Contenido
- Lentes en un microscopio compuesto
- Disección de partes y funciones del microscopio
- Historia antigua de lentes de microscopio
- Los primeros microscopios
- Avances en tecnología de microscopios
- Lentes de microscopios hoy
Echar un vistazo al microscopio puede llevarlo a un mundo diferente. Las formas en que los microscopios se acercan a los objetos a pequeña escala son similares a cómo las gafas y las lupas pueden permitirle ver mejor.
Los microscopios compuestos, en particular, funcionan utilizando una disposición de lentes para refractar la luz para acercar las células y otras muestras para llevarlo a un mundo de tamaño micro. Un microscopio se llama microscopio compuesto cuando consta de más de un conjunto de lentes.
Microscopios compuestos, también conocidos como microscopios ópticos o de luz, funcionan haciendo que una imagen parezca mucho más grande a través de dos sistemas de lentes. El primero es el lente ocular u ocular, que observa cuando usa el microscopio que generalmente se amplía en un rango entre cinco y 30 veces. El segundo es el sistema de lentes objetivas que se amplía usando magnitudes de cuatro a 100 veces, y los microscopios compuestos generalmente tienen tres, cuatro o cinco de estos.
Lentes en un microscopio compuesto
El sistema de lente objetivo utiliza una pequeña distancia focal, la distancia entre la lente y la muestra u objeto que se está examinando. La imagen real de la muestra se proyecta a través de la lente del objetivo para crear una imagen intermedia a partir de la luz incidente en la lente que se proyecta sobre el plano de imagen conjugado objetivo o el plano primario de la imagen.
Cambiar el aumento de la lente objetiva cambia la forma en que esta imagen se amplía en esta proyección. los longitud del tubo óptico se refiere a la distancia desde el plano focal posterior del objetivo al plano de imagen primario dentro del cuerpo del microscopio. El plano de imagen primario generalmente está dentro del cuerpo del microscopio o dentro del ocular.
La imagen real se proyecta sobre el ojo de la persona que usa el microscopio. La lente ocular hace esto como una simple lupa. Este sistema de objetivo a ocular muestra cómo funcionan los dos sistemas de lentes uno después del otro.
El sistema de lentes compuestos permite a los científicos y otros investigadores crear y estudiar imágenes con un aumento mucho mayor que de otro modo solo podrían lograr con un microscopio. Si intentara usar un microscopio con una sola lente para lograr estos aumentos, tendría que colocar la lente muy cerca de su ojo o usar una lente muy ancha.
Disección de partes y funciones del microscopio
Diseccionar las partes y funciones del microscopio puede mostrarle cómo funcionan todas juntas al estudiar las muestras. Puede dividir aproximadamente secciones del microscopio en la cabeza o el cuerpo, la base y el brazo con la cabeza en la parte superior, la base en la parte inferior y el brazo en el medio.
La cabeza tiene un ocular y un tubo ocular que mantiene el ocular en su lugar. El ocular puede ser monocular o binocular, el último de los cuales puede usar un anillo de ajuste de dioptrías para hacer que la imagen sea más consistente.
El brazo del microscopio contiene los objetivos que puede elegir y colocar para diferentes niveles de aumento. La mayoría de los microscopios usan lentes 4x, 10x, 40x y 100x que funcionan como botones coaxiales que controlan cuántas veces la lente amplía la imagen. Esto significa que están construidos en el mismo eje que la perilla que se usa para un enfoque fino, como implicaría la palabra "coaxial". La lente objetivo en función de microscopio
En la parte inferior está la base que soporta el escenario y la fuente de luz que se proyecta a través de una abertura y permite que la imagen se proyecte a través del resto del microscopio. Los aumentos más altos generalmente usan etapas mecánicas que le permiten usar dos perillas diferentes para moverse tanto hacia la izquierda como hacia la derecha y hacia adelante y hacia atrás.
El tope del estante le permite controlar la distancia entre la lente del objetivo y el portaobjetos para ver aún más de cerca la muestra.
Ajustar la luz proveniente de la base es importante. Los condensadores reciben la luz entrante y la enfocan en la muestra. El diafragma le permite elegir cuánta luz llega al espécimen. Las lentes en un microscopio compuesto usan esta luz para crear la imagen para el usuario. Algunos microscopios usan espejos para reflejar la luz sobre la muestra en lugar de una fuente de luz.
Historia antigua de lentes de microscopio
Los humanos han estudiado cómo el vidrio dobla la luz durante siglos. El antiguo matemático romano Claudio Ptolomeo usó las matemáticas para explicar el ángulo preciso de refracción sobre cómo la imagen de un palo se refractaba cuando se colocaba en el agua. Él usaría esto para determinar el constante de refracción o índice de refracción para el agua.
Puede usar el índice de refracción para determinar cuánto cambia la velocidad de la luz cuando se pasa a otro medio. Para un medio en particular, use la ecuación para el índice de refracción n = c / v para índice de refracción norte, velocidad de la luz en el vacío C (3,8 x 108 m / s) y velocidad de la luz en el medio v.
Las ecuaciones muestran cómo la luz se ralentiza al ingresar a medios como vidrio, agua, hielo o cualquier otro medio, ya sea sólido, líquido o gaseoso. El trabajo de Ptolemys resultaría esencial para la microscopía, así como para la óptica y otras áreas de la física.
También puede usar la ley de Snells para medir el ángulo en el que un haz de luz se refracta cuando entra en un medio, de la misma manera que dedujo Ptolomeo. La ley de los olores es norte1/norte2 = sinθ2/ sinθ1 para θ1 como el ángulo entre la línea del haz de luz y la línea del borde del medio antes de que la luz entre en el medio y θ2 como el ángulo después de que la luz ha entrado. norte1 y _norte2__ _son los índices de refracción para la luz media que estaba previamente y la luz media entra.
A medida que se realizaba más investigación, los académicos comenzaron a aprovechar las propiedades del vidrio alrededor del siglo I d. C. En ese momento, los romanos habían inventado el vidrio y comenzaron a probarlo para sus usos al aumentar lo que se puede ver a través de él.
Comenzaron a experimentar con diferentes formas y tamaños de anteojos para descubrir la mejor manera de magnificar algo al mirar a través de él, incluida la forma en que podría dirigir los rayos del sol para encender objetos en llamas. Llamaron a estas lentes "lupas" o "lentes ardientes".
Los primeros microscopios
Cerca del final del siglo XIII, la gente comenzó a crear gafas con lentes. En 1590, dos hombres holandeses, Zaccharias Janssen y su padre Hans, realizaron experimentos con los lentes. Descubrieron que colocar las lentes una encima de la otra en un tubo podría agrandar una imagen con un aumento mucho mayor de lo que podría lograr una sola lente, y Zaccharias pronto inventó el microscopio. Esta similitud con el sistema de lentes objetivo de los microscopios muestra hasta qué punto la idea de usar lentes como sistema va.
El microscopio Janssen usaba un trípode de latón de aproximadamente dos pies y medio de largo. Janssen diseñó el tubo de latón primario que el microscopio usó en alrededor de una pulgada o media pulgada de radio. El tubo de latón tenía discos en la base, así como en cada extremo.
Otros diseños de microscopios comenzaron a surgir por científicos e ingenieros.Algunos de ellos usaron un sistema de un tubo grande que albergaba otros dos tubos que se deslizaron dentro de ellos. Estos tubos hechos a mano aumentarían los objetos y servirían de base para el diseño de microscopios modernos.
