Mikroskopas – kas tai? Apibrėžimas, veikimo principas ir panaudojimas

Sužinokite, kas yra mikroskopas, jo veikimo principą ir panaudojimus — nuo paprastųjų iki sudėtinių, didinimo galimybių ir taikymo biologijoje bei medicinoje.

Mikroskopas yra mokslinis prietaisas, leidžiantis stebėti labai mažus objektus ir struktūras, kurios yra nematomos plika akimi. Juo maži objektai atrodo didesni, todėl žmonės gali pamatyti ląsteles, mikroorganizmus, audinių sluoksnius ir smulkias medžiagų detales. Mikroskopus dažnai naudoja gydytojai ir mokslininkai, o smulkiems daiktams tirti juos naudoja ir gamtos mokslų, pavyzdžiui, biologijos, studentai bei tyrėjai.

Veikimo principas

Paprastame mikroskope šviesa praeina per mėginį ir yra sutelkta lęšių sistema, kuri sudaro padidintą vaizdą. Pirmieji mikroskopai turėjo tik vieną lęšį ir buvo vadinami paprastaisiais mikroskopais. Dauguma šiuolaikinių laboratorinių įrenginių yra sudėtiniai mikroskopai, kurie turi bent du lęšius: arčiau akies esantį lęšį — okuliarą, ir prie mėginio esantį lęšį — objektyvą. Objektas apžiūrimas pro okuliarą, o objektyvas suformuoja didinį vaizdą; šių lęšių didinimai dauginasi — pavyzdžiui, 10 kartų didinantis okuliaras ir 40 kartų didinantis objektyvas kartu suteikia 400 kartų didinimą.

Tipai ir pagrindinės dalys

• Paprastasis mikroskopas – turi vieną lęšį, paprastai panašus į didinamąjį stiklą.
• Sudėtinis (šviesos) mikroskopas – turi okuliarą ir kelis objektyvus (dažniausiai 4×, 10×, 40×, 100×), kondensorių, šviesos šaltinį, stovelį mėginiui ir židinio reguliavimo mechanizmus.
• Stereomikroskopas (disekcinis) – suteikia trimačius vaizdus ir mažesnį didinimą, tinkamas apžiūrėti didesnius objektus, pvz., vabzdžius ar augalų detales.
• Fluorescencinis mikroskopas – naudoja specifinę šviesą ir fluoroforus, kad atskleistų konkrečias molekules ar struktūras.
• Fazinis kontrasto mikroskopas – paryškina besiskiriančius šviesos fazių skirtumus, leidžiant stebėti gyvus, be dažymo, mėginius.
• Konfokinis mikroskopas – skenuoja mėginį lazeriu ir sudaro labai aštrius optinius skerspjūvius, naudojamas trimačiam vaizdavimui.
• Elektroniniai mikroskopai (TEM, SEM) – naudoja elektronus vietoje šviesos; pasižymi daug didesne raiška (nanometrų skalė) ir leidžia matyti labai smulkias struktūras, tačiau reikalauja specialių paruošimo sąlygų.
• Skaitmeniniai mikroskopai – turi kameras ir leidžia tiesiogiai perkelti vaizdą į ekraną ar kompiuterį, patogūs dokumentacijai.

Didinimas ir raiška

Nors mikroskopai dažnai nurodo didinimą (pvz., 400× arba 1000×), svarbiausias rodiklis yra raiška — gebėjimas atskirti du arti esančius taškus. Šviesos (optiniai) mikroskopai praktiškai leidžia matyti detales iki maždaug 200 nm (0,2 μm), o tai reiškia, kad didinimas virš ~1000–2000× ne visada duoda daugiau naudingos informacijos, jei raiškos nepakanka. Naudojant imersinį (alyvos) objektyvą (pvz., 100×) kartu su stipriu okuliaru, galima pasiekti didelį padidinimą ir geresnę raišką.

Panaudojimas

Mikroskopai itin plačiai naudojami:

• medicinoje — ligų diagnostikai, kraujo, audinių ir mikroorganizmų tyrimams;
• biologijoje — ląstelių struktūrų, mikroorganizmų, audinių ir augalų tyrimams;
• medžiagų moksle ir elektronikoje — paviršiaus, defektų ir struktūros analizė;
• industrijoje — kokybės kontrolė, mikrodefektų paieška;
• švietime — mokymui ir praktiniams eksperimentams;
• forenzikoje — pavyzdžių, plaukų, audinių ir kitų pėdsakų tyrimams.

Mėginių paruošimas ir priežiūra

Tinkamas mėginio paruošimas (dažymas, fiksavimas, plonų preparatų ruošimas) dažnai yra lemiamas, norint gauti aiškų vaizdą. Gyvų ląstelių stebėjimui reikalingos specialios kameros ir inertinės terpės. Mikroskopo priežiūra apima optinių elementų valymą, reguliarią fokuso ir mechanikos patikrą bei periodinę kalibraciją naudojant etaloninius preparatus.

Apribojimai ir sauga

Optiniu mikroskopu neįmanoma matyti atskirų atomų ar labai smulkių virusų (dažniausiai reikia elektroninio mikroskopo). Elektroniniai mikroskopai reikalauja vakumo ir specialaus mėginių paruošimo, todėl yra sudėtingesni ir brangesni. Laboratorinėse sąlygose svarbu saugiai elgtis su biologiniais mėginiais ir laikytis higienos bei saugos reikalavimų.

Trumpai tariant, mikroskopas yra galingas mokslinis prietaisas, leidžiantis tirti mikro pasaulį — nuo ląstelės iki molekulių — ir turi daug rūšių bei pritaikymų. Nors tradicinis optinis mikroskopas leidžia stebėti objektus didinant juos iki maždaug 1000 kartų, pažangios technologijos (pvz., fluorescencija, konfokinis vaizdavimas, elektroninė mikroskopija) leidžia ištirti struktūras daug smulkesnėje skalėje nei įprastas didinamasis stiklas.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra mikroskopas?

K.: Kas savo darbe paprastai naudoja mikroskopus?

K: Kokie gamtos mokslų studentai studijuodami naudoja mikroskopus?

K: Kuo skiriasi paprastas mikroskopas nuo sudėtinio mikroskopo?

K: Kaip vadinami sudėtinio mikroskopo lęšiai?

K: Kaip sudėtinio mikroskopo lęšiai veikia kartu, kad padidintų objektus?

K: Kaip stipriai mikroskopas gali padidinti objektus, palyginti su didinamuoju stiklu?

Paieška pagal raidę