MIKROSKOP BREZ LEČ.

Send

V skoraj 300-letni zgodovini razvoja je mikroskop verjetno postal ena najbolj priljubljenih optičnih naprav, ki se pogosto uporablja na vseh področjih človeške dejavnosti. Še posebej težko je preceniti njegovo vlogo pri poučevanju šolarjev, ki okoliški mikrokozmos poznajo s svojimi očmi.

Posebnost predlaganega mikroskopa je "nestandardna" uporaba običajne spletne kamere. Načelo delovanja je v neposredni registraciji projekcije proučenih predmetov na površino matrice CCD, ko jih osvetlimo z vzporednim snopom svetlobe. Nastala slika se prikaže na monitorju računalnika.

V primerjavi s klasičnim mikroskopom v predlagani zasnovi ni optičnega sistema, sestavljenega iz leč, ločljivost pa je določena z velikostjo slikovnih pik CCD matrice in lahko doseže enote mikronov. Videz mikroskopa je prikazan na sl. 1 in sl. 2. Kot spletna kamera je bil uporabljen model podjetja Mustek podjetja Wcam 300A, ki ima barvni CCD z ločljivostjo 640x480 slikovnih pik. Elektronska plošča z CCD matrico (slika 3) je odstranjena iz ohišja in se po majhnem izpopolnjevanju namesti na sredino nepremočljivega ohišja z odprtim pokrovom. Dokončanje plošče je obsegalo ponovno spajkanje konektorja USB, da bi zagotovili možnost namestitve dodatnega zaščitnega stekla na površino matrice CCD in zatesnili površino plošče.

V pokrovu ohišja je bila narejena skozi luknjo, v središču katere je blok treh LED različnih sijajnih barv (rdeča, zelena, modra), ki je vir svetlobe. LED blok pa je zaprt z neprozornim ohišjem. Oddaljena lokacija LED na površini matrike omogoča nastanek približno vzporednega žarka svetlobe na merilnem objektu.

CCD je povezan z osebnim računalnikom s kablom USB. Programska oprema - polni delovni čas, vključena v dobavo spletne kamere.

Mikroskop omogoča povečavo slike 50 ... 100-krat z optično ločljivostjo približno 10 mikronov s hitrostjo osveževanja slike 15 Hz.

Zasnova mikroskopa je prikazana na Sl. 4 (ne v merilu).

Za vhodno okno CCD matrice 7 za zaščito pred mehanskimi poškodbami je bilo nameščeno kremenčevo zaščitno steklo 6 dimenzij 1x15x15 mm. Zaščita elektronske plošče pred tekočinami in mehanskimi poškodbami je zagotovljena s tesnjenjem njene površine s silikonsko tesnilno maso 8. Preskusni predmet 5 je nameščen na površini zaščitnega stekla 6. Svetlobne diode 2 so nameščene na sredini odprtine pokrova 4 in so zunanje zaprte s svetlobnim plastičnim ohišjem 3. Razdalja med testnim objektom in LED blokom je približno 50 ... 60 mm.

LED-lučke za napajanje (slika 5) napajajo baterijo 12 od treh priključenih celic 4,5 V. Vklop vklopimo s stikalom SA1, indikator HL1 (1 na sliki 4) je indikator, nameščen na zaščitnem pokrovu in signalizira prisotnost napajalna napetost. Svetleče diode EL1-EL3 so vklopljene in s tem je barva osvetlitve izbrana s stikali SA2-SA4 (13), ki se nahajajo na stranski steni ohišja 11.

Upori R1, R3-R5 - omejitev toka. Upor R2 (14) je zasnovan tako, da prilagodi svetlost LED diod EL1-EL3, nameščen je na zadnji steni ohišja. Naprava uporablja konstantne upore C2-23, MLT, spremenljivke - SPO, SP4-1. Vklopno stikalo SA1 - MT1, stikala SA2-SA4 - tipko SPA-101, SPA-102, LED AL307BM lahko zamenjate z KIPD24A-K

Ker je navidezna velikost izhodnih slik odvisna od značilnosti uporabljene video kartice in velikosti monitorja, mikroskop zahteva umerjanje. Sestavljen je iz registracije testnega predmeta (pregleden šolski ravnilo), katerega dimenzije so znane (slika 6). Z merjenjem razdalje med potezami ravnila na zaslonu monitorja in njihovo povezavo z resnično velikostjo lahko določite lestvico slike (povečavo). V tem primeru 1 mm zaslona monitorja ustreza 20 μm izmerjenega predmeta.

Z mikroskopom lahko opazujete različne pojave in merite predmete. Na sliki Slika 7 prikazuje sliko laserske perforacije bankovca apoena v vrednosti 500 rubljev. Povprečni premer lukenj je 100 μm, razpršenost lukenj v obliki je vidna. Na sliki 8 je slika maske barvne slike Hitachi. Premer lukenj je približno 200 mikronov.

Kot primer bioloških predmetov so izbrani pajek, njegova šapa in brki; prikazani so na sl. 9 in fig. 10, oziroma (premer brkov je približno 40 mikronov), lasje avtorja (premer - 80 mikronov) - na sl. 11, ribje luske - na sliki 12. Zanimivo je opazovati procese raztapljanja snovi v vodi. Kot primer so navedeni postopki raztapljanja soli in sladkorja. Na sliki 13a in fig. Slika 14a prikazuje delce suhe soli in kristalov sladkorja, in Sl. 13.6 in sl. 14.6 - postopek njihovega raztapljanja v vodi. Jasno so vidne cone povečane koncentracije snovi in učinki fokusiranja svetlobe na središča raztapljanja.