Al llarg dels seus gairebé 300 anys d’història de desenvolupament, el microscopi s’ha convertit probablement en un dels dispositius òptics més populars àmpliament utilitzats en totes les àrees de l’activitat humana. És especialment difícil sobreestimar el seu paper a l’hora d’ensenyar als escolars que coneixen el microcosmos que l’envolta amb els seus propis ulls.
Una característica distintiva del microscopi proposat és l'ús "no estàndard" d'una càmera web convencional. El principi de funcionament consisteix en el registre directe de la projecció dels objectes estudiats a la superfície de la matriu CCD quan està il·luminada per un feix de llum paral·lel. La imatge resultant es mostra en un monitor de PC.
En comparació amb un microscopi convencional, el disseny proposat manca d’un sistema òptic format per lents i la resolució es determina per la mida de píxel de la matriu CCD i pot arribar a unitats de micres. L’aparició del microscopi es mostra a la Fig. 1 i fig. 2. El model Wcam 300A de Mustek s'utilitzava com a càmera web i té un color CCD amb una resolució de 640x480 píxels. Una placa electrònica amb una matriu CCD (Fig. 3) s'elimina de la caixa i, després d'un poc refinament, s'instal·la al centre de la caixa de llum amb una tapa d'obertura. La finalització de la placa va consistir a tornar a soldar el connector USB per tal de proporcionar la possibilitat d’instal·lar vidres de protecció addicionals a la superfície de la matriu CCD i segellar la superfície de la placa.
Es va fer un forat de pas a la coberta de l’allotjament, al centre del qual hi ha un bloc de tres LED de diferents colors brillants (vermell, verd, blau), que és una font de llum. El bloc LED, al seu torn, està tancat per una carcassa opaca. La ubicació remota dels LED des de la superfície de la matriu permet la formació d’un feix de llum aproximadament paral·lel a l’objecte de mesura.
El CCD es connecta a un PC mitjançant un cable USB. Programari: a temps complet inclòs en el lliurament de la càmera web.
El microscopi proporciona una ampliació d’imatges de 50 ... 100 vegades, amb una resolució òptica d’uns 10 micres amb una velocitat de refresc d’imatges de 15 Hz.
El disseny del microscopi es mostra a la Fig. 4 (no a escala).
Per a la finestra d’entrada de la matriu CCD 7 per a la seva protecció contra danys mecànics, es va instal·lar un vidre protector de quars 6 de dimensions 1x15x15 mm. La protecció de la placa electrònica contra els líquids i els danys mecànics s’assegura segellant la seva superfície amb un segellant de silicona 8. L’objecte de prova 5 es col·loca a la superfície del vidre protector 6. Els leds d’il·luminació 2 s’instal·len al centre de l’obertura de la tapa 4 i es tanquen externament mitjançant una carcassa de plàstic a prova de llum 3. La distància entre l’objecte de prova i el bloc LED és aproximadament de 50 ... 60 mm.
Els LED d’alimentació (Fig. 5) s’alimenten amb una bateria de 12 de tres 4.5 V connectada en cèl·lules de la sèrie. L’interruptor SA1 s’encén, el LED HL1 (1 a la Fig. 4) és indicador, situat a la carcassa de protecció i indica la presència de tensió d’alimentació. Els LED d’il·luminació EL1 - EL3 s’encenen i, per tant, el color d’il·luminació es selecciona mitjançant els interruptors SA2 - SA4 (13) situats a la paret lateral de l’allotjament 11.
Les resistències R1, R3 - R5 són limitants de corrent. La resistència R2 (14) està dissenyada per ajustar la brillantor dels leds EL1 - EL3, està instal·lada a la paret posterior de la carcassa.El dispositiu utilitza resistències constants C2-23, MLT, variable - SPO, SP4-1. Interruptor d’alimentació SA1 - MT1, interruptors SA2 - SA4 - polsador SPA-101, SPA-102, LED AL307BM es pot substituir per KIPD24A-K
Com que la mida aparent de les imatges de sortida depèn de les característiques de la targeta de vídeo utilitzada i de la mida del monitor, el microscopi requereix la calibració. Consisteix a registrar un objecte de prova (regle escolar transparent), les dimensions del qual són conegudes (Fig. 6). Mesurant la distància entre els traços del regle a la pantalla del monitor i correlacionant-los amb la mida real, podeu determinar l'escala de la imatge (ampliació). En aquest cas, 1 mm de la pantalla del monitor correspon a 20 μm de l'objecte mesurat.
Mitjançant un microscopi, podeu observar diversos fenòmens i mesurar objectes. A la fig. La figura 7 mostra una imatge de perforació làser d’un bitllet de denominació de 500 rubles. El diàmetre mitjà dels forats és de 100 μm, és visible la dispersió dels forats en forma. A la fig. 8 és una imatge d’una màscara d’imatge Hitachi en color. El diàmetre dels forats és d’uns 200 micres.
Com a exemple d'objectes biològics, es selecciona una aranya, la seva pota i el bigoti; es mostren a la fig. 9 i fig. 10, respectivament (el diàmetre del bigoti és d’uns 40 micres), el cabell de l’autor (diàmetre - 80 micres) - a la fig. 11, escates de peix - a la fig. 12. És interessant observar els processos de dissolució de substàncies en aigua. Com a exemple, es donen els processos de dissolució de sal i sucre. A la fig. 13a i fig. La Fig. 14a mostra partícules de sal seca i cristalls de sucre, respectivament, i Fig. 13,6 i fig. 14.6: el procés de dissolució en aigua. Són clarament visibles zones d’increment de concentració de substàncies i els efectes d’enfocar la llum als centres de dissolució.
Font: Ràdio 1`2008
