A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
A mikroszkóp a kis méretük miatt az emberi szem által nem (vagy csak nehezen) látható dolgok vizsgálatára szolgáló eszköz.
Az eszköz lényege egy lencserendszer, ami az emberi szem számára felnagyítja, ezáltal vizsgálhatóvá teszi a nagyon kis méretű dolgok (tárgyak, baktériumok, sejtek) képét. A fénymikroszkóp felbontóképességét, illetve elérhető nagyítását a fény hullámhossza korlátozza.
A mikroszkóp felépítése
A mikroszkóp optikai és mechanikai elemekből tevődik össze.
Mechanikai elemek
Talpazat és a tubustartó
A mikroszkóp a leggondosabb kivitelű finommechanikai szerkezetek közé tartozó optikai műszer.
A műszer rezgésmentes biztos egyensúlyát, munkaasztalon való szilárd állását a súlyos U alakú talpazat biztosítja.
A korszerű mikroszkópok talprésze üregesen van kiképezve, amelynek belsejében helyezik el a megfigyelt preparátum megvilágításához szükséges fényforrást. A talpazatra van felépítve a dönthető tubustartó, amely magába foglalja:
- a tubust a revolverfoglalattal
- az X-Y irányba mozgatható tárgyasztalt
- a preparátumok megvilágításhoz szükséges megvilágító rendszert ( dönthető tükör, szűrőtartó, kondenzor lencserendszer a rekesszel)
- valamint a mikroszkóp beállításához szükséges megfelelő kezelőgombokat.
A tubus és a revolverfoglalat
A tubus rendeltetésileg az okulár és az objektív befoglalására szolgál.
Felső - szem felé eső oldalán az okulárok , alsó – tárgy felé eső oldalán az objektívek csatlakoznak a tubushoz.
Az okulárok egyszerűen becsúsztathatóak, az objektívek csavarmenettel illeszkednek a tubushoz.
Az objektívek ma már túlnyomó többségben 3–6 objektívet befogadó revolverfej közbeiktatásával illesztik a tubushoz.
A tárgyasztal
A tárgyasztal az objektív alatt elhelyezkedő kör vagy négyszög alakú asztal amely a preparátum elhelyezésére szolgál.
A kondenzorból érkező megvilágító sugarak számára közepén kerek vagy négyszög alakú nyílással van ellátva, amelyen keresztül a megfigyelt preparátum alulról megvilágítható.
Az asztal a megfelelő kezelőgombok segítségével X-Y irányba mozgatható (koordinátaasztal).
A preparátumot tartalmazó tárgylemez rögzítése rugós pántok segítségével történik.
A komolyabb mikroszkópok el vannak látva fűthető - hűthető tárgyasztallal, amely különleges vizsgálati eljárásokat tesz lehetővé.
Az élességállítás mechanikai megoldásai
A mikroszkóp mechanikai szerkezeti elemeinek egyik legfontosabbika az élességállítás mechanikája, amelynek biztosan, kotyogás - mentesen kell működnie.
A durva élességállítás megvalósítására kizárólag fogasléc – fogaskerék kombinációt alkalmaznak.
Az emelt - süllyesztett mechanikai elemet rendszerint fecskefark illesztés vezeti azzal a céllal, hogy a megfelelő élességet megkapjuk.
A kép élesre állításához szükséges finomállítást valamilyen finomemelkedésű csavarmenet vagy óraműves megoldással oldják meg.
A finommozgatás intervalluma szerkezetileg korlátozott érték, legtöbbször 2 mm, és mozgáshatárai a mikroszkóp állványon, jól látható helyen, osztásvonalakkal meg van jelölve.
A finomállító kezelőgomb egy teljes körfordulásával az emelkedés 0,1 mm.
A mikroszkóp optikai elemei
A mikroszkóp optikai elemei: az objektívek (tárgylencsék), okulárok (szemlencsék) és a megvilágító berendezések (tükrök, kondenzorok).
A mikroszkóp működése és nagyítása
A mikroszkóp olyan összetett optikai nagyító rendszer, amellyel a vizsgált tárgy (preparátum) kétszeres nagyítási módszerrel vizsgálható.
Szorosan vett értelemben a mikroszkóp két képalkotó gyűjtőrendszerből tevődik ősszé:
1 - a tubusnak a tárgy felé forduló részén elhelyezkedő tárgylencse ismertebb nevén az objektív,
2 - valamint a szem felé forduló részén elhelyezkedő szemlencse az úgynevezett okulár.
