Otázka mikroskopu 1.

22. ledna 2015 v 6:07 | Petr |  Hvězdičky
Když už jsem tak horlil za zorné pole dalekohledů a rozčiloval jsem se jaké matoucí informace má veřejnost o dalekohledech, které jsou na trhu - tak jsem zabrousil i do oblasti mikroskopů a zjistil jsem, že tam není situace o mnoho lepší. Proto jsem pro náš biochemický časopis napsal článek o zorném poli mikroskopů, který se ale "ztratil v procesu" - snad třeba někdy vyjde.

Během bádaní nad mikroskopy jsem otevřel starou učebnici pro střední školy zdravotní a tam jsem četl větu "mikroskop je složená lupa" - to je tak nepředstavitelně neuvěřitelný blábol ve 4 slovech, že považuju za svoji povinnost zabývat se otázkou mikroskopu - když už pro nic jiného - tak proto, aby až budete "těžit čočky" z nějakého starého mikroskopu - abyste věděli co můžete uvnitř čekat.

Takže máme tři optická zařízení - Lupu - mikroskop klasické "Leeuwenhoekovy" konstrukce - mikroskop moderní konstrukce. Tyto tří přístroje - ač učebnice tvrdí opak - se od sebe principiálně liší - jako den od noci.

AD 1 - LUPA :

LUPA

Lupa je prostá spojná čočka, která může být i více-elementová - achromatická, aplanatická ale v každém případě prostá spojka, kterou můžete sluníčkem zapalovat věci - neb má své jasě definované ohnisko. Tím že dáte lupu před oko - je možné pozorovaný předmět přiblížit blíže k oku a místo samotného předmětu - na který už z takové blízky nemůžete zaostřit pozorujete jeho - lupou vytvořený - zdánlivý obraz - který "se oku jeví" ve větší vzdálenosti, na kterou lze zaostřit.

Zásadní je že lupou pozorujeme NEPŘEVRÁCENÝ ZDÁNLIVÝ OBRAZ. Co to znamená ZDÁNLIVÝ OBRAZ ?
Pokud máme v optickém systému SKUTEČNÝ OBRAZ - do takového místa strčíme matnici, nebo CCD čip vykreslí se nám scéna na matnici - případně lze vyfotit CCD čipem - takové místo je u lupy jediné - sítníce oka - a tam byste matnici rvát určitě nechtěli.

Jak vypočteme zvětšení lupy ? Tedy lupa principiálně nemá jedno zvětšení - podle polohy lupy a oka může zvětšení být velice různé - maximální zvětšení, které lze lupou dosáhnout však je takové kdy zdánlivý obraz je od oka na vzdálenost minimálního zaostření oka (tzv. punctum proximum ) - ta je u každého jiná - neboť čočka oka věkem ztrácí pružnost a potřebujeme "brejle na čtení" proto se formálně považuje za vzdálenost zdánlivého obrazu - tzv "čtecí vzdálenost" kterou bratři anglosassové určili jako "10 palců" alias 254 mm.
Ergo vzoreček je:
X = 1 + 254 / F
Kde X je zvětšení a F je ohnisková vzdálenost lupy.

AD 2 - Leeuwenhoekův mikroskop

Mikroskop 1

Pokud se budete snažit vyrobit lupu se stále větším zvětšením - bude čočka stále tlustší a tlustší - a pozorovaný objekt budete muset držet u čočky stále blíže a blíže až narazíte na limit, kdy pozorovaný objekt bude ležet na povrchu čočky. Ve skutečnosti díky optickým vadám čoček vám lupa přestane fungovat daleko dříve. Jak tedy z toho ven ? Vyrobíte "dvoučočkový mikroskop" - jedna čočka - objektiv - vám vytvoří SKUTEČNÝ OBRAZ uvnitř mikroskopu, který pozorujete druhou čočkou - okulárem. Okulár - je pořád jenom lupa.

Leuwenhoekův mikroskop je principálně to samé jako Keplerův dalekohled - jediný rozdíleček je v tom, že u dalekohledu je ohnisková vzdálenost objektivu veliká u mikroskopu je ohnisková vzdálenost objektivu malinkatá. Jinak je vše stejné - včetně toho, že mikroskop, stejně jako hvězdářské dalekohledy poskytuje stranově i výškově PŘEVRÁCENÝ OBRAZ.

