Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Make: Science Room - Wahl eines Mikroskops

Wir arbeiten gerade an einem neuen Bereich von Make: Online, über den wir uns wirklich freuen. Es wird Make: Science Room genannt. Wir werden eine vollständige Ankündigung haben und in wenigen Wochen starten. In der Zwischenzeit haben wir gedacht, dass wir Ihnen einen Überblick über die Art des Inhalts geben würden, den wir anbieten. Der folgende Artikel von Bob Thompson, Autor des Illustrated Guide to Home Chemistry Experiments, sollte Ihnen bei der Entscheidung helfen, welcher Mikroskoptyp für Sie am besten geeignet ist. Wenn Sie vorher nicht gewollt / gedacht haben, dass Sie ein Mikroskop brauchten, werden Sie sehen, was Sie alles im Make: Science Room und im Maker Shed vorrätig haben! Bleib dran…


Wahl eines Mikroskops von Robert Bruce Thompson

Bitten Sie einen Wissenschaftler, das wichtigste Instrument für das wissenschaftliche Studium zu nennen. Die Chancen stehen gut, die Antwort wird ein Mikroskop sein. Ohne ein Mikroskop sind wir auf das beschränkt, was wir mit bloßem Auge sehen können. Mit einem Mikroskop lassen sich ganze Welten erkennen, die sonst für uns unsichtbar wären. Natürlich ist ein Mikroskop für das ernsthafte Studium der Biologie und Forensik unerlässlich. Weniger offensichtlich ist ein Mikroskop auch in so unterschiedlichen Disziplinen wie Chemie, Geowissenschaft und Physik ein wichtiges Instrument.

Jeder Heimwissenschaftler sollte es sich zur Aufgabe machen, ein gutes Mikroskop zu erhalten. Die Frage ist, welche? In diesem Artikel erfahren Sie, was Sie wissen müssen, um ein für Ihre Bedürfnisse und Ihr Budget geeignetes Mikroskop zu wählen

Lassen Sie uns zuerst über den Preis sprechen. Mikroskope sind in einer unglaublichen Preisspanne erhältlich, von Spielzeugmikroskopen im Wert von 25 USD bis hin zu professionellen Modellen deutscher und japanischer Hersteller, die so viel kosten können wie ein neues Mercedes-Benz-Automobil. Buchstäblich. Spielzeugmodelle sind offensichtlich nicht für den ernsthaften Gebrauch geeignet, aber nur wenige unserer Leser werden die Neigung (oder das Budget) haben, Tausende für ein professionelles Modell auszugeben. Glücklicherweise gibt es einen glücklichen Mittelweg aus preiswerten, qualitativ hochwertigen Mikroskopen, die im Bereich von 150 bis 1.200 USD verkauft werden. Wir konzentrieren uns auf diese Kategorie.

Alle diese Mikroskope werden in China hergestellt. Die besten chinesischen Mikroskope sind sowohl optisch als auch mechanisch sehr gut. Leider produzieren chinesische Fabriken auch Schiffsladungen von Müllmikroskopen, und es ist unmöglich, den Unterschied nur durch einen Blick auf die Anwendungsbereiche oder den Preisvergleich zu erkennen. Der beste Weg, um einen guten zu bekommen, ist von einem seriösen Händler zu kaufen. (Und raten Sie mal, wer jetzt Mikroskope verkauft? Unser eigener Maker Shed.)

Mikroskop-Typen

Im großen und ganzen sind zwei Arten von Mikroskopen in Laboratorien für Privatwissenschaft nützlich. Ein zusammengesetztes Mikroskop (siehe Abbildung 1) ist für die meisten Menschen ein Mikroskop. Sie können damit kleine Proben mit Durchlicht mit drei oder vier mittleren bis hohen Vergrößerungen betrachten, typischerweise 40X, 100X, 400X und manchmal 1000X. Ein gutes Verbundmikroskop ist für ein ernsthaftes Studium der Biologie oder Forensik unerlässlich und für viele andere Wissenschaften von Nutzen.

Abbildung 1. Ein typisches Verbundmikroskop (Bild mit freundlicher Genehmigung von National Optical & Scientific Instruments, Inc.)

Ein Stereomikroskop (siehe Abbildung 2) verwendet zwei Okulare mit jeweils einer eigenen Objektivlinse, um ein 3D-Bild der Probe zu erhalten. Ein Stereomikroskop (auch als Seziermikroskop oder Inspektionsmikroskop bezeichnet) arbeitet mit geringen Vergrößerungen, normalerweise im Bereich von 10X bis 50X. Einige Modelle verfügen über eine feste Vergrößerung, normalerweise 10X, 15X oder 20X. Andere Modelle bieten die Wahl zwischen zwei Vergrößerungen, oft 10X oder 15X und 30X oder 40X. Zoom-Modelle bieten eine stufenlos variable Vergrößerung.

Abbildung 2. Ein typisches Stereomikroskop (Bild mit freundlicher Genehmigung von National Optical & Scientific Instruments, Inc.)

Ein Stereomikroskop ist nützlich für die Untersuchung relativ großer fester Objekte bei geringer Vergrößerung durch reflektiertes und nicht durchgelassenes Licht. Die meisten Stereomikroskope verfügen über einen Top-Illuminator, der das Licht nach unten auf die Probe lenkt. Bessere Modelle bieten häufig auch eine Bodenbeleuchtung, mit der Proben durch Durchlicht betrachtet werden können.

Für ein Heimlabor ist ein Stereomikroskop nützlich, aber nicht unbedingt erforderlich. Kaufen Sie eines, wenn Sie es sich leisten können, aber sparen Sie nicht das Verbundmikroskop.Es ist besser, ein gutes Verbundmikroskop und kein Stereomikroskop zu kaufen, als billige Modelle von jedem zu kaufen. Wenn Sie kein Stereomikroskop besitzen, können Sie eine Lupe oder ein Taschenmikroskop verwenden oder in einigen Fällen einfach Ihr Verbundmikroskop mit der niedrigsten Vergrößerung verwenden.

Kopfstil

Zusammengesetzte Mikroskope können in einer oder in allen vier in Abbildung 3 gezeigten Kopfarten verfügbar sein.

  • Ein monokularer Kopf bietet nur ein Okular. Dies ist der kostengünstigste der vier Kopfstile und eignet sich für den allgemeinen Gebrauch.
  • Ein Doppelkopf bietet zwei Okulare, eines vertikal und eines abgewinkelt. Mit dem zweiten Okular können zwei Personen gleichzeitig ein Objekt betrachten, beispielsweise einen Lehrer und einen Schüler. Ein Doppelkopf ist auch sehr praktisch, wenn Sie eine Bild- oder Videokamera an Bildproben montieren möchten. Dual-Head-Modelle kosten in der Regel 50 bis 100 US-Dollar mehr als vergleichbare Monokularmodelle.
  • Ein binokularer Kopf bietet zwei Okulare, um Proben mit beiden Augen betrachten zu können. Ein Okular ist individuell fokussierbar, damit das Instrument für die Sicht einer Person eingerichtet werden kann. Der Vorteil eines binokularen Kopfes ist, dass er über längere Zeiträume weniger anstrengend ist und möglicherweise mehr Details in den Proben sehen kann. Der Nachteil besteht darin, dass das fokussierbare Okular jedes Mal angepasst werden muss, wenn eine andere Person das Zielfernrohr verwenden möchte. Binokularmodelle kosten in der Regel 150 bis 250 USD mehr als vergleichbare Monokularmodelle.
  • Ein Trinokularkopf bietet zwei Okulare für die binokulare Betrachtung und ein separates Einzelokular für die Betrachtung durch eine zweite Person oder für die Montage einer Kamera. Trinokularmodelle kosten in der Regel 300 bis 400 Dollar mehr als vergleichbare Monokularmodelle.

Zu einem bestimmten Preis bietet ein Monokularkopfmodell den maximalen Knall für den Dollar. Mit dem Monokularkopf erhalten Sie eine bessere optische und mechanische Qualität als mit einem der Modelle mit mehreren Köpfen.

Abbildung 3. Monokular-, Doppelkopf-, Binokular- und Trinokularkopfstile (Bilder mit freundlicher Genehmigung von National Optical & Scientific Instruments, Inc.)

Unabhängig vom Kopfstil können die meisten besseren Modelle den Kopf um 360 ° in jede gewünschte Betrachtungsposition drehen. Das linke Bild in Abbildung 3 zeigt die herkömmliche Betrachtungsposition, wobei sich der Tragarm zwischen Benutzer und Bühne befindet. Die anderen drei Bilder zeigen die umgekehrte Betrachtungsposition, wobei sich die Bühne zwischen dem Benutzer und dem Tragarm befindet. Die meisten Leute bevorzugen die letztere Position, was es einfacher macht, Folien zu ändern, Ziele zu ändern und so weiter.