A mellékelt ábrán láthatóan az objektív az y tárgyról y’ nagyított reális fordított képet alkot az okulár tárgyoldali gyújtósíkjában. Az okulár ezt a már felnagyított képet újra felnagyítja és az y’’ virtuális képet hozza létre - a szem alkalmazkodási fokától függően a végtelenbe vagy a tisztalátás távolságába vetítve.
A mikroszkóp nagyítása
A fentiekből láthatóan a mikroszkóp két centrált optikai rendszernek, az objektívnek és az okulárnak a kombinációja.
Az így kialakított optikai rendszer össznagyítása a két optikai elem, az objektív és az okulár nagyításának szorzatával egyenlő.
Képletesen kifejezve:
(1) Nmik. = βob. x Nok.
A kombinált rendszer gyújtótávolsága :
(2) fr. = 250 / βob x Nok.
Ahonnan :
- 250 = a tisztalátás távolsága,
- βob = az objektív önnagyítása,
- fr. = a rendszer gyújtótávolsága,
- és Nok. = az okulár lupenagyítása.
A (2) egyenletből láthatóan a mikroszkópot egy nagyon rövid gyújtótávolságú nagyítónak (lupe) lehet tekinteni, amelynek nagyítása:
(3) Nl = 250 / fr
Egy példával alátámasztva a fentieket:
Legyen az objektív önnagyítása βob = 10x és az okulár lupenagyítása Nok. = 10x , a (1) egyenlet értelmében a mikroszkóp nagyítása :
Nmik. = βob. x Nok. = 10 x 10 = 100 X
A (2) egyenlet értelmében a kombinált rendszer gyújtótávolsága:
fr = 250 / βob x Nok = 250 / 10 x 10 = 2,5 mm
A (3) egyenlet értelmében mikroszkóp nagyítása mind lupe(szögnagyítás):
Nl = 250 / f = 250 / 2,5 = 100X
Láthatóan mind két egyenlettel egyenlő nagyítási értéket kapunk.
Az (1) egyenlet a tárgy – kép lineáris méreteit, a (2) egyenlet a látószögek viszonyait veszi figyelembe.
A korszerű mikroszkópok a kényelmesebb betekintés érdekében 45 (egyeseknél 60 fok) fokban megtört binokuláris tubussal (okulárcső) vannak ellátva.
Ez sokkal kényelmesebb és kevésbé fárasztó megfigyelést tesz lehetővé mint az egy szemmel (monokuláris) való megfigyelés.
Az objektív képalkotó sugarait a binokuláris tubusban prizmarendszer osztja két egyenlő részre (50% - 50%) és vezeti a jobb illetve a bal szem tubuscsonkjához.
A két párhuzamos okulártubus közötti távolság bizonyos határok közt változtatható, így a megfigyelő személy a két okulártubus tengelytávolságát saját szemének pupillatávolságához tudja igazítani.
Két ismertebb binokuláris rendszer, a Siedentopf és a Jentzsch terjedt el a gyakorlatban.
Mindkét rendszernél a sugárosztó prizmák okozta megnövekedett optikai úthossz miatt, további lencserendszer (tubuslencse) beépítése szükséges ahhoz, hogy az objektív képalkotó sugarai újra az okulár tárgyoldali gyújtósíkjában egyesüljenek.
Az objektívek önnagyítása és optikai hibáinak korrekciója 160 (vagy 170) mm-es optikai úthosszra vannak kiszámítva.
A beépített lencserendszer a fentiek miatt egyben képminőségi korrekciót is végez, ez azért szükséges mert a megnövekedett optikai úthossz miatt az objektív leképezése nem az előírt minőségi értéket adná.
A binokuláris feltét okozta nagyításváltozást a tubusfator fejezi ki, amit minden esetben a feltéten jól látható helyen feltüntetnek, amelynek értéke gyártó cégtől függően 1,5 – 1,7 X.
Binokuláris feltétek között vannak olyan megoldások is amely kiküszöböli a járulékos nagyítást, ebben az esetben a tubusfaktor (tubus-tényező) értéke 1.
Az így kialakított mikroszkópok nagyításának meghatározásához már nem felel meg az (1) egyenlet, a η tubus-tényezőt is figyelembe kell venni.
