Профессиональные микроскопы: типы, характеристики, область применения

Обыкновенные профессиональные микроскопы используют оптические линзы, что несколько ограничивает их функционал. Тем не менее именно такие простые устройства в большинстве своем представлены на рынке этих аппаратов. Для более углубленных целей в наше время доступны профессиональные электронные микроскопы, которые используют более совершенную технологию увеличения и выводят изображение на экран компьютера.

Значение этого аппарата для современной науки невозможно переоценить. С его помощью было открыто множество новых бактерий, микроорганизмов, вирусов, были проверены многочисленные физические законы, касающиеся молекулярного и атомного аспектов материального мира и т.д.

Альтернативы

Альтернативы оптическим устройствам, которые не используют видимый свет, включают сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную и сканирующую зондирующую.

Обычный

Обычный профессиональный микроскоп использует объектив или набор линз, чтобы увеличить объект с помощью только углового усиления, что дает зрителю вертикальное виртуальное изображение. Использование одной выпуклой линзы или групп линз можно найти в простых устройствах, таких как увеличительное стекло, лупы и окуляры для телескопов и профессиональных лабораторных микроскопов.

Комбинированный

Этот вид микроскопа использует один из объективов (как правило, третий) рядом с объектом для сбора света вокруг него. Он фокусирует реальное изображение внутри микроскопа. Затем оно увеличивается с помощью второй линзы или группы линз (называемых окуляром), что дает зрителю возможность увидеть перевернутую виртуальную версию объекта. Использование комбинации объектива/окуляра позволяет значительно увеличить его. Профессиональные биологические микроскопы этого вида часто имеют сменные объективы, позволяющие пользователю быстро регулировать увеличение. Комбинированный микроскоп также обеспечивает более продвинутые настройки освещения, такие как фазовый контраст.

Стерео

Стерео, стереоскопический или рассекающий микроскоп представляет собой вариант оптического микроскопа, предназначенный для наблюдения с малым увеличением образца, обычно используя свет, отраженный от поверхности объекта, а не передаваемый через него. Прибор применяет 2 отдельных оптических пути с двумя объективами и окулярами, чтобы обеспечить несколько разные углы обзора в левом и правом глазах.

Эта компоновка дает трехмерную визуализацию исследуемого образца. Стереомикроскопия перекрывает макрофотографию для регистрации и исследования твердых образцов со сложной топографией поверхности, где для анализа деталей требуется трехмерное представление.

Стереомикроскоп часто используется для изучения поверхностей твердых образцов или для проведения близких работ, таких как диссекция, микрохирургия, производство часов, изготовление печатных плат, а также осмотр поверхности трещин, как при фрактографии, так и в судебной технике. Таким образом, они широко используются в обрабатывающей промышленности или для производства, определения состава сырья и контроля качества. Стереомикроскопы являются важными инструментами в энтомологии.

Стереомикроскоп не следует путать с составным аналогом, оснащенным двойными окулярами и биновивером. В таком профессиональном микроскопе оба глаза видят одно и то же изображение, причем два окуляра служат для обеспечения большего удобства просмотра. Однако изображение в таком устройстве ничем не отличается от визуализации, полученной с помощью одного монокулярного аппарата.

Сравнительный

Сравнительный микроскоп - это устройство, используемое для анализа бок о бок. Он состоит из двух микроскопов, соединенных оптическим мостом, в результате чего открывается окно с разделенным видом, позволяющее одновременно просматривать два отдельных объекта. Это дает возможность наблюдателю не полагаться на память при сравнении двух объектов под обычным устройством. Такого рода приспособления встречаются среди профессиональных медицинских микроскопов.

Перевернутый микроскоп (инвертированный) - это аппарат с источником света и конденсатором сверху, над "сценой", расположенной внизу, то есть проводится исследование образцов через дно лабораторной емкости. Он был изобретен в 1850 году Дж. Лоуренсом Смитом, преподавателем университета Тулан (тогда он был назван медицинским колледжем Луизианы).

Промежуточный

Промежуточный профессиональный микроскоп - это инструмент для измерения в горизонтальной плоскости с разрешением обычно порядка 0,01 мм. Точность такова, что приборы более высокого качества имеют измерительные весы, выполненные от Invar, чтобы избежать неправильного считывания из-за термических эффектов.