Beleuchtungsart und Stromquelle

Frühe Mikroskope und einige kostengünstige aktuelle Modelle verfügen über keine integrierte Beleuchtung. Stattdessen verwenden sie einen Spiegel, um Tageslicht oder künstliches Licht durch die Bühne und in die Objektivlinse zu lenken. Da jeder Spiegel, der klein genug ist, um unter die Mikroskopbühne zu passen, nicht genügend Licht sammelt, um helle Bilder bei hohen Vergrößerungen zu erzeugen, ist die Verwendung solcher Zielfernrohre bei niedrigen und mittleren Vergrößerungen eingeschränkt, sofern sie nicht mit einem zusätzlichen Beleuchtungsgerät ausgestattet sind. Die meisten Mikroskope enthalten eingebaute Illuminatoren eines der folgenden Typen, etwa in der Reihenfolge, in der sie die Attraktivität erhöhen:

  • Wolfram - die kostengünstigste Methode und die am häufigsten in Low-End-Scopes verwendete Wolfram-Illuminatoren verwenden standardmäßige Glühlampen. Sie sind relativ hell, erzeugen aber ein gelbliches Licht und beträchtliche Wärme. Insbesondere wenn das Licht gedimmt wird, verschiebt es sich weiter in Richtung Orange. Diese warme Farbbalance kann die wahren Farben der Muster verdecken. Die von der Glühbirne erzeugte Wärme kann lebende Proben töten und trocknet vorübergehend feuchte, mit Wasser erzeugte Nasslagerungen aus. Die Lebensdauer der Lampe ist relativ kurz.
  • Leuchtstoff - kostet etwas mehr als Wolfram und war vor dem Aufkommen von LED-Beleuchtungen recht beliebt. Leuchtstofflampen liefern helles Licht, das für das menschliche Auge weiß erscheint, tatsächlich jedoch aus mehreren verschiedenen diskreten Farben besteht, die gemischt werden, um weiß zu erscheinen. Dementsprechend kann die Farbwiedergabe erheblich von der durch das Tageslicht bereitgestellten echten Farbwiedergabe abweichen. Leuchtstofflampen geben viel weniger Wärme ab als Glühlampen und eignen sich daher gut zur Beobachtung lebender Proben. Einige Leuchtstofflampen sind batteriebetrieben, die meisten verwenden jedoch Wechselstrom. Die Lebensdauer der Lampe ist relativ lang.
  • LED-Preise, die etwa denen von Leuchtstofflampen entsprechen, sind sehr populär geworden und ersetzen Leuchtstofflampen weitgehend. LED-Strahler haben die gleichen Farbwiedergabeprobleme wie Leuchtstofflampen, sind aber ansonsten für viele Zwecke ideal. LED-Strahler verbrauchen sehr wenig Energie und geben praktisch keine Wärme ab. Aufgrund ihres geringen Stromverbrauchs sind sie die beste Wahl für ein batteriebetriebenes Mikroskop und eignen sich ideal für tragbare Mikroskope, die vor Ort eingesetzt werden können. Die Lebensdauer der Lampe ist im Wesentlichen unbegrenzt.
  • Quarz-Halogen - der teuerste Illuminator und von den meisten Mikroskopikern bevorzugt. Sie bieten ein brillantes weißes Licht, das für Arbeiten mit hoher Vergrößerung benötigt wird, um die wahren Farben der Proben zu erkennen. Leider erzeugen Quarzhalogenlampen auch mehr Wärme als jede andere Art von Beleuchtung. Ihre hohe Leistungsaufnahme bedeutet, dass sie nur Wechselstrom sind. Die Lebensdauer der Lampe ist relativ kurz.

Wählen Sie Quarz-Halogen, wenn es für das von Ihnen gekaufte Modell verfügbar ist. Andernfalls wählen Sie LED. Wolfram ist nur für einen Einstiegsbereich geeignet.

Mundstück, Ziele und Okular (Okular)

Das Nasenstück, auch genannt Turmist eine rotierende Baugruppe, die 3, 4 oder (selten) 5 Objektivlinsen hält. Durch Drehen des Mundstücks können Sie einen anderen bringen Objektivlinse (normalerweise nur angerufen Zielsetzung) und ändern Sie die Vergrößerung, mit der Sie die Probe betrachten. Preiswerte Mikroskope verwenden reibungsgelagerte Mundstücke; bessere Modelle verwenden kugelgelagerte Mundstücke mit formschlüssigen Rastnasen. Abbildung 4 zeigt einen typischen Objektivrevolver mit drei sichtbaren Objektiven.

Abbildung 4. Ein typischer Mikroskoprevolver mit Objektivlinsen

Das Mundstück kann in der vorderen Position (vom Stützarm weggekippt) oder in der umgekehrten Position montiert werden. Wenn Sie das Zielfernrohr in der Vorwärtssichtposition (mit dem Stützarm zwischen Ihnen und der Bühne) verwenden, erleichtert die Montage des Mundstücks in der Vorwärtsposition das Wechseln der Objektive. Wenn Sie die umgekehrte Ansichtsposition verwenden, ist es einfacher, ein in umgekehrter Position montiertes Mundstück zu verwenden.

Objektive sind in der Regel farbcodiert, um deutlich zu machen, welches Objektiv gerade verwendet wird. Die Standardfarbcodes sind Rot (4X), Gelb (10X), Grün (20X), Hellblau (40X oder 60X) und Weiß (100X). Nicht alle Hersteller folgen diesem Standard.

Preiswerte Mikroskope bieten normalerweise drei Objektivlinsen, 4X, 10X und 40X. Bessere Mikroskope enthalten normalerweise eine vierte 100X-Objektivlinse. Die Gesamtvergrößerung des Mikroskops ist das Produkt aus dem Vergrößerungsfaktor der Objektivlinse und dem Vergrößerungsfaktor des Okulars (Okular). Wenn Ihr Mikroskop beispielsweise über ein 10X-Okular und 4X-, 10X- und 40X-Objektive verfügt, sind die verfügbaren Vergrößerungen 40X, 100X und 400X. Wenn Sie auch ein 100-fach-Objektiv haben, steht Ihnen auch eine 1000-fache Vergrößerung zur Verfügung. Wenn Sie das Standard-10-fach-Okular durch ein 15-fach-Okular ersetzen, werden die verfügbaren Vergrößerungen zu 60-fach, 150-fach, 600-fach und 1500-fach. Dies entspricht etwa der maximalen Vergrößerung, die mit einem optischen Mikroskop verwendet werden kann.

Mikroskopobjektive unterscheiden sich in zwei wesentlichen Punkten: Farbkorrektur und Ebenheit des Feldes.

Farbkorrektur

Der Grad der Farbkorrektur wird als angegeben achromatisch oder apochromatisch. Achromatische Linsen werden für chromatische Aberration bei zwei spezifischen Lichtwellenlängen, normalerweise Rot und Grün, korrigiert. Ein Achromat bringt diese beiden Wellenlängen auf den gleichen Fokus, während andere Wellenlängen leicht unscharf sind. Ein Apochromat wird für drei spezifische Lichtwellenlängen - normalerweise Rot, Grün und Blau - korrigiert und bringt diese drei Wellenlängen auf den gleichen Fokus. Dadurch werden etwas schärfere Bilder als bei einem Achromat erzeugt. Apochromatische Objektive sind extrem teuer, einige kosten mehr als 10.000 US-Dollar und sind nur bei professionellen Mikroskopen zu finden. Jedes für ein Heimlabor erschwingliche Mikroskop verwendet achromatische Objektive.

Ebenheit des Feldes

Standardobjektive haben eine begrenzte Korrektur für die sphärische Aberration, was bedeutet, dass nur die zentralen 60% bis 70% des Sichtfelds in einem akzeptablen Fokus liegen. Halbplanziele haben eine zusätzliche Korrektur, die den scharfen Fokusbereich auf die zentralen 75% bis 90% des Sichtfelds erweitert. Ziele planen Erweitern Sie den Schärfebereich auf mindestens 90% des Felds. Diese zusätzliche Korrektur der Ebenheit des Feldes ist völlig unabhängig von der Farbkorrektur. Sie können beispielsweise halbplanmäßige apochromatische Objektive und achromatische Objektive planen.

Schließlich bieten einige Anbieter optionale Upgrades für überlegene Linsenbeschichtungen an, häufig unter dem Namen Super High Contrast oder ähnliches. Diese überlegenen Beschichtungen verbessern zwar nicht die Farbkorrektur oder Ebenheit des Feldes, sie erhöhen jedoch den Bildkontrast merklich.

Bei den meisten Heimlabors liefern gewöhnliche achromatische Objektive einwandfreie Bilder und sind bei weitem die kostengünstigste Wahl. Mein eigenes Mikroskop, ein Modell des Modells 161, das in Abbildung 3 dargestellt ist, verfügt über die verbesserten ASC-Objektive, die ich gekauft habe, weil ich vorhatte, viel durch das Mikroskop zu fotografieren. Ansonsten hätte ich die standardmäßigen achromatischen Objektive gekauft.