Az (1) egyenlet az alábbiak szerint alakul tubus faktorral terhelt binokuláris feltét esetén :
(4) N = βob. x Nok x η
Ahonnan :
- βob = az objektív önnagyítása,
- Nok. = az okulár lupenagyítása,
- és a η = a tubus-tényezővel.
A nagyítás meghatározásának könnyítése végett a mikroszkóp objektíveken és az okuláron a nagyítási értéket számszerűen feltüntetik.
Okulárok
Az okulár feladata az objektív által leképzett köztes kép másodlagos nagyítása.
Minden okuláron fel van tüntetve a saját nagyítását kifejező szám, ezen kívül betűjelek mutatják azt, hogy az okulár milyen objektívhez használható :
- az A – val jelzett okulárok akromatikus objektívekhez illenek,
- a C vagy K betű jelöli az apokromátokhoz tartozó kompenzációs okulárokat,
- az AK jelzésűek olyan kompenzációs okulárok, melyek erősebb akromatikus objektívekhez alkalmazhatók,
- és a PK betűk azokat a plán – kompenzációs okulárokat jelölik, amelyek plán – akromát vagy plán – apokormát objektívekkel együtt vetítésre valamint mikrofényképezésre alkalmasak.
Egyes gyártó cégek okulárjain kis körbe vagy egyszerűen a nagyítást kifejező szám után egy számot (pld. 15 vagy 15 mm) is feltüntetnek amely az okulár S látómezőszámát fejezi ki.
Ha az S látómezőszámot elosztjuk az éppen alkalmazott objektív önnagyításával, megkapjuk a látómezőben látott tárgyrészlet átmérőjét amely az alábbi egyenlet segítségével kiszámítható:
(5) δ(mm) = S / βob.
Ahonnan :
δ = az okulár látómezejét kitöltő tárgyrészlet átmérője
S = látómezőszám értéke
βob. = az objektív önnagyítása
Például:
A 10 X – es Huygens okulár látómezőszáma S=14 és legyen az objektív önnagyítása βob. = 100 X.
Az (5) egyenlet értelmében az okulár látómezejét kitöltő tárgyrészlet átmérője :
δ(mm) = S / βob. = 14 / 100 = 0,14 mm átmérőjű tárgyrészlet látható mikroszkóppal.
Abban az esetben amikor a mikroszkóp tubusfaktorral terhelt (járulékos nagyítás) binokuláris feltéttel van ellátva az (5) egyenlet az alábbiak szerint módosul :
(6) δ(mm) = S / (βob. x η)
A fenti példa értékeinél maradva - és legyen a η = 1,4 -del (tubusfaktor), az okulár látómezejét kitöltő tárgyrészlet átmérője :
δ(mm) = S / βob. x η = 14 / (100 x 1,4) = 0,1 mm
A mikroszkópokhoz többféle típusú okulárokat alkalmaznak, amelyeket az adott munka elvégzéséhez a célnak megfelelően cserélgetnek.
Ezek közül a főbb típusok családjába az alábbiak tartoznak :
- Huygens okulár
- Kellner okulár (javított Ramsden okulár)
- Ortoszkopikus okulár
Objektívek
A mikroszkóp objektív rendszerint összetett - típustól függő - korrigált lencserendszer.
Felépítését tekintve két csoportra oszthatóak :
1 - dioptrikus
2 - katadioptrikus
Az első csoportba a lencsékből felépített objektívek, a másodikba a tükörobjektívek sorolhatóak.
A tükörobjektívek két típusa használatos a gyakorlatban :
1 - a Schwarzschild rendszer – csak reflexió,
2 - és a Maksutow rendszer – amelyik reflexió és refrakció útján alkot képet.
A tükörobjektíveket a gyakorlatban főképpen a ultraibolya és az infravörös színképtartományban végzett vizsgálatoknál alkalmazzák.
Látható fényben alkalmazott mikroszkóp objektíveket színi korrigáltságuk alapján az alábbiak szerint csoportosíthatóak :
- akromátok - legáltalánosabban alkalmazott két színre korrigált mikroszkóp objektívek,
- fluoritrendszerek - fél apokromátoknak is nevezik, színkorrekciójuk jobb, mint az akromátok színkorrekciója,
- apokromátok - kiváló optikai tulajdonságokkal rendelkező három színre korrigált objektívek,
- plánakromátok - mikrofényképezés számára tervezett, képmezőhajlástól mentesített objektívek,
- plánapokromátok - kiváló minőségű, mikrofényképezés számára tervezett, képmezőhajlástól mentesített objektívek,
- monokromátok - az ultraibolya színképtartomány meghatározott hullámhosszúságú sugárzására korrigált objektívek.
