Popatrzmy przez okular mikroskopu

Okular mikroskopu to zestaw soczewek, przez który patrzysz na preparat, czyli oglądaną próbkę na szkiełku. Siedzi na górnym końcu tubusu i powiększa obraz utworzony wcześniej przez obiektyw (soczewki tuż nad próbką), najczęściej 10 razy; spotyka się też okulary 5×, 15× i 20×. Powiększenie całkowite mikroskopu to iloczyn powiększenia okularu i obiektywu: okular 10× z obiektywem 40× daje 400×.

Niżej opisujemy wszystkie części mikroskopu optycznego, od tubusu i rewolweru (obrotowej tarczy z obiektywami) po śruby i lusterko, kolejność ustawiania ostrości oraz to, czego mikroskop nie pokaże nawet przy największym powiększeniu. Na końcu podpowiadamy, na co patrzeć przy pierwszym mikroskopie dla dziecka. Mikroskop należy do tej samej rodziny przyrządów, które zebraliśmy w dziale sprzęt optyczny.

Do czego służy mikroskop

Mikroskop służy do oglądania rzeczy zbyt małych, żeby zobaczyć je gołym okiem: komórek roślin i zwierząt, pierwotniaków w kropli wody, ziaren pyłku, budowy włosa. Szkolny i domowy mikroskop optyczny zwykle pracuje w świetle przechodzącym. Światło przechodzi od dołu przez preparat, więc preparat musi być cienki i przejrzysty, na przykład błonka z cebuli albo kropla wody na szkiełku.

Do obserwacji rzeczy dużych i dalekich służą inne przyrządy. Ptaki i zwierzęta w terenie ogląda się przez lornetki, a obiekty bardzo odległe, na przykład na drugim brzegu jeziora, przez lunety obserwacyjne. Mikroskop pokazuje to, co leży tuż pod obiektywem.

Budowa mikroskopu: części i ich funkcje

Części mikroskopu dzielą się na trzy grupy: optyczne (okular, obiektywy, kondensor), oświetleniowe (lusterko albo oświetlacz, przysłona) i mechaniczne (statyw, tubus, rewolwer, stolik, śruby).

Okular, obiektyw i tubus: skąd bierze się powiększenie

Obraz w mikroskopie powstaje dwa razy. Najpierw obiektyw tworzy powiększony obraz preparatu wewnątrz tubusu, a potem okular powiększa ten obraz jeszcze raz, jak lupa. Dlatego powiększenie całkowite liczy się, mnożąc oba oznaczenia:

• okular 10× i obiektyw 4×: 40×,
• okular 10× i obiektyw 10×: 100×,
• okular 10× i obiektyw 40×: 400×.

W mikroskopie szkolnym sam tubus niczego nie powiększa. Jego zadanie to utrzymać okular i obiektyw w jednej linii i we właściwej odległości od siebie, tak żeby obraz z obiektywu trafiał dokładnie tam, gdzie okular go „podejmuje”. Okulary są wymienne: wysuwa się je z tubusu, więc ten sam mikroskop z okularem 15× daje 600× na obiektywie 40×.

Czego mikroskop nie pokaże: puste powiększenie

Większa liczba na pudełku nie znaczy, że zobaczysz więcej szczegółów. O tym, ile drobnych szczegółów rozróżni mikroskop, decyduje obiektyw, a dokładniej jego apertura numeryczna (w skrócie NA, liczba wygrawerowana na obudowie obiektywu obok powiększenia, np. 40/0,70). Według poradnika Nikon MicroscopyU o zakresie użytecznego powiększenia sensowne powiększenie całkowite mieści się między 500 a 1000 razy NA obiektywu. Według tego wzoru obiektyw 40× o aperturze 0,70 ma orientacyjny górny pułap około 700×.

