MIKROSKOP BEZ ŠOŠOVIEK.

Send

Počas svojej takmer 300-ročnej histórie vývoja sa mikroskop stal pravdepodobne jedným z najpopulárnejších optických zariadení široko používaných vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti. Zvlášť ťažké je preceňovať jeho úlohu pri výučbe školákov, ktorí poznajú okolitý mikrokozm na vlastné oči.

Charakteristickým rysom navrhovaného mikroskopu je „neštandardné“ používanie konvenčnej webovej kamery. Princíp činnosti spočíva v priamej registrácii premietania sledovaných predmetov na povrch matice CCD, keď sú osvetlené paralelným svetelným lúčom. Výsledný obrázok sa zobrazí na monitore počítača.

V porovnaní s konvenčným mikroskopom nemá navrhovaný dizajn optický systém pozostávajúci z šošoviek a rozlíšenie je určené veľkosťou pixelov matice CCD a môže dosiahnuť jednotky mikrónov. Vzhľad mikroskopu je znázornený na obr. 1 a obr. 2. Ako webkamera sa použil model Mustek firm Wcam 300A, ktorý má farebný CCD s rozlíšením 640 x 480 pixlov. Elektronická doska s maticou CCD (obr. 3) sa vyberie z puzdra a po malom zdokonalení sa nainštaluje do stredu puzdra odolného voči svetlu s otváracím vekom. Finalizácia dosky spočívala v opätovnom spájkovaní konektora USB, aby sa poskytla možnosť inštalácie ďalšieho ochranného skla na povrch matice CCD a utesnenie povrchu dosky.

V kryte krytu bol vytvorený priechodný otvor, v ktorého strede je blok troch LED diód rôznych farieb žiarenia (červená, zelená, modrá), ktoré sú zdrojom svetla. Blok LED je zase uzavretý nepriehľadným krytom. Vzdialené umiestnenie LED od povrchu matrice umožňuje vytvorenie približne paralelného lúča svetla na meranom objekte.

CCD je pripojený k PC pomocou USB kábla. Softvér - na plný úväzok, súčasťou dodávky webovej kamery.

Mikroskop poskytuje zväčšenie obrazu 50 - 100 krát, s optickým rozlíšením asi 10 mikrónov s obnovovacou frekvenciou obrazu 15 Hz.

Konštrukcia mikroskopu je znázornená na obr. 4 (nie v mierke).

Pre vstupné okno matrice CCD 7 na ochranu pred mechanickým poškodením bolo nainštalované kremenné ochranné sklo 6 s rozmermi 1 x 15 x 15 mm. Ochrana elektronickej dosky pred tekutinami a mechanickým poškodením je zabezpečená utesnením jej povrchu silikónovým tesniacim prostriedkom 8. Skúšobný predmet 5 je umiestnený na povrchu ochranného skla 6. Osvetľovacie LED diódy 2 sú inštalované v strede otvoru veka 4 a sú zvonka uzavreté ľahkým plastovým puzdrom 3. Vzdialenosť medzi testovacím objektom a blokom LED je približne 50 ... 60 mm.

Napájacie LED (obr. 5) sú napájané batériou 12 z troch 4,5 V buniek zapojených do série. Napájanie sa zapína spínačom SA1, LED HL1 (1 na obr. 4) je umiestnená na ochrannom kryte a signalizuje prítomnosť napájacie napätie. Osvetľovacie LED diódy EL1-EL3 sú zapnuté, a tým sa farba osvetlenia volí pomocou spínačov SA2-SA4 (13) umiestnených na bočnej stene krytu 11.

Rezistory R1, R3-R5 - obmedzujúce prúd. Rezistor R2 (14) je určený na nastavenie jasu LED diód EL1-EL3, je nainštalovaný na zadnej stene krytu. Prístroj používa konštantné rezistory C2-23, MLT, variabilné - SPO, SP4-1. Vypínač SA1 - MT1, spínače SA2-SA4 - tlačidlo SPA-101, SPA-102, LED AL307BM je možné nahradiť KIPD24A-K

Pretože zdanlivá veľkosť výstupných obrazov závisí od charakteristík použitej grafickej karty a veľkosti monitora, mikroskop si vyžaduje kalibráciu. Spočíva v registrácii testovaného objektu (priehľadného školského pravítka), ktorého rozmery sú známe (obr. 6). Meraním vzdialenosti medzi údermi pravítka na obrazovke monitora a ich koreláciou so skutočnou veľkosťou môžete určiť mierku obrazu (zväčšenie). V tomto prípade 1 mm obrazovky monitora zodpovedá 20 μm meraného objektu.

Pomocou mikroskopu môžete pozorovať rôzne javy a merať objekty. Na obr. Obrázok 7 zobrazuje laserovú perforáciu bankovky s nominálnou hodnotou 500 rubľov. Priemerný priemer dier je 100 μm, je viditeľný rozptyl dier v tvare. Na obr. 8 je obraz masky masky farebnej masky Hitachi. Priemer otvorov je asi 200 mikrónov.

Ako príklad biologických objektov sa vyberie pavúk, jeho labka a fúzy; sú znázornené na obr. 9 a obr. 10, respektíve (priemer fúzy je asi 40 mikrónov), vlasy autora (priemer - 80 mikrónov) - na obr. 11, rybie šupiny - na obr. 12. Je zaujímavé sledovať procesy rozpúšťania látok vo vode. Ako príklad sú uvedené procesy rozpúšťania soli a cukru. Na obr. 13a a obr. Obr. 14a zobrazuje častice suchej soli a kryštálov cukru, a obr. 13.6 a obr. 14.6 - proces ich rozpúšťania vo vode. Zóny so zvýšenou koncentráciou látok a účinky zaostrovacieho svetla na centrá rozpúšťania sú jasne viditeľné.