Κατά τη διάρκεια της σχεδόν 300χρονης ιστορίας της ανάπτυξης, το μικροσκόπιο έχει γίνει πιθανώς μία από τις πιο δημοφιλείς οπτικές συσκευές που χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Είναι ιδιαίτερα δύσκολο να υπερεκτιμηθεί ο ρόλος της στη διδασκαλία μαθητών που γνωρίζουν τον περιβάλλοντα μικρόκοσμο με τα μάτια τους.
Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του προτεινόμενου μικροσκοπίου είναι η "μη τυποποιημένη" χρήση μιας συμβατικής κάμερας Web. Η αρχή της λειτουργίας συνίσταται στην άμεση καταγραφή της προβολής των μελετών αντικειμένων στην επιφάνεια της μήτρας CCD όταν φωτίζεται από μια παράλληλη δέσμη φωτός. Η προκύπτουσα εικόνα εμφανίζεται σε οθόνη υπολογιστή.
Σε σύγκριση με ένα συμβατικό μικροσκόπιο, ο προτεινόμενος σχεδιασμός στερείται οπτικού συστήματος που αποτελείται από φακούς και η ανάλυση προσδιορίζεται από το μέγεθος εικονοστοιχείων της μήτρας CCD και μπορεί να φθάσει σε μονάδες μικρών. Η εμφάνιση του μικροσκοπίου φαίνεται στο Σχ. 1 και το σχ. 2. Η εταιρία Mustek Wcam 300A χρησιμοποιήθηκε ως δικτυακή κάμερα και διαθέτει ένα έγχρωμο CCD με ανάλυση 640x480 pixels. Μια ηλεκτρονική πλακέτα με μια μήτρα CCD (εικόνα 3) αφαιρείται από την θήκη και, μετά από μια μικρή βελτίωση, τοποθετείται στο κέντρο της θωρακισμένης θήκης με ένα καπάκι ανοίγματος. Η οριστικοποίηση του πίνακα συνίστατο στην επανασύνδεση του συνδετήρα USB προκειμένου να δοθεί η δυνατότητα εγκατάστασης πρόσθετου προστατευτικού γυαλιού στην επιφάνεια της μήτρας CCD και σφράγισης της επιφάνειας του πίνακα.
Μία διαμπερής οπή κατασκευάστηκε στο κάλυμμα του περιβλήματος, στο κέντρο του οποίου υπάρχει ένα μπλοκ από τρία LED με διαφορετικά χρώματα λάμψης (κόκκινο, πράσινο, μπλε), που είναι μια πηγή φωτός. Το μπλοκ LED, με τη σειρά του, κλείνεται από ένα αδιαφανές περίβλημα. Η απομακρυσμένη θέση των LED από την επιφάνεια της μήτρας επιτρέπει τον σχηματισμό περίπου παράλληλης δέσμης φωτός στο αντικείμενο μέτρησης.
Το CCD είναι συνδεδεμένο σε υπολογιστή χρησιμοποιώντας καλώδιο USB. Λογισμικό - πλήρους απασχόλησης, που περιλαμβάνεται στην παράδοση της κάμερας Web.
Το μικροσκόπιο παρέχει μεγέθυνση εικόνας 50 ... 100 φορές, με οπτική ανάλυση περίπου 10 μικρών με ρυθμό ανανέωσης εικόνας 15 Hz.
Ο σχεδιασμός του μικροσκοπίου φαίνεται στο Σχ. 4 (όχι σε κλίμακα).
Για το παράθυρο εισόδου της μήτρας CCD 7 για την προστασία της από μηχανική βλάβη, τοποθετήθηκε ένα προστατευτικό γυαλί χαλαζία 6 με διαστάσεις 1x15 χ 15 mm. Η προστασία της ηλεκτρονικής πλακέτας από υγρά και η μηχανική βλάβη εξασφαλίζεται με σφράγιση της επιφάνειάς της με στεγανωτικό σιλικόνης 8. Το αντικείμενο δοκιμής 5 τοποθετείται στην επιφάνεια του προστατευτικού γυαλιού 6. Οι φωτεινές λυχνίες 2 εγκαθίστανται στο κέντρο του ανοίγματος του καπακιού 4 και κλείνουν εξωτερικά με ένα πλαστικό περίβλημα 3. Η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου δοκιμής και του μπλοκ LED είναι περίπου 50 ... 60 mm.
