és la base per construir una imatge de la qualitat desitjada, així com per determinar l'estat de funcionament? Aquesta és una lent frontal o el seu sistema. Les parts posteriors de la lent són necessàries per proporcionar l'ampliació, la distància focal i la qualitat d'imatge requerides. Tanmateix, la implementació d'aquestes funcions només és possible en combinació amb una lent frontal. Val la pena esmentar que el disseny de la part següent afecta la longitud del tub i l'alçada de la lent del dispositiu.
Oculars
Aquestes parts del microscopi són un sistema òptic dissenyat per construir la imatge microscòpica necessària a la superfície de la retina dels ulls de l'observador. Els oculars contenen dos grups de lents. El més proper a l'ull de l'investigador s'anomena ull i el llunyà s'anomena camp (amb la seva ajuda, la lent crea una imatge de l'objecte en estudi).
Sistema d'il·luminació
El microscopi té un disseny complex de diafragmes, miralls i lents. Amb la seva ajuda, s'assegura una il·luminació uniforme de l'objecte en estudi. En els primers microscopis, aquesta funció era realitzada per fonts de llum natural. A mesura que milloraven els dispositius òptics, van començar a utilitzar primer miralls plans i després còncaus.
Amb l'ajuda de detalls tan senzills, els raigs del sol o del llum es dirigien a l'objecte d'estudi. En els microscopis moderns, el sistema d'il·luminació és més perfecte. Consta d'un condensador i un col·lector.
Taula de temes
Preparacions microscòpiques que requereixen estudi,es col·loquen sobre una superfície plana. Aquesta és la taula de temes. Diversos tipus de microscopis poden tenir aquesta superfície dissenyada de manera que l'objecte d'estudi girarà en el camp de visió de l'observador horitzontalment, verticalment o amb un angle determinat.
Principi de funcionament
Al primer dispositiu òptic, el sistema de lents proporcionava una imatge inversa dels microobjectes. Això va permetre veure l'estructura de la matèria i els més petits detalls que s'havien d'estudiar. El principi de funcionament d'un microscopi de llum avui és semblant al treball realitzat per un telescopi refractor. En aquest dispositiu, la llum es refracta quan passa per la part de vidre.
Com s'amplien els microscopis de llum moderns? Després que un feix de raigs de llum entri al dispositiu, es converteixen en un corrent paral·lel. Només llavors es produeix la refracció de la llum a l'ocular, per la qual cosa augmenta la imatge dels objectes microscòpics. A més, aquesta informació s'introdueix en la forma necessària per a l'observador al seu analitzador visual.
Subespècie de microscopis de llum
Els instruments òptics moderns es classifiquen:
1. Segons la classe de complexitat per a la investigació, el treball i el microscopi escolar.
2. Per camp d'aplicació quirúrgic, biològic i tècnic.
3. Per tipus de microscòpia per a dispositius de llum reflectida i transmesa, contacte de fase, luminiscents i polaritzadors.4. En la direcció del flux de llum cap a invertit i directe.
Microscopis electrònics
Amb el pas del temps, un dispositiu dissenyat per examinar objectes microscòpics s'ha tornat cada cop més perfecte. Van aparèixer aquests tipus de microscopis en els quals es va utilitzar un principi de funcionament completament diferent, independent de la refracció de la llum. En el procés d'utilitzar els darrers tipus de dispositius, van intervenir electrons. Aquests sistemes permeten veure parts individuals de la matèria tan petites que els raigs de llum simplement flueixen al seu voltant.
Per a què serveix un microscopi electrònic? S'utilitza per estudiar l'estructura de les cèl·lules a nivell molecular i subcel·lular. A més, s'utilitzen dispositius similars per estudiar virus.
Disseny de microscopis electrònics
En què es basa el funcionament dels últims instruments per a la visualització d'objectes microscòpics? En què es diferencia un microscopi electrònic d'un microscopi de llum? Hi ha alguna similitud entre ells?