Jak vypočteme zvětšení mikroskopu ? Kniha pro střední školy vám řekne pitomost ve stylu :

Zvětšení mikroskopu = zvětšení okuláru * zvětšení objektivu

Okulár je lupa, takže její zvětšení už umíme vypočítat, ale co matoucí pojem "zvětšení objektivu" ? Vtip je v tom, že objektiv poskytuje SKUTEČNÝ OBRAZ někde uvnitř tubusu mikroskopu. Druhý vtip je v tom, že zvětšení objektuvu závisí na "délce tubusu" tedy čím je tubus delší - tím obraz tvořený objektivem dále od něj - tím je obraz větší a tím je i zvětšení větší. Přesto jsou na mikroskopických objektivech vyryty imperativní nápisy jako 10x nebo 40x - to je ve skutečnosti něco jako "obchodní taktika" výrobců mikroskopů - aby totiž mikroskopisti nebyli zmatení - ustálila se léty "standardní délka tubusu" - kterou zavedla v pradávných dobách firma ZEISS - a ta je 160 mm.

ERGO zvětšení objektivu je
X = 1 + 160 / F
Ergo kontrolní otázečka soudruzi ? Jaká je ohnisková vzdálenost objektivu 40x ? Plus mínus autobus 4 mm !
JASNÉ ?
"Standardní délka tubusu" je věc tak stará - že snad kromě několika málo výrobců mikroskopů o tom neví nejenom žádný uživatel mikroskopu, ale mám podezření, že ani čínští výrobci - kovově-skleněných / plastových ) věcí - drze prohlašovaných za "ekonomické" nebo "žákovské" mikroskopy

Pokud se ptáte - proč považuju "mikroskopy moderní konstrukce" za zcela jiné než Leuwenhoekův mikroskop - mohl bych se do toho pustit už teď, ale nedostatek informací, na které jsem narazil, mě natolik vytočily, že budu muset nasranost z nespočetného množství "Kubáčových chybějících vět" nějak absorbovat - nejlépe dlouhým venčením psa na chladném povětří. Proto očekávejte pokračování příště.
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 RxD RxD | 22. ledna 2015 v 20:37

Teda vyprávět někomu že skutečný obraz je zobrazen v tubusu mikroskopu, nebojíte se, že Vás za to zavřou, i když je to pravda ? Jinak, pokud by si někdo chtěl hrát v dnešní době úplně zbytečných počítačů, doporučuji koupit si někde za babku webovou kameru, utrhnout tomu objektiv, a zkusit si pomocí nejakého plastového pouzdra od kinofilmu, tavného lepidla a nějaké redukce ze starého okuláru zhotovit za odpoledne digitální nástavec na mikroskop. Pokud se podíváme na cenu oficiálních finálních výrobků TOHOTO TYPU,  udělá se nám špatně od žaludku. Tuhle jsem  koupil jednu dost podezřele vypadající  webku v Alze za tři kila, a ta šla přepnout propojkou uvnitř na 960 x 1660, a chodilo to na první pokus i v AMCAPU.

2 RxD RxD | 22. ledna 2015 v 20:45

Ještě bych dodal tajemství, že pokud je mikrtoskop zaostřen, v podstatě nezáleží na vzdálenosti CCD od okuláru, jen se posunem mění zvětšení. Pokud chceme pozorovat obraz o průměri u i jeden metr v zateměné místnosti na stropě, použijeme jako osvětlení 10W bílou ledku. Varuji však před díváním se do mikroskopu pokud svítí, protože je to šleh, že vyplivneme protézu...

3 Dalík Dalík | 23. ledna 2015 v 22:49

Moc pěkný článek, děkujeme.
Jenom dodám osobní zkušenost. Dost dlouho (necelých 30 let) jsem nechápal ty skutečné a zdánlivé obrazy. Ono to totiž není nikde dobře vysvětleno. Např. je napsáno, že, zdánlivý obraz jde vidět okem, ale nejde zobrazit na stínítku. Jo, ale už nikde není napsáno, že skutečný obraz jde vidět okem! Takže jsem žil v představě, že vidíme pouze zdánlivé obrazy, nikoli ty skutečné. Ono to není tak bláznivá představa, protože, zobrazíte si snad skutečný předmět na stínítku bez pomocí optické soustavy? Domnívám se, že nikoli, pakliže předmět nerozřízneme. A tudíž, když se díváme na telku, tak vidíme zdánlivý obraz. Jenže bez optických soustav jsou pojmy zdánlivý a skutečný obraz totožné.

4 RxD RxD | 28. ledna 2015 v 15:52

Stejně ale, pokud  už je řeč o mikroskopech, a nechceme si hrát s čočkami od Koperníka, chce to třeba Riefeho mikroskop, ale hlavně, nezlámat si na tom hned na začátku nohy, přípúadně i ruce . V dnešní době laserů či leddiod, kdy ladíme jemně vlnovou délku vyzařovaného světla jen triviální změnou napájecího napětí, máme k disposici něco o čem se kdysi dr. Riefemu ani nesnilo...

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama