Mikroskop

Mikroskop (z gréckeho μικρός: malý; σκοπεῖν: pozorovať) alebo drobnohľad^[1] je optický prístroj, ktorý slúži na zväčšené zobrazenie malého objektu.

O rovnomennom súhvezdí pozri Mikroskop (súhvezdie).

Mikroskop

Pod označením mikroskop sa obvykle myslí optický mikroskop, ktorý na zobrazenie používa svetelné lúče, existujú však aj mikroskopy využívajúce iné princípy a spôsoby zobrazenia, napr. elektrónový mikroskop alebo polarizačný mikroskop.

Zloženie optického mikroskopu

Mechanická časť

Tvorí ju hlavne statív – teda to, čo nesie ostatné prvky. Stabilita zaistená ťažkou nohou. Statív je (pohyblivým výklopným kĺbom) spojený s nosičom tubusu vybaveným mechanizmom pre presný, jemný vertikálny pohyb tubusu. Tubus je obvykle kovová, zvnútra začiernená trubica. Zhora sa naň nasadzuje okulár a zdola objektív. Zabezpečuje ohniskové vzdialenosti medzi objektívom a tubusom, zároveň bráni pôsobeniu svetla zo strán. Ďalšou časťou je stolček – naň sa pomocou pružín upevňuje preparát na sklíčku. Stolček umožňuje presný pohyb v dvoch smeroch roviny.

Optická časť

Optického mikroskopu

Optickú časť tvorí zdroj svetla – lampa alebo zrkadielko. U novších typov mikroskopov je zdroj svetla integrovaný do statívu. Kondenzor je umiestnený hneď pod stolčekom a skladá sa z viacerých šošoviek. Slúži na koncentráciu a reguláciu množstva svetla do preparátu cez kruhový otvor v stolčeku. V kovovej obrúčke pod kondenzorom je umiestnená tzv. irisová clona pre reguláciu množstva svetla, zároveň nesie mliečne a farebné optické filtre. Po prestúpení cez preparát lúč svetla pokračuje do zväčšovacieho optického systému tvoreného objektívom a okulárom. Objektívy (obvykle 3) sú uložené v revolverovom meniči. Sú zložené zo systému šošoviek. Každý z objektívov má iné zväčšenie. Rozlišujeme suché (napr. 5x, 10x, 45x) a imerzné (100x) objektívy. Objektív obsahuje šošovky s malou ohniskovou vzdialenosťou. Používa sa na veľké zväčšenie obrazu malého predmetu umiestneného v blízkosti ohniska. Svetlo z objektívu prechádza do okulára, ktorého optický systém pridáva ďalšie zväčšenie. Okulár sa zasúva do horného otvoru tubusu. Výsledné zväčšenie mikroskopu dostaneme vynásobením zväčšenia objektívu a okulára. Optický mikroskop zväčšuje 100 – 3 000-krát.

Opis mikroskopu

Schéma optického mikroskopu

Základom mikroskopu sú šošovky, ktoré tvorí objektív a okulár. Okuláre a objektívy sú často výmenné. Jednoduchý mikroskop je zložený z dvoch spojných sústav šošoviek, ktoré majú spoločnú optickú os. Časť mikroskopu, ktorá je nazývaná objektív, má malú ohniskovú vzdialenosť (rádovo v milimetroch). Pozorovaný predmet sa umiestňuje blízko pred ohnisko, takže vzniká skutočný, zväčšený a prevrátený obraz. Tento obraz vzniká medzi druhou časťou mikroskopu, tzv. okulárom, a jeho predmetovým ohniskom. Vzniknutý obraz potom pozorujeme okulárom podobne ako lupou, čím získavame ďalšie zväčšenie. Ohnisková vzdialenosť okulára sa pohybuje rádovo v centimetroch. Obrazové ohnisko objektívu a predmetové ohnisko okulára nesplývajú, ale sú od seba vzdialené o hodnotu optického intervalu, ktorého hodnota sa u mikroskopu pohybuje medzi 15 cm a 20 cm.

Grafická konštrukcia optického zobrazenia mikroskopom.

Zväčšenie

Pre uhlové zväčšenie mikroskopu platí vzťah

${\displaystyle Z=\gamma \gamma _{0}={\frac {\Delta }{f}}{\frac {d}{f_{0}}}}$,

kde ${\displaystyle \gamma }$ a ${\displaystyle \gamma _{0}}$ označuje zväčšenie objektívu a okulára, ${\displaystyle f}$ je obrazová ohnisková vzdialenosť objektívu, ${\displaystyle f_{0}}$ je predmetová ohnisková vzdialenosť okulára, ${\displaystyle \Delta }$ je optický interval mikroskopu a ${\displaystyle d}$ je konvenčná zraková vzdialenosť.