El principi de funcionament d'un microscopi electrònic es basa en les propietats que posseeixen els camps elèctrics i magnètics. La seva simetria rotacional és capaç de tenir un efecte d'enfocament en els feixos d'electrons. A partir d'això, podem respondre a la pregunta: "En què es diferencia un microscopi electrònic d'un microscopi de llum?" En ell, a diferència d'un dispositiu òptic, no hi ha lents. El seu paper el juguen camps magnètics i elèctrics calculats adequadament. Es creen per girs de bobines per on passa el corrent. En aquest cas, aquests camps actuen com una lent convergent. Quan el corrent augmenta o disminueix, la distància focal canvia.distància de l'instrument.
Pel que fa al diagrama de circuits, el microscopi electrònic el té semblant al diagrama de circuits d'un dispositiu de llum. L'única diferència és que els elements òptics es substitueixen per altres d'elèctrics semblants.
La ampliació d'un objecte als microscopis electrònics es produeix a causa del procés de refracció d'un feix de llum que travessa l'objecte en estudi. En diferents angles, els raigs entren al pla de la lent de l'objectiu, on es produeix el primer augment de la mostra. Aleshores, els electrons passen cap a la lent intermèdia. Hi ha un canvi suau en l'augment de la mida de l'objecte. La imatge final del material estudiat ve donada per la lent de projecció. A partir d'ell, la imatge cau a la pantalla fluorescent.
Tipus de microscopis electrònics
Els tipus moderns de lupes inclouen:
1. TEM o microscopi electrònic de transmissió. En aquesta configuració, es forma una imatge d'un objecte molt prim, de fins a 0,1 µm de gruix, per la interacció d'un feix d'electrons amb la substància en estudi i la seva posterior ampliació per lents magnètiques a l'objectiu.
2. SEM o microscopi electrònic d'escaneig. Aquest dispositiu permet obtenir una imatge de la superfície d'un objecte amb una alta resolució de l'ordre de diversos nanòmetres. Quan s'utilitzen mètodes addicionals, aquest microscopi proporciona informació que ajuda a determinar la composició química de les capes properes a la superfície.3. Microscopi electrònic d'exploració de túnels, o STM. Utilitzant aquest dispositiu, el relleu de superfícies conductores amb un gran espaipermís. En el procés de treball amb STM, es porta una agulla metàl·lica afilada a l'objecte en estudi. Al mateix temps, es manté una distància de només uns quants angstroms. A continuació, s'aplica un petit potencial a l'agulla, a causa del qual sorgeix un corrent de túnel. En aquest cas, l'observador rep una imatge tridimensional de l'objecte en estudi.
Microscopis Leuwenhoek
L'any 2002, va aparèixer a Amèrica una nova empresa productora d'instruments òptics. La seva gamma de productes inclou microscopis, telescopis i prismàtics. Tots aquests dispositius es distingeixen per una alta qualitat d'imatge.
La seu central i el departament de desenvolupament de l'empresa es troben als EUA, a la ciutat de Fremond (Califòrnia). Però pel que fa a les instal·lacions de producció, es troben a la Xina. Gràcies a tot això, l'empresa ofereix al mercat productes avançats i d' alta qualitat a un preu assequible.
Necessites un microscopi? Levenhuk suggerirà l'opció necessària. La gamma d'equips òptics de l'empresa inclou dispositius digitals i biològics per a l'ampliació de l'objecte en estudi. A més, s'ofereixen al comprador models de disseny, executats en una varietat de colors.
El microscopi Levenhuk té una àmplia funcionalitat. Per exemple, un dispositiu d'entrenament de nivell d'entrada es pot connectar a un ordinador i també és capaç de capturar vídeos de recerca en curs. El model Levenhuk D2L està equipat amb aquesta funcionalitat.
L'empresa ofereix microscopis biològics de diversos nivells. Són models més senzills, i novetats,adequat per a professionals.
