MIKROSKOP UTAN LINSER.

Send

Under sin nästan 300-åriga utvecklingshistoria har mikroskopet troligen blivit en av de mest populära optiska apparater som används allmänt inom alla områden inom mänsklig aktivitet. Det är särskilt svårt att överskatta sin roll när det gäller att lära skolbarn som känner till den omgivande mikrokosmos med sina egna ögon.

Ett särdrag hos det föreslagna mikroskopet är "icke-standard" -användningen av en konventionell webbkamera. Funktionsprincipen består i direkt registrering av projektionen av de studerade föremålen på ytan av CCD-matrisen när den är upplyst av en parallell ljusstråle. Den resulterande bilden visas på en PC-bildskärm.

Jämfört med ett konventionellt mikroskop saknar den föreslagna konstruktionen ett optiskt system bestående av linser, och upplösningen bestäms av pixelstorleken för CCD-matrisen och kan nå enheter av mikron. Utseendet på mikroskopet visas i fig. 1 och fig. 2. Mustek firm Wcam 300A-modellen användes som webbkamera och har en färg-CCD med en upplösning på 640x480 pixlar. Ett elektroniskt kort med en CCD-matris (fig. 3) tas bort från höljet och, efter lite förfining, installeras i mitten av det ljustäta höljet med ett öppningslock. Finaliseringen av kortet bestod av att lödda USB-anslutningen för att ge möjlighet att installera ytterligare skyddsglas på ytan av CCD-matrisen och täta ytan på kortet.

Ett genomgående hål gjordes i höljet, i mitten av det finns ett block av tre lysdioder med olika glödfärger (röd, grön, blå), som är en ljuskälla. LED-blocket stängs i sin tur av ett ogenomskinligt hölje. Lysdiodernas avlägsna placering från matrisytan tillåter bildning av en ungefär parallell ljusstråle vid mätobjektet.

CCD: n är ansluten till en dator med en USB-kabel. Programvara - heltid, ingår i leveransen av webbkameran.

Mikroskopet tillhandahåller en bildförstoring på 50 ... 100 gånger, med en optisk upplösning på cirka 10 mikron med en bilduppdateringshastighet på 15 Hz.

Utformningen av mikroskopet visas i fig. 4 (inte i skala).

För ingångsfönstret för CCD-matrisen 7 för dess skydd mot mekanisk skada installerades ett kvartsskyddsglas 6 med måtten 1x15x15 mm. Skydd av det elektroniska kortet mot vätskor och mekanisk skada säkerställs genom att täta dess yta med silikontätning 8. Testobjektet 5 placeras på ytan på skyddsglaset 6. Belysningslampor 2 är installerade i mitten av lockets 4 öppning och stängs externt med ett ljusfast plasthölje 3. Avståndet mellan testobjektet och LED-blocket är ungefär 50 ... 60 mm.

Strömdioderna (fig. 5) drivs av ett batteri på 12 av tre 4,5 V-celler anslutna i serie. Strömmen slås på av SA1-omkopplaren, HL1-LED (1 i fig. 4) är en indikator, placerad på skyddskåpan och signalerar närvaron av matningsspänning. Belysningslamporna EL1-EL3 slås på och därmed väljs belysningsfärgen med omkopplare SA2-SA4 (13) belägna på husets 11 vägg.

Motstånd R1, R3-R5 - strömbegränsande. Motstånd R2 (14) är utformad för att justera ljusstyrkan på lysdioderna EL1-EL3, den är installerad på husets bakvägg. Enheten använder konstant motstånd C2-23, MLT, variabel - SPO, SP4-1. Strömbrytare SA1 - MT1, omkopplare SA2-SA4 - tryckknapp SPA-101, SPA-102, LED AL307BM kan ersättas av KIPD24A-K

Eftersom den synliga storleken på utgångsbilderna beror på egenskaperna hos det använda videokortet och storleken på bildskärmen kräver mikroskopet kalibrering. Det består i att registrera ett testobjekt (transparent skollinjal) vars dimensioner är kända (fig. 6). Genom att mäta avståndet mellan linjernas slag på bildskärmen och korrelera dem med den verkliga storleken kan du bestämma bildskalan (förstoring). I detta fall motsvarar 1 mm av skärmen 20 mikrometer av det uppmätta objektet.

Med hjälp av ett mikroskop kan du observera olika fenomen och mäta objekt. I fig. 7 visar en bild av laserperforering av en sedel med valör på 500 rubel. Hålens genomsnittliga diameter är 100 μm, spridningen av hålen i form är synlig. I fig. 8 är en bild av en Hitachi-färgmaskmaskering. Hålens diameter är cirka 200 mikron.

Som ett exempel på biologiska föremål väljs en spindel, dess tass och mustasch; de visas i fig. 9 och fig. 10 respektive (mustaschens diameter är cirka 40 mikron), författarens hår (diameter - 80 mikron) - i fig. 11, fiskvåg - i fig. 12. Det är intressant att observera processerna för upplösning av ämnen i vatten. Som exempel ges processerna för upplösning av salt och socker. I fig. 13a och fig. Fig. 14a visar partiklar av respektive torrt salt och sockerkristaller och fig. 13.6 och fig. 14.6 - processen för upplösning i vatten. Zoner med ökad koncentration av ämnen och effekterna av fokusljus i upplösningscentra är tydligt synliga.