Powyżej tej granicy obraz robi się większy, ale nie pojawiają się nowe szczegóły, a kontury się rozmywają. To właśnie puste powiększenie. Z tego powodu oferty mikroskopów z powiększeniem 1200× czy 2000× czytaj ostrożnie: jeśli producent nie podaje apertury obiektywów, nie wiadomo, ile z tego powiększenia jest użyteczne. Mikroskop optyczny ma też granicę fizyczną: obiekty mniejsze niż około 0,2 µm, czyli 0,0002 mm, zlewają się w jeden punkt, dlatego większości wirusów nie zobaczysz w żadnym mikroskopie świetlnym.

Śruba makrometryczna i mikrometryczna: jak ustawić ostrość

Śruba makrometryczna podnosi lub opuszcza stolik (w niektórych modelach tubus; widać to, gdy kręcisz śrubą i patrzysz z boku) dużymi skokami i służy do wstępnego ustawienia ostrości. Śruba mikrometryczna porusza nim o ułamki milimetra i służy do doostrzenia obrazu. Podstawową kolejność pracy opisuje lekcja „Mikroskop i lupa w obserwacjach biologicznych” na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej; uzupełniliśmy ją o dwie uwagi z praktyki (kroki 2 i 5):

1. Ustaw nad stolikiem obiektyw o najmniejszym powiększeniu. Ma najszersze pole widzenia, łatwiej w nim znaleźć preparat.
2. Połóż szkiełko na stoliku i przytrzymaj je łapkami tak, żeby preparat był nad otworem.
3. Patrząc w okular, powoli zmieniaj odległość obiektywu od preparatu śrubą makrometryczną, aż pojawi się obraz.
4. Doostrz obraz śrubą mikrometryczną.
5. Przesuń interesujący fragment na środek pola widzenia i dopiero wtedy obróć rewolwer na większy obiektyw. Teraz poprawiaj ostrość już tylko śrubą mikrometryczną.

Przy obiektywie 40× przednia soczewka znajduje się bardzo blisko szkiełka. Duży ruch śrubą makrometryczną może wtedy docisnąć obiektyw do preparatu i pęknąć szkiełko albo porysować soczewkę.

Lusterko, oświetlacz i kondensor: skąd bierze się światło

Lusterko w mikroskopie odbija światło z otoczenia i kieruje je od dołu przez otwór w stoliku na preparat. W starszych mikroskopach szkolnych lusterko ustawia się tak, żeby odbijało światło z okna albo lampki prosto w otwór stolika. Nowsze mikroskopy mają zamiast lusterka wbudowany oświetlacz, dzięki któremu obraz jest równie jasny przy oknie i wieczorem.

Kondensor to układ soczewek pod stolikiem, który zbiera to światło i skupia je na oglądanym fragmencie preparatu. Przysłona przy kondensorze działa jak źrenica oka. Szeroko otwarta daje jasny, ale „wyprany” obraz o słabym kontraście. Mocno przymknięta podbija kontrast, ale obraz ciemnieje i pojawiają się sztuczne obwódki wokół krawędzi. Przezroczyste preparaty, jak komórki cebuli bez barwienia, zwykle widać lepiej przy lekko przymkniętej przysłonie. Wiele najprostszych mikroskopów zabawkowych nie ma kondensora ani przysłony.

Pierwszy mikroskop dla dziecka: na co patrzeć

Przy pierwszym mikroskopie liczy się kilka rzeczy, które da się sprawdzić w opisie:

• Soczewki szklane, nie plastikowe. Szkło zwykle daje wyraźniejszy obraz i trudniej je porysować.
• Własne oświetlenie. W domu wygodniej pracować z lampką zasilaną z baterii niż ustawiać lusterko pod światło.
• Rozsądne powiększenia. Do komórek cebuli, pyłków i włosów wystarczy zakres od kilkudziesięciu do kilkuset razy. Najwyższa liczba w opisie nie jest najważniejsza (patrz puste powiększenie wyżej).
• Akcesoria w zestawie. Szkiełka, pipeta i igła preparacyjna pozwalają od razu robić własne preparaty, bez dokupowania.