Parfokalität und Parzentralität

Alle außer Spielzeugmikroskope sind parfokal und parzentriert. Parfokal bedeutet, dass alle Ziele den gleichen Fokus haben. Wenn Sie beispielsweise eine Probe mit 40X fokussieren und dann auf 100X wechseln, bleibt die Probe fokussiert. (Möglicherweise müssen Sie den Fokus mit dem Feinfokussierknopf nachbessern, der Fokus sollte jedoch zu Beginn sehr nah sein.) Unter zentriert bedeutet, dass sich ein Objekt im Sichtfeld mit einem Ziel befindet und Sie zu einem Objekt wechseln Bei einem anderen Objektiv bleibt das Objekt im Sichtfeld zentriert. Professionelle Mikroskope bieten Anpassungen sowohl für die Parfokalität als auch für die Parzentralität. Die Mikroskope der Studenten- und Bastelklasse werden jedoch werkseitig eingestellt und können vom Benutzer nicht eingestellt werden. Das bedeutet, dass Sie diese Einstellungen überprüfen müssen, sobald Sie die Box Ihres neuen Mikroskops öffnen.

Um die Parfokalität zu überprüfen, platzieren Sie eine flache Probe (ein dünner Abschnitt oder ein Objektträger ist gut, wenn Sie eine haben; ansonsten eine flache Probe) auf der Bühne und fokussieren Sie sie mit der niedrigsten Vergrößerung kritisch. Wechseln Sie dann zur nächsthöheren Vergrößerung und überprüfen Sie den Fokus. Es sollte fast fokussiert sein, und der Feinfokussierknopf muss höchstens teilweise gedreht werden, um ihn in den kritischen Fokus zu bringen. Wechseln Sie zu Ihrer nächst höheren Vergrößerung und überprüfen Sie erneut den Fokus. Auch hier sollte mit dem Feinfokusknopf höchstens eine kleine Änderung erforderlich sein, um die Probe scharf zu stellen.

Um die Parzentralität zu überprüfen, zentrieren Sie ein Objekt im Gesichtsfeld mit der niedrigsten Vergrößerung und schalten Sie dann die Objektive auf die nächsthöhere Vergrößerung um. Das Objekt sollte zentriert bleiben oder fast. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis Sie das Objekt mit der höchsten Vergrößerung betrachten. Da Sie leichter beurteilen können, ob ein Objekt bei starker Vergrößerung zentriert ist, zentrieren Sie das Objekt bei der höchsten Vergrößerung und arbeiten Sie sich dann auf eine niedrigere Vergrößerung hinunter. Wenn das Objekt zentriert bleibt (oder fast), ist Ihre Parzentralität akzeptabel. Wenn sich die Position des Objekts im Sichtfeld drastisch ändert, wenn Sie Ziele ändern, ist die Parzentralität deaktiviert. Die einzige Lösung besteht darin, das Mikroskop zum Austausch einzusenden. (Alle von Maker Shed verkauften Bereiche werden vor dem Versand manuell auf Parfokalität und Parzentralität überprüft und sollten in Ordnung sein, es sei denn, sie werden beim Versand beschädigt, was sehr selten vorkommt.)

Das Okular (oder Okular) vergrößert und fokussiert das von der Objektivlinse gelieferte Bild und präsentiert es Ihrem Auge. Die Okularfassungen eines Standardmikroskops haben entweder einen Durchmesser von 23,2 mm (normalerweise abgekürzt auf 23 mm) oder einen Durchmesser von 30 mm. Dies bedeutet, dass Okulare leicht ausgetauscht werden können, wenn Sie einen anderen Vergrößerungsbereich benötigen. Der Standard-Vergrößerungsfaktor für das Okular ist 10X, aber 15X-Okulare stehen zur Verfügung, um den für Sie verfügbaren Vergrößerungsbereich zu vergrößern. Vermeiden Sie Zoom-Okulare, die immer minderwertige Bilder erzeugen.

Die meisten Spielzeugmikroskope verfügen über Einzelelement-Okulare, die manchmal aus Kunststoff bestehen und eine verzerrte, gedämpfte, enge Sicht ermöglichen. Bessere Mikroskope, einschließlich aller von Maker Shed angebotenen Modelle, bieten optische Okularelemente mit mehreren Elementen, die ein flaches, helles, weites Sichtfeld mit minimaler Verzerrung bieten.

Die meisten Standard-Okulare sind nicht blockiert, aber einige haben einen Standard- oder optionalen Zeiger oder ein Absehen (Raster oder Skala). Ein Zeiger ist vor allem in einer Lehr- oder kollaborativen Umgebung nützlich, in der eine Person den Zeiger auf ein interessierendes Objekt platzieren kann, so dass die andere Person ihn eindeutig identifizieren kann. Ein abgestuftes Absehen ist in der Biologie und Forensik nützlich, um die Größe von Objekten im Sichtfeld zu messen, und ein Gitterabsehen ist nützlich, um eine große Anzahl kleiner Objekte im Sichtfeld zu zählen.