Прибор состоит из микроскопа, установленного на двух рельсах, прикрепленных к очень жесткой основе. Положение микроскопа может быть изменено значительно, путем скольжения вдоль рельсов, или минимально поворотом винта. Окуляр оснащен точными перекрестиями для фиксации оптимального положения, которое затем считывается с шкалы верньер.

Некоторые инструменты, например, созданные в 1960-х годах английские профессиональные микроскопы, также измеряют по вертикали. Целью микроскопа является нацеливание на контрольные метки с гораздо большей точностью, чем это возможно с помощью невооруженного глаза. Он используется в лабораториях для измерения показателя преломления жидкостей с применением геометрических понятий лучевой оптики.

Он также используется для измерения очень коротких расстояний, например, диаметра капиллярной трубки. Этот механический инструмент в настоящее время в значительной степени заменен электронными и оптическими измерительными устройствами, которые являются более точными и стоят значительно дешевле в производстве.

Для путешествий (портативный)

Микроскоп для путешествий состоит из чугунного основания с обработанной поверхностью Vee-top и оснащен тремя регулировочными винтами. Металлическая тележка, прикрепленная к подпружиненному стержню, скользит с прикрепленным верньером и считывающей линзой вдоль инкрустированной полосы металлической шкалы. Последняя делится на полмиллиметра. Все регулировки выполняются с помощью винта микрометра для точного считывания.

Микроскопная трубка состоит из 10-кратных окуляров и 15-мм или 50-мм или 75-миллиметровых целей. Микроскоп с крепежной шестерней установлен на вертикальном слайде, который также работает с прикрепленным верньером по вертикальной шкале.

Аппарат свободен для вращения по вертикальной плоскости. Вертикальная направляющая балка соединена с горизонтальной кареткой микроскопа. Для удерживающих объектов в основании предусмотрен горизонтальный этап, выполненный из молочного монолитного листа (поликарбонат).

Петрографический

Петрографический микроскоп - это тип оптики, которая используется в петрологии и оптической минералогии для определения пород и минералов в тонких срезах. Микроскоп применяется в петрографии, отрасли петрологии, которая фокусируется на подробных описаниях горных пород. Метод называется «поляризованная световая микроскопия» (PLM).

В зависимости от требуемого уровня наблюдения, петрологические микроскопы производят из обычных полевых устройств с аналогичными основными возможностями. Широко распространенным является использование этого профессионального микроскопа для пайки.

Фазоконтрастная микроскопия

Она представляет собой метод оптической микроскопии, который преобразует фазовые сдвиги в свете, проходящем через прозрачный образец, к изменениям яркости изображения. Фазовые сдвиги сами по себе невидимы, но становятся видимыми, когда они показаны, как изменение яркости.

Этот процесс часто осуществляется с помощью профессиональных монтажных микроскопов. Когда волны света пересекают пространство, отличное от вакуума, взаимодействие со средой приводит к перемене амплитуды и фазы волны в зависимости от свойств среды. Изменения амплитуды (яркости) возникают из-за рассеяния и поглощения света, который часто зависит от длины волны и может приводить к появлению цветов. Фотографическое оборудование и человеческий глаз чувствительны только к перемене амплитуды. Таким образом, без специальных приспособлений фазовые изменения невидимы. Тем не менее подобные исследования часто содержат важную информацию.

Фазоконтрастная микроскопия особенно важна в биологии. Он показывает многие клеточные структуры, которые не видны с помощью более простого микроскопа с ярким полем, как показано на рисунке. Эти структуры были видны ранее микроскопистам путем окрашивания, но для этого требовалась дополнительная подготовка, которая вела к уничтожению клеток.

Фазоконтрастный микроскоп позволил биологам исследовать живые клетки и как они пролиферируются через свое деление. После его изобретения в начале 1930-х годов, фазоконтрастная микроскопия оказалась таким продвижением в науке, что ее изобретатель Фриц Зернике был удостоен Нобелевской премии по физике в 1953 году.

Флуоресцентный

Флуоресцентный микроскоп представляет собой оптический аппарат, который использует флуоресценцию и фосфоресценцию вместо или в дополнение к рассеянию, отражению и затуханию или поглощению для изучения свойств органических или неорганических веществ.

Данный вид оптики относится к любому микроскопу, который использует флуоресценцию для генерации изображения, будь то более простая установка, подобная эпифлуоресцентному устройству, или более сложный дизайн, такой, как конфокальный, который применяет оптическое разделение для лучшего разрешения флуоресцентного изображения. Эти аппараты часто используются как замена профессиональным цифровым микроскопам.