W naszej ofercie jest Mikroskop Odkrywcy Piatnik (259,41 zł). Według karty produktu ma trzy powiększenia: 60×, 150× i 600×, szklane soczewki, regulację wysokości do ustawiania ostrości i zasilanie z dwóch baterii 1,5 V typu LR6. W zestawie są szkiełka, pipeta, igła preparacyjna, pojemniki na próbki i szalka Petriego, a ilustrowana instrukcja prowadzi przez doświadczenia, m.in. z komórkami cebuli, mikroorganizmami w wodzie, pyłkami w miodzie oraz włosami i sierścią. Producent nie podaje apertury obiektywów, więc z karty nie da się ocenić, ile szczegółów pokaże najwyższe powiększenie. Pracę najlepiej zaczynać od 60×.

Jeśli po mikroskopie przyjdzie czas na obserwacje w terenie, zacznij od poradnika jak wybrać lornetkę. Pozostałe teksty o sprzęcie optycznym, od lunet po noktowizory, zebraliśmy w bazie wiedzy o optyce.

Krótkie pytania o mikroskop

Do czego służy okular w mikroskopie?

Okular to soczewki na górze tubusu, przez które patrzysz. Powiększa obraz utworzony przez obiektyw (soczewki tuż nad oglądaną próbką), najczęściej 10 razy. Powiększenie całkowite mikroskopu to iloczyn powiększenia okularu i obiektywu, na przykład 10 × 40 = 400 razy.

Co to jest tubus w mikroskopie?

Tubus to rura, która utrzymuje okular i obiektyw w jednej osi i w stałej odległości od siebie. Dzięki temu obraz utworzony przez obiektyw trafia dokładnie do okularu. W mikroskopie szkolnym tubus nie ma własnych soczewek powiększających.

Do czego służy lusterko w mikroskopie?

Lusterko odbija światło z okna lub lampki i kieruje je od dołu przez preparat. Lusterko ustawia się tak, żeby odbite światło trafiało prosto w otwór stolika. W nowszych mikroskopach zastępuje je wbudowany oświetlacz.

Czym różni się śruba makrometryczna od mikrometrycznej?

Śruba makrometryczna (duże pokrętło) przesuwa stolik lub tubus dużymi skokami i służy do wstępnego ustawienia ostrości. Zależnie od modelu rusza się stolik albo tubus; widać to, gdy kręcisz śrubą i patrzysz z boku. Śruba mikrometryczna (małe pokrętło) porusza tą samą częścią bardzo nieznacznie i służy do dokładnego ustawienia ostrości, zwłaszcza przy dużym powiększeniu, gdzie śrubą makrometryczną łatwo docisnąć obiektyw do szkiełka.

Do czego służy kondensor w mikroskopie?

Kondensor to soczewki pod stolikiem, czyli pod płytką, na której leży szkiełko. Skupiają światło na oglądanym fragmencie próbki. Przy kondensorze jest przysłona, regulowany otwór działający jak źrenica oka: razem pozwalają ustawić jasność i kontrast obrazu.

Jakie powiększenie wystarczy w mikroskopie dla dziecka?

Do komórek cebuli, pyłków, włosów i drobnych organizmów w kropli wody wystarcza zakres od kilkudziesięciu do około 400 razy, czyli tyle, ile dają typowe obiektywy szkolne 4×, 10× i 40× z okularem 10×. Mikroskop Odkrywcy Piatnik z naszej oferty ma powiększenia 60×, 150× i 600× i kosztuje 259,41 zł.

Masz pytanie o sprzęt optyczny? Zadzwoń pod (22) 266 83 84 albo napisz na sklep@ostry-sklep.pl. Ostry-Sklep.pl działa w Warszawie od 2010 roku.