Fokussierung

Mikroskope verwenden eine von zwei Methoden zum Fokussieren. Die meisten älteren Modelle und einige aktuelle Modelle halten die Bühne in einer festen Position und bewegen den Kopf nach oben und unten, um den Fokus zu erhalten. Die meisten aktuellen Modelle und einige ältere Modelle kehren dies um, halten den Kopf in einer festen Position und bewegen die Bühne auf und ab, um den Fokus zu erzielen. Beide Methoden funktionieren gut.

Spielzeugmikroskope und die kostengünstigsten Hobby- / Schulmodelle haben einen einzigen Fokussierknopf, der den Fokus bei mittlerer Geschwindigkeit ändert, wodurch es schwierig wird, den kritischen Fokus zu erreichen. Midrange-Modelle verfügen über separate Grobfokus- und Feinfokus-Knöpfe. Teurere Modelle haben normalerweise einen koaxialen Fokussierknopf, häufig einen auf jeder Seite des Mikroskops, wobei der grobe Fokus auf dem äußeren Knopf und der feine Fokus auf dem inneren Knopf liegt (siehe Abbildung 5).

Abbildung 5: Koaxialer Fokussierknopf mit grobem Fokus (äußerer Ring) und feinem Fokus

Sie verwenden den Grobfokusknopf, um die Probe relativ nah an den Fokus zu bringen, und dann den Feinfokusknopf, um den Fokus leicht zu verändern, um einen möglichst scharfen Fokus zu erzielen. Wenn Sie ein dreidimensionales Objekt betrachten, insbesondere bei höheren Vergrößerungen, werden Sie feststellen, dass Sie nicht die gesamte Tiefe des Objekts gleichzeitig scharf stellen können. Mit dem Feinfokus-Knopf können Sie den Fokus leicht anpassen, während Sie das Objekt betrachten, um verschiedene „Schnitte“ des Objekts in der Tiefe anzuzeigen.

Viele koaxiale Fokusknöpfe, einschließlich der in Abbildung 5, bieten eine abgestufte Skala. Eine offensichtliche Verwendung für diese Skala liegt in einer kollaborativen Situation. Eine Person kann kritisch fokussieren, die Skaleneinstellung notieren und dann das Mikroskop an die zweite Person ausrichten, die nach Bedarf neu fokussiert. Wenn die erste Person zum Okular zurückkehrt, wird durch das bloße Zurücksetzen der Skala auf den ursprünglichen Wert die Probe wieder in den kritischen Fokus gebracht. Eine weniger offensichtliche Verwendung der Skala ist die Bestimmung der relativen Tiefe von Teilen einer Probe. Wenn Sie einen Grundlinienfokus auf eine Ebene der Probe setzen und dann feststellen, wie viel Änderung der Skaleneinheiten erforderlich ist, um auf Teile der Probe in verschiedenen Tiefen neu zu fokussieren, können Sie eine relative Vorstellung von den Unterschieden in der Tiefe der verschiedenen Teile der Probe erhalten .

Mechanische Bühne

Preiswerte Mikroskope verwenden ein Paar Klammern, um den Objektträger am Tisch zu befestigen. Obwohl bei niedrigen Vergrößerungen praktikabel, wird diese Methode mit zunehmender Vergrößerung immer schwieriger. Das Problem ist, dass eine sehr kleine Bewegung des Objektträgers eine große Bewegung im Sichtfeld bedeutet. Bei geringer Vergrößerung kann die kleinste Bewegung, die Sie manuell ausführen können, ein Objekt von einer Seite des Sichtfelds zur anderen bewegen. Bei höheren Vergrößerungen kann die kleinste Bewegung, die Sie manuell ausführen können, das Objekt vollständig aus dem Sichtfeld herausbewegen. Wenn Sie ein lebendiges, sich bewegendes Objekt (z. B. ein Paramecium) anzeigen, kann es nahezu unmöglich sein, das Objekt im Sichtfeld zu behalten.

Die Lösung für dieses Problem ist a mechanische Bühne, wie in Abbildung 6 gezeigt. Mit einer mechanischen Bühne spannen Sie den Schlitten in eine Baugruppe ein, die eine Zahnstangen-Ritzel-Verzahnung bietet, mit der Sie die Knöpfe drehen können, um den Schlitten kontinuierlich entlang der X-Achse (links oder rechts) und dem Y zu bewegen -Achse (auf dich zu oder von dir weg) in extrem kleinen Schritten.