A fentiekben említett objektíveket kétféle kivitelben gyártják:
1 – száraz rendszerű objektívek - amelyeknél a preparátum fedőlemeze és az objektív frontlencséje közötti közeg maga a levegő,
2 – immerziós rendszerű objektívek - amelyeknél a preparátum fedőlemeze és az objektív frontlencséje közötti közeg egy ismert törésmutatójú folyadék (pld. Cédrusolaj).
A kitöltő közeg valamilyen folyadékra való cseréjével az objektív numerikus aperturájának növekedése érhető el, amely a mikroszkóp felbontóképességét nagymértékben megnöveli.
Az objektíveket jellemző teljesítmény adatokat az objektívfoglalat külső palástján a gyártó cégek feltüntetik.
A főbb feltüntetett adatok :
- a csoport megnevezés - pl. APO - apokromatikus objektív,
- a nagyítás - pl. 100X,
- a numerikus apertura - pl. 1,30,
- a fedőüveg vastagság - pl. 0,17,
- a tubushossz - pl. 160 , az objektív nagyítása 160 mm tubushosszra érvényes.
A számszerű nagyítási érték feltüntetése mellett egy színes gyűrűt is találunk az objektíven, amely szintén a nagyítás beazonosításában segít.
A színkódolásra az alábbi rendszert alkalmazzák:
- fekete - 1x,
- barna - 2x,
- piros - 4x,
- sárga - 10x,
- zöld - 20x,
- türkiz - 25x,
- világoskék - 40x,
- sötétkék - 60x,
- fehér - 100x.
Mindezek mellett, más feliratok is utalnak a speciális mikroszkópi vizsgálatokhoz készített objektíveteken az alkalmazás jellegére.
Így az olajimmerziós objektíveken feltüntetik pl. a HI, IU vagy Oel betűket, a polarizációs vizsgálatokhoz alkalmas objektíveken pl. a P vagy Pol jelzést láthatjuk, a fáziskontraszt objektívek jelzése pl. Ph vagy Cf.
Mérések mikroszkóppal
A megvilágítás optikai elemei
A mikroszkópi készítmény (preparátum) ahhoz, hogy láthatóvá váljék a mikroszkópot megfelelő megvilágítással kell ellátni.
Ennek a követelménynek tesznek eleget az alábbiak:
- mikroszkóplámpa
- tükör
- kondenzor
A mikroszkóplámpa egy súlyos talpra szerelt, általában henger alakú, megfelelő erősségű égővel, íriszrekesszel, kollektor lencsével, színszűrővel ellátott lámpa. Célja az, hogy megfelelő erősségű koncentrált fénnyel lássa el a mikroszkópot. A mikroszkóplámpának az alábbi követelményeknek kell megfelelnie:
- fényerős legyen
- a fényforrásról lehetőleg, egyenletes eloszlású, állandó színhőmérsékletű fényt bocsásson ki
- a fényforrás elé épített lencserendszer (kollektor) előre-hátra mozgatásával a fényforrás képét a kondenzor apperturarekesz síkjába lehessen vetíteni
- folyamatosan változtatható átmérőjű rekesszel (íriszrekesz) rendelkezzék amellyel a kilépő fénynyaláb a kellő mértékben beszűkíthető
- a kollektor és a rekesz közé szűrő legyen helyezhető
A tükör arra szolgál, hogy segítségével valamilyen külső fényforrás fényét a kondenzorlencsébe vagy a vizsgálandó preparátumra irányítsuk.
Két, egymásra merőleges tengely körül minden irányban elfordítható, melynek egyik oldala sík, a másik homorú.
A sík oldalát akkor alkalmazzák amikor a preparátum megvilágítása a kondenzoron át történik, a homorú oldalt akkor amikor a kondenzor oldalra kihajtva a fény útjából el van távolítva.
A kondenzor szerepe az, hogy a tükrön át közvetített külső fényforrás fényét a vizsgált preparátum síkjába vetítse a lehető legnagyobb fénysűrűséggel. A beépített fényforrású mikroszkópok is a fenti elemeket tartalmazzák kisebb-nagyobb eltéréssel.
Mikroszkóp típusok
Az adott célnak megfelelően az idők folyamán különböző mikroszkóp típusokat gyártottak.
Ezek közül elsőnek megemlítendő az iskolai vagy tanulómikroszkóp, melynek célja láthatóvá tenni az apró élőlényeket, sejttani és szövettani szerkezeteket, amelyeket a tanterv előír.
Szerkezeti egyszerűsége, közepes nagyítása, könnyen kezelhetővé teszi.
Általában egy két objektívvel - okulárral látják el.
A preparátumot megvilágító rendszer tükörből és egy tárcsa – fényrekeszből áll.
Nagyításuk típustól függően 40 – 400 X- os.
A komolyabb mikroszkópok közé tartoznak az úgynevezett - laboratóriumi mikroszkópok - amely a rutinszerű mikroszkópi munka eszköze.
A legtökéletesebb, sokoldalú mikroszkóp az úgynevezett - univerzális kutatómikroszkóp – amely felszereltsége komplexitásával a legmesszebbmenő laboratóriumi igényeket is kielégíti.
Ez utóbbi két mikroszkóp nagyítása 30–1500 X- os.
Preparálási munkákhoz, apró állatkák boncolására, érmék, rovarok, ásványok vizsgálatára, a sztereó mikroszkópot alkalmazzák.
Előnye az előbbiekkel szemben az, hogy egyenes állású oldalhelyes térbeli képet ad nagy tárgytávolság mellett amely alatt kényelmesen lehet különböző apró munkákat elvégezni.
A sztereó mikroszkópotok nagyítása típustól függően 10-100 X - os.
A mikroszkópok családjába tartoznak még a speciális vizsgálatokhoz szerkesztett áteső vagy ráeső fényben vizsgáló mikroszkópok.
Egy párat megemlítve:
- Metallográfiai mikroszkóp - fémek, és más nem átlátszó minták felületének vizsgálata alkalmazzák,
- Trichinoszkóp – célműszer, vágóhidak alkalmazzák Trichinával fertőzött sertéshús kimutatására,
- Összehasonlító mikroszkópok - kriminalisztikai minták vizsgálatára, összehasonlítására alkalmazott mikroszkóp,
- Kolposzkópok - nőgyógyászati vizsgálatok - operációk fontos eszköze
- Kapillár mikroszkóp – bőrgyógyászatban alkalmazzák a bőrfelület alatti kapillárisok valamint a bőr felületének vizsgálatára,
- Fordított (inverz) mikroszkópok – alul elhelyezkedő objektívvel felső megvilágítással ellátott - átlátszó tárgyak, folyadékok vizsgálatára alkalmas mikroszkóp,
- Sebészeti mikroszkópok - mikrosebészeti műtétek elengedhetetlen tartozéka,
- Ipari mikroszkópok – kész legyártott munkadarabok minőségi bevizsgálása alkalmazott - szög, furattávolság, furatátmérő, hosszúság stb. – mérésére alkalmas mikroszkóp.
Különleges rendeltetésű mikroszkópok
Források
- Dr. Bernolák Kálmán - Dr. Szabó Dezső - Szilas László - A mikroszkóp zsebkönyv, Műszaki Könyvkiadó, Bp., 1979
- Dr. Bárány Nándor - Optikai műszerek, Műszaki könyvkiadó, Bp., 1954
- Heinz Pforte - Optikai műszerek, Műszaki könyvkiadó Bp., 1954
- S. Landsberg - Optika, Technikai könyvkiadó, Bukarest, 1958
- Szőcs Tamás - Amatőr optikai műszerek tervezése, kézirat, 1982
- Róbert Endre - Kis könyv a mikroszkópról, Kriterion könyvkiadó, Bukarest, 1984
- Prof. Bíró Gábor - Optikai műszerek, egyetemi tankönyv, 1970
További információk
- Mikroszkop.lap.hu. mikroszkop.lap.hu
- Nikon Microscopy. www.microscopyu.com
- Antique microscopes (Muzeumok linkjei). www.antique-microscopes.com
- Museum optischer Instrumente. www.musoptin.com (Hozzáférés: 2009. aug. 5.) arch
- Microscopy resourse center. www.olympusmicro.com (Hozzáférés: 2009. aug. 5.) arch
|
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.