LääTSEDETA MIKROSKOOP.

Send

Ligi 300-aastase arendusajaloo jooksul on mikroskoobist saanud tõenäoliselt üks populaarsemaid optilisi seadmeid, mida kasutatakse laialdaselt kõigis inimtegevuse valdkondades. Eriti keeruline on selle rolli ülehinnata koolilaste õpetamisel, kes tunnevad ümbritsevat mikrokosmi oma silmaga.

Kavandatud mikroskoobi eripäraks on tavalise veebikaamera "mittestandardne" kasutamine. Tööpõhimõte seisneb uuritud objektide projektsiooni otseses registreerimises CCD maatriksi pinnale, kui neid valgustatakse paralleelse valguskiirega. Saadud pilti kuvatakse arvutimonitoril.

Võrreldes tavalise mikroskoobiga puudub kavandatud kujundusel läätsedest koosnev optiline süsteem ning eraldusvõime määratakse CCD maatriksi piksli suuruse järgi ja see võib ulatuda mikronitesse. Mikroskoobi välimus on näidatud joonisel fig. 1 ja joon. 2. Veebikaamerana kasutati Musteki firma Wcam 300A mudelit, millel on värviline CCD eraldusvõimega 640x480 pikslit. Korpuse küljest eemaldatakse CCD maatriksiga elektrooniline tahvel (joonis 3) ja pärast väikest viimistlemist paigaldatakse läbipaistmatu korpuse keskele avatava kaanega. Tahvli viimistlemine seisnes USB-pistiku uuesti jootmises, et anda võimalus paigaldada CCD maatriksi pinnale täiendav kaitseklaas ja tahvli pind tihendada.

Korpuse kattesse tehti läbiv auk, mille keskel on kolme erineva kumavärvi (punane, roheline, sinine) LED-i plokk, mis on valgusallikas. LED-plokk on omakorda suletud läbipaistmatu korpusega. Valgusdioodide kaugus maatriksi pinnalt võimaldab moodustada mõõteobjektil ligikaudu paralleelse valguskiire.

CCD ühendatakse arvutiga USB-kaabli abil. Tarkvara - täistööajaga, sisaldub veebikaamera tarnimises.

Mikroskoop suurendab kujutist 50 ... 100 korda, optilise eraldusvõimega umbes 10 mikronit ja pildi värskendussagedusega 15 Hz.

Mikroskoobi konstruktsioon on näidatud joonisel fig. 4 (mitte skaala järgi).

CCD maatriksi 7 sissepääsuaknale mehaaniliste kahjustuste eest kaitsmiseks paigaldati kvartsist kaitseklaas 6 mõõtmetega 1x15x15 mm. Elektroonilise tahvli kaitse vedelike ja mehaaniliste kahjustuste eest tagatakse selle pinna tihendamisega silikoontihendiga 8. Katseobjekt 5 asetatakse kaitseklaasi pinnale 6. Valgustusdioodid 2 paigaldatakse kaane 4 ava keskele ja on väliselt suletud valguskindla plastkorpusega 3. Katsekeha ja LED-ploki vaheline kaugus on umbes 50 ... 60 mm.

Toite LED-id (joonis 5) saavad toite akuga, mis koosneb kolmest järjestikku ühendatud 4,5 V-elemendist 12-st. Toide lülitatakse sisse lüliti SA1 abil, HL1 LED (joonis 4 - 1) on indikaator, asub kaitsekattel ja annab märku toitepinge. Valgustuse LED-id EL1-EL3 lülitatakse sisse ja seeläbi valitakse valguse värv lülitite SA2-SA4 (13) abil, mis asuvad korpuse 11 külgseinal.

Takistid R1, R3-R5 - voolu piiravad. Takisti R2 (14) on mõeldud LED-ide EL1-EL3 heleduse reguleerimiseks, see on paigaldatud korpuse tagaseinale. Seade kasutab püsitakisteid C2-23, MLT, muutuv - SPO, SP4-1. Toitelüliti SA1 - MT1, lülitid SA2-SA4 - surunupp SPA-101, SPA-102, LED AL307BM võib asendada KIPD24A-K-ga

Kuna väljundpiltide nähtav suurus sõltub kasutatava videokaardi omadustest ja monitori suurusest, vajab mikroskoop kalibreerimist. See koosneb testitava objekti (läbipaistev kooli joonlaud) registreerimisest, mille mõõtmed on teada (joonis 6). Mõõtes ekraanil joonlaua löökide vahelist kaugust ja korreleerides need tegeliku suurusega, saate kindlaks teha pildi skaala (suurendus). Sel juhul vastab 1 mm ekraaniekraanile 20 μm mõõdetud objektile.

Mikroskoobi abil saate jälgida erinevaid nähtusi ja mõõta objekte. Joon. 7 on kujutatud nimiväärtusega 500 rubla rahatähe laserperforatsiooni pilt. Aukude keskmine läbimõõt on 100 μm, kujuga aukude hajumine on nähtav. Joon. 8 on Hitachi värvipildimaski mask. Aukude läbimõõt on umbes 200 mikronit.

Bioloogiliste objektide näitena valitakse ämblik, selle käpp ja vuntsid; neid on näidatud joonisel fig. 9 ja joon. Vastavalt 10 (vuntside läbimõõt on umbes 40 mikronit), autori juuksed (läbimõõt - 80 mikronit) - joon. 11, kalakaalud - joon. 12. Huvitav on jälgida ainete lahustumisprotsesse vees. Näitena on toodud soola ja suhkru lahustumisprotsessid. Joon. 13a ja joon. Joonis fig 14a näitab vastavalt kuiva soola ja suhkrukristallide osakesi ning joonis fig. 13,6 ja joon. 14.6 - nende lahustumisprotsess vees. Ainete suurenenud kontsentratsiooni tsoonid ja lahustumiskohtades fokuseeriva valguse mõju on selgelt nähtavad.