Sin embargo, estos microscopios aún no eran utilizables por los científicos. Ampliarían las imágenes unas nueve veces y dejarían las imágenes que crearon difíciles de ver. Años más tarde, en 1609, el astrónomo Galileo Galilei estaba estudiando la física de la luz y cómo interactuaría con la materia de maneras que serían beneficiosas para el microscopio y el telescopio. También agregó un dispositivo para enfocar la imagen en su propio microscopio.
El científico holandés Antonie Philips van Leeuwenhoek usó un microscopio de una sola lente en 1676 cuando usaría pequeñas esferas de vidrio para convertirse en el primer ser humano en observar bacterias directamente, llegando a ser conocido como "el padre de la microbiología".
Cuando miró una gota de agua a través de la lente de la esfera, vio las bacterias flotando en el agua. Continuaría haciendo descubrimientos en la anatomía de las plantas, descubriría células sanguíneas y haría cientos de microscopios con nuevas formas de aumento. Uno de esos microscopios pudo usar el aumento 275 veces usando una sola lente con un sistema de lupa doblemente convexo.
Avances en tecnología de microscopios
Los siglos venideros trajeron más mejoras a la tecnología de microscopio. Los siglos XVIII y XIX vieron mejoras en los diseños de microscopios para optimizar la eficiencia y la efectividad, como hacer que los microscopios sean más estables y más pequeños. Los diferentes sistemas de lentes y el poder de las lentes abordaron los problemas de la falta de claridad o falta de claridad en las imágenes que producían los microscopios.
Los avances en la óptica de la ciencia trajeron una mayor comprensión de cómo las imágenes se reflejan en diferentes planos que las lentes podrían crear. Esto permitió a los creadores de microscopios crear imágenes más precisas durante estos avances.
En la década de 1890, el entonces estudiante de posgrado alemán August Köhler publicó su trabajo sobre la iluminación de Köhler que distribuiría la luz para reducir el deslumbramiento óptico, enfocar la luz sobre el tema del microscopio y utilizar métodos más precisos para controlar la luz en general. Estas tecnologías se basan en el índice de refracción, el tamaño del contraste de apertura entre la muestra y la luz del microscopio, junto con un mayor control de los componentes, como el diafragma y el ocular.
Lentes de microscopios hoy
Las lentes de hoy varían de las que se centran en colores específicos a las lentes que se aplican a ciertos índices de refracción. Los sistemas de lentes objetivos utilizan estas lentes para corregir la aberración cromática, las disparidades de color cuando diferentes colores de luz difieren ligeramente en el ángulo en el que se refractan. Esto ocurre debido a las diferencias en la longitud de onda de diferentes colores de luz. Puede averiguar qué lente es adecuada para lo que desea estudiar.
Las lentes acromáticas se utilizan para hacer que los índices de refracción de dos longitudes de onda de luz diferentes sean iguales. Generalmente tienen un precio asequible y, como tal, son ampliamente utilizados. Lentes semi-apocromáticoso lentes de fluorita, cambie los índices de refracción de tres longitudes de onda de luz para que sean iguales. Estos se utilizan en el estudio de la fluorescencia.
Lentes apocromáticos, por otro lado, use una abertura grande para dejar pasar la luz y lograr una resolución más alta. Se usan para observaciones detalladas, pero generalmente son más caras. Las lentes planas abordan el efecto de la aberración de la curvatura del campo, la pérdida de enfoque cuando una lente curva crea el enfoque más nítido de una imagen lejos del plano en el que está destinada a proyectar la imagen.
Las lentes de inmersión aumentan el tamaño de la abertura utilizando un líquido que llena el espacio entre la lente del objetivo y la muestra, lo que también aumenta la resolución de la imagen.
Con los avances en la tecnología de lentes y microscopios, los científicos y otros investigadores determinan las causas precisas de la enfermedad y las funciones celulares específicas que rigen los procesos biológicos. La microbiología mostró todo un mundo de organismos más allá de la simple vista que conduciría a más teorización y pruebas de lo que significaba ser un organismo y cómo era la naturaleza de la vida.