Optickým mikroskopom sa bežne dosahuje zväčšenie 50× až 1 000×. Maximálne teoretické zväčšenie je asi 2 000× a to už naráža na fyzikálne bariéry kvôli obmedzeniu dĺžky svetelných vĺn.

Druhy mikroskopov

• Stereoskopický mikroskop (binokulárny). Konštrukcia umožňuje sledovať obraz oboma očami.
• Metalografický mikroskop. Mikroskopická vzorka je nepriehľadná, osvetlená zhora. Slúži na´mikroskopické sledovanie kovov a zliatin, viditeľné sú štruktúry kovov – zrná.
• Komparačný mikroskop - skladá sa z dvoch združených mikroskopov, takže súčasne môžeme vedľa seba pozorovať a priamo porovnávať dva rôzne objekty.
• Ultramikroskop. Obsahuje aparatúru, pomocou ktorej sa skúmaný materiál osvetľuje svetelným bodom umiestneným v pravých uhloch voči rovine objektívu s ohniskom priamo pod ním. Z ohybu svetla sa zisťuje prítomnosť veľmi malých čiastočiek, ktoré sú menšie ako rozlišovacia schopnosť mikroskopu.
• Fluorescenčný mikroskop. Je založený na princípe, že niektoré látky (hlavne biologickej povahy) po absorpcii ultrafialového žiarenia vysielajú žiarenie väčšej vlnovej dĺžky. Skúmajú sa tiež prirodzene fluoreskujúce látky. V biológii sa využíva fluoreskujúca vlastnosť farbív viazaných na skúmané štruktúry buniek.
• Zrkadlový mikroskop. Jeho objektív je tvorený zrkadlovou optikou.
• Polarizačný (petrografický) mikroskop. Jeho optika obsahuje dva polarizačné prvky, skúmané výbrusy sa sledujú v lineárne polarizovanom svetle, čo umožňuje (polarizátor a analyzátor), tzv. nikoly.
• Fázovo kontrastný mikroskop slúži na pozorovanie živých buniek. Princíp spočíva v nerovnakej priepustnosti a lámaní sa lúčov, prechádzajúcich pozorovaným objektom. Dochádza tu ku fázovému posunu. Pomocou fázového mikroskopu sa sledujú detaily bunkových štruktúr.
• Interferenčný mikroskop. Princíp je podobný ako pri fázovo kontrastnom mikroskope s tým rozdielom, že pomocou tohto mikroskopu môžeme získať kvantitatívne údaje ako hrúbka štruktúr, index lomu a pod. Zmena fázy vyvoláva zmenu zafarbenia (interferenčné pruhy).
• Elektrónový mikroskop. Obraz vzniká detekciou elektrónov získaných odrazom alebo prechodom cez skúmanú látku.
  • Rastrovací elektrónový mikroskop (SEM) využíva rastrovanie urýchleného zväzku primárnych elektrónov po povrchu vzorky, pričom v každom bode rastrovania sa zaznamená množstvo sekundárnych alebo spätne odrazených elektrónov zo vzorky.
  • Rastrovací tunelový mikroskop (STM) zisťuje presnú polohu jednotlivých atómov využívajúc jav kvantového tunelovania.

História

Podľa niektorých zdrojov prvé drobnohľady zostavil v roku 1590 v Holandsku Zacharias Jansen. V roku 1610 sa na základe Jansenovej konštrukcie mikroskopiou zaoberal Galileo Galilei. Jeden z jednoduchých mikroskopov zostavil v roku 1676 holandský obchodník a vedec Anton van Leeuwenhoek, ktorého práce patrili k vrcholom mikroskopických pozorovaní 17. storočia. Významným prelomom v rozvoji mikroskopie bolo dielo britského geológa Roberta Hooka Micrographia vydaného v Londýne, v ktorom opísal v roku 1665 konštrukciu mikroskopu s oddeleným objektívom, okulárom a osvetľovacím zariadením. Okrem toho v ňom bolo obsiahnutých mnoho vyobrazení získaných pomocou mikroskopov, čím boli prvýkrát doložené možnosti prístroja vo vedeckom výskume.

Ako prvá začala výrobu mikroskopov firma Carl Zeiss v roku 1847.

Pozri aj

• Lupa
• Ďalekohľad

Referencie

1. Slovenské odborné názloslovie 6, 1958

Iné projekty

Wikicitáty

Commons

Wikislovník

• Wikicitáty ponúkajú citáty od alebo o Mikroskop
• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Mikroskop
• Wikislovník ponúka heslo mikroskop

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Mikroskop na českej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).