Abbildung 6. Eine typische mechanische Bühne (Beachten Sie die Nonien auf den X- und Y-Achsen sowie die obere Linse des Abbe-Kondensators unterhalb der Bühne)

Das Zentrieren eines Objekts wird trivial leicht, ebenso wie das Bewegen eines sich bewegenden Objekts im Sichtfeld. Da der mechanische Tisch mit X-Achsen- und Y-Achsen-Fadern versehen ist, können Sie leicht zu einer bestimmten Position auf der Folie zurückkehren, auch wenn Sie ihn vollständig außerhalb des Sichtfelds verschoben haben. Wir würden nicht einmal in Betracht ziehen, ein Mikroskop ohne mechanische Bühne zu verwenden. Das Leben ist zu kurz.

Ersatzkomponenten

Obwohl sie sich unterhalb der Bühne (und damit unterhalb der Probe) befinden, haben zwei Teilkomponenten einen erheblichen Einfluss auf die Bildqualität.

Membran

Die Blende wird verwendet, um den Durchmesser des Lichtkegels dort zu steuern, wo er die betrachtete Probe schneidet. Idealerweise soll der Durchmesser des Lichtkegels dieselbe Größe haben wie das Sichtfeld des verwendeten Objektivs. Bei geringer Vergrößerung, wo das Sichtfeld relativ groß ist, möchten Sie einen größeren Lichtkegel. Bei höherer Vergrößerung, wo das Sichtfeld entsprechend kleiner wird, möchten Sie einen kleineren Lichtkegel. Ist der Lichtkegel kleiner als das Sichtfeld, wird das Feld nicht vollständig ausgeleuchtet. Ist der Lichtkegel größer als das Sichtfeld, wird durch das „Verschwenden“ von Licht außerhalb des Sichtfelds der Kontrast und die Bildqualität verringert.

Spielzeugmikroskope haben keine Membran. Grundmodelle verfügen über eine Scheibenmembran, bei der es sich einfach um eine Metallscheibe mit mehreren (normalerweise fünf oder sechs) Löchern mit unterschiedlichem Durchmesser handelt, die in Position gedreht werden können. Scheibenmembranen bieten nur kompromisslose Einstellungen, sind aber im Allgemeinen durchaus brauchbar. Bessere Mikroskope verfügen über Irisblenden, die stufenlos eingestellt werden können, um eine beliebige Aperturgröße zu bieten, von einer Lochblende bis hin zu weiten Öffnungen.

Kondensator

Der Kondensor sitzt zwischen der Blende und der Bühne und fokussiert das Licht von der Beleuchtung auf die Probe, um ein helleres, schärferes Bild zu erzeugen. Spielzeugmikroskope und Einsteiger-Studenten / Bastler-Mikroskope verfügen über keinen Kondensator.Etwas bessere Mikroskope verwenden einen einfachen Kondensor mit festem Fokus, der normalerweise mit 0,65 NA (Numerical Aperture) bewertet wird, wobei die NA des Kondensators mindestens so hoch sein muss, wie die NA der Objektivlinsen, mit denen er verwendet werden soll kann mit höchstens einem 40-fach-Objektiv verwendet werden. Für 100-fach-Immersionsobjektive mit einem Wert von 1,25 NA ist ein Kondensator mit 1,25 NA erforderlich.) Mikroskope im Mitteltonbereich verwenden einen fokussierbaren Abbe-Kondensator (normalerweise 0,65 NA und normalerweise spiralförmig). Bessere Modelle bieten einen fokussierbaren Abbe-Kondensator mit Rack und Ritzel mit einer NA von 1,25 für alle Objektive bis zu einem 100-fachen Ölimmersionsobjektiv.

Köhler Illumination

Wenn Sie ein Buch zur Basismikroskopie abholen, stoßen Sie bald auf den Begriff Köhler-Beleuchtung. Diese von August Köhler im Jahre 1893 entwickelte Beleuchtungsmethode sorgt für extrem gleichmäßige Ausleuchtung und höchstmöglichen Kontrast. Leider erfordert das Einrichten der Köhler-Beleuchtung physikalische Merkmale, die bei erschwinglichen Endoskopen nicht vorhanden sind, einschließlich einer positionierbaren Lampe und eines fokussierbaren Lampenkondensators. Nur wenige Mikroskope unter 1.000 US-Dollar verfügen über die Funktionen, die zum Einrichten der Köhler-Beleuchtung erforderlich sind.