Οι λυχνίες ισχύος (εικ. 5) τροφοδοτούνται από μια μπαταρία των 12 τριών τριών 4.5 V που είναι συνδεδεμένα σε σειριακές κυψέλες.Η τροφοδοσία ενεργοποιείται από τον διακόπτη SA1, η λυχνία HL1 (1 στην εικόνα 4) είναι ενδεικτική, τοποθετημένη στο προστατευτικό περίβλημα και σηματοδοτεί την παρουσία τάση τροφοδοσίας. Οι λυχνίες LED EL1 - EL3 είναι ενεργοποιημένες και έτσι το χρώμα φωτισμού επιλέγεται από τους διακόπτες SA2 - SA4 (13) που βρίσκονται στο πλευρικό τοίχωμα του περιβλήματος 11.
Οι αντιστάτες R1, R3 - R5 περιορίζουν την ισχύ. Η αντίσταση R2 (14) έχει σχεδιαστεί για να ρυθμίζει τη φωτεινότητα των LED EL1 - EL3, είναι εγκατεστημένη στο πίσω τοίχωμα του περιβλήματος.Η συσκευή χρησιμοποιεί σταθερούς αντιστάτες C2-23, MLT, μεταβλητές - SPO, SP4-1. Διακόπτης ισχύος SA1 - MT1, διακόπτες SA2 - SA4 - κουμπί SPA-101, SPA-102, LED AL307BM μπορεί να αντικατασταθεί από KIPD24A-K
Δεδομένου ότι το εμφανές μέγεθος των εικόνων εξόδου εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της κάρτας γραφικών που χρησιμοποιείται και το μέγεθος της οθόνης, το μικροσκόπιο απαιτεί βαθμονόμηση. Συνίσταται στην καταχώριση ενός αντικειμένου δοκιμής (διαφανής χάραξη σχολείου), οι διαστάσεις του οποίου είναι γνωστές (Εικόνα 6). Μετρώντας την απόσταση μεταξύ των διαδρομών του χάρακα στην οθόνη της οθόνης και τη συσχέτισή τους με το πραγματικό μέγεθος, μπορείτε να καθορίσετε την κλίμακα εικόνας (μεγέθυνση). Στην περίπτωση αυτή, 1 mm της οθόνης οθόνης αντιστοιχεί σε 20 μm του μετρηθέντος αντικειμένου.
Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο, μπορείτε να παρατηρήσετε διάφορα φαινόμενα και να μετρήσετε αντικείμενα. Στο σχ. Το Σχήμα 7 δείχνει μια εικόνα διάτρησης λέιζερ ενός τραπεζογραμματίου ονομαστικής αξίας 500 ρούβλια. Η μέση διάμετρος των οπών είναι 100 μm, η διασπορά των οπών σε σχήμα είναι ορατή. Στο σχ. Το 8 είναι μια εικόνα μίας μάσκας μάσκας μάσκας χρωμάτων Hitachi. Η διάμετρος των οπών είναι περίπου 200 μικρά.
Ως παράδειγμα βιολογικών αντικειμένων επιλέγεται μια αράχνη, πόδι και μουστάκι. φαίνονται στο σχ. 9 και το σχ. 10, αντίστοιχα (η διάμετρος του μουστάκι είναι περίπου 40 μικρά), τα μαλλιά του συγγραφέα (διάμετρος - 80 μικρά) - στο Σχ. 11, κλίμακες ψαριών - στο σχ. 12. Είναι ενδιαφέρον να παρατηρήσουμε τις διαδικασίες διαλυτοποίησης των ουσιών στο νερό. Ως παράδειγμα, δίδονται οι μέθοδοι διάλυσης άλατος και ζάχαρης. Στο σχ. 13α και σχ. Το Σχ. 14α δείχνει σωματίδια ξηρού άλατος και κρυστάλλους σακχάρων, αντίστοιχα, και το Σχ. 13.6 και εικ. 14.6 - η διαδικασία της διάλυσης τους στο νερό. Ζώνες αυξημένης συγκέντρωσης ουσιών και οι επιπτώσεις της εστίασης του φωτός στα κέντρα διάλυσης είναι σαφώς ορατές.
Πηγή: Ραδιόφωνο 1`2008
