Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe lichtmicroscopen werken

Werkprincipe en anatomie van de lichtmicroscoop

Een lichtmicroscoop, ook wel optische microscoop genoemd, werkt op basis van de principes van vergroting en resolutie om vergrote beelden te produceren van kleine structuren die te klein zijn om met het blote oog waar te nemen. Het omvat het verlichten van een exemplaar met zichtbaar licht, waardoor een vergroot zicht mogelijk wordt via een optisch systeem dat bestaat uit lenzen in het objectief en het oculair.

Lichtmicroscoopcomponenten

Een typische lichtmicroscoop bestaat uit de volgende hoofdcomponenten:

* Doelstellingen :Dit zijn sets lenzen die zich aan de onderkant van de microscoop, vlakbij het preparaat, bevinden. Op een draaibare toren zijn meestal meerdere objectieflenzen met verschillende vergrotingen verkrijgbaar.

* Lichaam (ton of standaard) :Het centrale structurele deel van de microscoop dat alle belangrijke componenten ondersteunt en verbindt.

* Podium :Het platform waar het monster wordt geplaatst en klaargemaakt voor bezichtiging.

* Membraan :Deze bevindt zich onder het podium en regelt de hoeveelheid licht die het preparaat bereikt.

* Verlichter :Een lichtbron, meestal een ingebouwde lamp, die licht levert voor observatie van specimens.

* Podiumclips :Metalen clips die worden gebruikt om het preparaat op zijn plaats op het podium te bevestigen.

* Oculair :De lens of lenzen die zich bovenaan de microscoopbuis bevinden, het dichtst bij het oog.

* Scherpstelknoppen :Grove aanpassings- en fijnafstellingsknoppen regelen de verticale beweging van het lichaam of het podium om duidelijk op het preparaat te focussen.

Hoe lichtmicroscopen werken

De basiswerking van een lichtmicroscoop is als volgt:

1. Verlichting :Licht van de illuminator gaat door het diafragma en de condensorlens, die het licht verzamelt en naar het preparaat op het podium richt.

2. Monstervergroting :De objectieflens fungeert als een primair vergrootglas, waarbij de lichtstralen die van het preparaat komen, worden gebogen (gebroken) tot een reëel, omgekeerd en vergroot beeld binnen het microscooplichaam.

3. Oculairvergroting :Nadat het licht door de objectieflens is gegaan, gaat het verder naar het oculair, waar het verder wordt vergroot, wat resulteert in een vergroot virtueel beeld dat afkomstig lijkt te zijn van het echte beeld dat door het objectief wordt gevormd.

4. Totale vergroting :De totale vergroting van een microscoop wordt berekend door het vergrotingsvermogen van de objectieflens te vermenigvuldigen met dat van het oculair. Als u bijvoorbeeld een objectieflens van 40x en een oculair van 10x gebruikt, zou dit resulteren in een totale vergroting van 400x.

Resolutie en contrast

Resolutie verwijst naar het vermogen om onderscheid te maken tussen twee aangrenzende objecten in een monster, terwijl contrast verwijst naar verschillen in helderheid en duisternis in het beeld. Deze aspecten zijn cruciaal voor het verkrijgen van duidelijke en informatieve microscopische beelden.

* Resolutie :Beperkt door de golflengte van het gebruikte licht, hebben lichtmicroscopen een resolutiebereik van 0,2 tot 2 micrometer (μm). Een hogere vergroting leidt niet altijd tot een betere resolutie.

* Contrast :Verschillende technieken, zoals kleuring, fasecontrast en differentieel interferentiecontrast, worden gebruikt om het contrast bij lichtmicroscopie te verbeteren.

Verschillende lichtmicroscopietechnieken

Naast de hierboven beschreven basisprincipes worden bij de lichtmicroscopie verschillende technieken en aanpassingen gebruikt om specifieke soorten specimens te bestuderen of de beeldvormingsmogelijkheden te verbeteren. Deze omvatten:

* Brightfield-microscopie :De meest gebruikte techniek. Het levert heldere beelden op tegen een donkere achtergrond.

* Donkerveldmicroscopie :Verlicht het preparaat schuin om een ​​donkere achtergrond en heldere objecten te produceren.

* Fasecontrastmicroscopie :Maakt gebruik van faseverschillen in het licht om transparante, kleurloze structuren te benadrukken.

* Fluorescentiemicroscopie :Bevat fluorescerende kleurstoffen of eiwitten die zichtbaar licht uitstralen bij blootstelling aan specifieke golflengten.

Toepassingen van lichtmicroscopie

Lichtmicroscopen worden veelvuldig gebruikt in onderzoek en klinische omgevingen, waaronder:

* Biologie:het bestuderen van cellen, weefsels en micro-organismen.

* Microbiologie:onderzoek naar bacteriën, schimmels en protozoa.

* Pathologie:het evalueren van weefselmonsters voor diagnose.

* Forensische wetenschap:analyse van bewijsmateriaal, inclusief vezels en haar.

* Materiaalkunde:onderzoek naar oppervlakken, deeltjes en structuren van materialen.

Lichtmicroscopen bieden misschien niet hetzelfde resolutie- en vergrotingsniveau als elektronenmicroscopen, maar blijven onmisbare hulpmiddelen in verschillende disciplines vanwege hun gebruiksgemak, wijdverbreide beschikbaarheid en het vermogen om levende exemplaren te observeren onder niet-destructief zichtbaar licht.