Fai da te fai da te
Corsi di perfezionamento, istruzioni, consigli utili, ricette.
» »Microscopio senza lenti.
Nel corso dei suoi quasi 300 anni di storia di sviluppo, il microscopio è probabilmente diventato uno dei dispositivi ottici più popolari ampiamente utilizzati in tutte le aree dell'attività umana. È particolarmente difficile sopravvalutare il suo ruolo nell'insegnamento a scolari che conoscono il microcosmo circostante con i propri occhi.
Una caratteristica distintiva del microscopio proposto è l'uso "non standard" di una videocamera Web convenzionale. Il principio di funzionamento consiste nella registrazione diretta della proiezione degli oggetti studiati sulla superficie della matrice CCD quando illuminati da un raggio di luce parallelo. L'immagine risultante viene visualizzata sul monitor di un PC.



Rispetto a un microscopio convenzionale, il design proposto è privo di un sistema ottico costituito da lenti e la risoluzione è determinata dalla dimensione dei pixel della matrice CCD e può raggiungere unità di micron. L'aspetto del microscopio è mostrato in Fig. 1 e fig. 2. Il modello Wcam 300A della Mustek è stato utilizzato come videocamera Web. Ha un CCD a colori con una risoluzione di 640x480 pixel. Una scheda elettronica con una matrice CCD (Fig. 3) viene rimossa dalla custodia e, dopo un po 'di perfezionamento, viene installata al centro della custodia a prova di luce con un coperchio apribile. La finalizzazione della scheda consisteva nel ri-saldare il connettore USB al fine di fornire la possibilità di installare ulteriore vetro protettivo sulla superficie della matrice CCD e sigillare la superficie della scheda.


È stato realizzato un foro passante nel coperchio dell'alloggiamento, al centro del quale è presente un blocco di tre LED di diversi colori luminosi (rosso, verde, blu), che è una fonte di luce. Il blocco LED, a sua volta, è chiuso da un involucro opaco. La posizione remota dei LED dalla superficie della matrice consente la formazione di un raggio di luce approssimativamente parallelo sull'oggetto di misurazione.

Il CCD è collegato a un PC tramite un cavo USB. Software - a tempo pieno, incluso nella consegna della Web-camera.
Il microscopio fornisce un ingrandimento dell'immagine di 50 ... 100 volte, con una risoluzione ottica di circa 10 micron con una frequenza di aggiornamento dell'immagine di 15 Hz.
Il design del microscopio è mostrato in Fig. 4 (non in scala).


Per la finestra d'ingresso della matrice CCD 7 per la sua protezione da danni meccanici, è stato installato un vetro di protezione al quarzo 6 con dimensioni 1x15x15 mm. La protezione della scheda elettronica da liquidi e danni meccanici è garantita sigillando la sua superficie con sigillante siliconico 8. L'oggetto di prova 5 è posizionato sulla superficie del vetro protettivo 6. I LED di illuminazione 2 sono installati al centro dell'apertura del coperchio 4 e sono chiusi esternamente da un involucro di plastica resistente alla luce 3. La distanza tra l'oggetto di prova e il blocco LED è di circa 50 ... 60 mm.
I LED di alimentazione (Fig. 5) sono alimentati da una batteria da 12 di tre 4,5 V collegate in celle in serie. L'alimentazione è attivata dall'interruttore SA1, il LED HL1 (1 in Fig. 4) è un indicatore, situato sull'involucro protettivo e segnala la presenza di tensione di alimentazione. I LED di illuminazione EL1 - EL3 sono accesi e quindi il colore dell'illuminazione è selezionato dagli interruttori SA2 - SA4 (13) situati sulla parete laterale dell'alloggiamento 11.


I resistori R1, R3 - R5 sono limitatori di corrente. Il resistore R2 (14) è progettato per regolare la luminosità dei LED EL1 - EL3, è installato sulla parete posteriore dell'alloggiamento.Il dispositivo utilizza resistori costanti C2-23, MLT, variabili - SPO, SP4-1. Interruttore di alimentazione SA1 - MT1, interruttori SA2 - SA4 - pulsante SPA-101, SPA-102, LED AL307BM possono essere sostituiti da KIPD24A-K

Poiché le dimensioni apparenti delle immagini in uscita dipendono dalle caratteristiche della scheda video utilizzata e dalle dimensioni del monitor, il microscopio richiede una calibrazione. Consiste nella registrazione di un oggetto di prova (righello di scuola trasparente), le cui dimensioni sono note (Fig. 6). Misurando la distanza tra i tratti del righello sullo schermo monitor e correlandoli con la dimensione reale, è possibile determinare la scala dell'immagine (ingrandimento). In questo caso, 1 mm dello schermo monitor corrisponde a 20 μm dell'oggetto misurato.



Usando un microscopio, è possibile osservare vari fenomeni e misurare oggetti. In fig. 7 mostra un'immagine della perforazione laser di una banconota di denominazione di 500 rubli. Il diametro medio dei fori è di 100 μm, la dispersione dei fori nella forma è visibile. In fig. 8 è l'immagine di una maschera per maschere a colori Hitachi. Il diametro dei fori è di circa 200 micron.


Come esempio di oggetti biologici, vengono selezionati un ragno, la sua zampa e i baffi; sono mostrati in fig. 9 e fig. 10, rispettivamente (il diametro dei baffi è di circa 40 micron), il pelo dell'autore (diametro - 80 micron) - in Fig. 11, squame di pesce - in fig. 12. È interessante osservare i processi di dissoluzione delle sostanze nell'acqua. Ad esempio, vengono forniti i processi di dissoluzione di sale e zucchero. In fig. 13a e fig. La Fig. 14a mostra particelle di sale secco e cristalli di zucchero, rispettivamente, e la Fig. 13.6 e fig. 14.6 - il processo della loro dissoluzione in acqua. Le zone di maggiore concentrazione di sostanze e gli effetti della messa a fuoco della luce nei centri di dissoluzione sono chiaramente visibili.



Fonte: Radio 1`2008
Commenti (0)

Leggi anche

Codici di errore per lavatrici