Glücklicherweise ist die als kritische Beleuchtung bezeichnete Alternative für die meisten visuellen Arbeiten perfekt geeignet. (Tatsächlich bevorzugen viele erfahrene Mikroskopiker die kritische Beleuchtung der Köhler-Beleuchtung für visuelle Arbeiten bei starker Vergrößerung.) Die extreme Gleichmäßigkeit der Köhler-Beleuchtung ist wichtig für professionelle Ergebnisse, wenn Sie Bilder mit einem Mikroskop aufnehmen, ansonsten aber funktioniert die kritische Beleuchtung fein.

Die endgültige Entscheidung

Mit all dem gesagt, welches Modell solltest du bekommen? Natürlich hängt dies sowohl von Ihren Bedürfnissen als auch von Ihrem Budget ab, aber wir können Sie mit Rat und Tat unterstützen, um eine gute Entscheidung zu treffen.

Entry-Level-400X-Mikroskop: Es ist so einfach, zu wenig für ein Mikroskop auszugeben wie für zu viel. Wir empfehlen, Spielzeugmikroskope vollständig zu vermeiden. Sie sind Geldverschwendung. Wenn Sie ein einfaches 400X-Gerät zu minimalen Kosten benötigen, wählen Sie das Maker Shed Model 109. Dieses Gerät eignet sich ideal für anspruchslose Hobbyanwendungen oder für Schüler der Grundschule. In Notfällen können Sie auch die Mittelschule besuchen. Bei 119 Dollar fehlt es an einer mechanischen Bühne und bietet nur grundlegende Funktionen, aber die Optik und Mechanik sind solide.

Midrange 400X-Scope: Wenn Sie einen Midrange-400X-Scope benötigen, wählen Sie das Maker Shed Model 131. Dieser Scope eignet sich für Hobbyanwender und kann Schüler von der Mittelschule oder der Mittelstufe bis zur High School mit Ausnahme der AP-Biologie unterstützen. Bei 235 US-Dollar bietet dieser Bereich sehr gute Optiken und Mechaniken. Das einzige Hauptmerkmal, das fehlt, ist das 100X-Ölimmersionsziel, das für das Studium der Zellbiologie in Biologiekursen der High School AP erforderlich ist.

Einsteiger-1000X-Bereich: Wenn Sie einen Einsteiger-1000X-Bereich benötigen, wählen Sie das Maker Shed Model 134. Dieser Bereich eignet sich hervorragend für den Hobbygebrauch und ist der einzige Bereich, den ein Schüler von der Mittelschule oder der Mittelstufe bis zum High School AP benötigt Biologie. Mit 359 US-Dollar bietet dieser Bereich sehr gute optische und mechanische Eigenschaften und ist im Wesentlichen ein Modell 131, das um ein 100X-Ölimmersionsobjektiv, einen fokussierbaren 1,25-NA-Abbe-Kondensator, eine Irisblende und eine mechanische Standardstufe erweitert wurde.

„Lebensdauer“ 1000X: Wenn Sie Ihr erstes Mikroskop zum letzten Mal kaufen möchten, wählen Sie eines der Modelle der Maker Shed 160-Serie, das 479-Dollar-Modell 160 (Monokular), das 539-Dollar-Modell 161 (Doppelkopf), das 629-Dollar-Modell 162 ( binokular) oder $ 819 (Modell 163 Trinokular). Natürlich können Sie viel mehr für ein Mikroskop zahlen, aber das einzige wesentliche Merkmal, das den 160er-Scopes fehlt, ist die Unterstützung der Köhler-Beleuchtung. Jedes der Mikroskope der 160-Serie ist eine hervorragende Wahl für den Hobbygebrauch und ist die einzige Möglichkeit, die ein Schüler von der Mittelschule oder der Mittelstufe bis hin zur Universität und zur Graduiertenschule benötigt. Die Optik und Mechanik ist ausgezeichnet und die Funktionsliste ist beeindruckend. Selbst Menschen, die täglich professionelle Mikroskope verwenden, sind stets von der mechanischen und optischen Qualität der Mikroskope der 160-Serie zu diesem Preis beeindruckt. Die einzigen Upgrades, die wir für diese Bereiche anbieten, sind die ASC (High Contrast) oder die Plan-Achromatik.

In der Schuppenhalle:

Schauen Sie sich die großartigen Mikroskope an, die wir jetzt im Maker Shed tragen. Wir werden in den nächsten Wochen viele weitere Tools, Chemikalien und Chemie-Sets hinzufügen, bevor der große Make: Science Room-Start erfolgt. Behalten Sie also die neuesten Ankündigungen im Auge: Make: Online!

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