Per beveik 300 metų trunkančią raidos istoriją mikroskopas greičiausiai tapo vienu iš populiariausių optinių prietaisų, plačiai naudojamų visose žmogaus veiklos srityse. Ypač sunku pervertinti jo vaidmenį mokant moksleivius, kurie savo akimis pažįsta aplinkinį mikrokosmą.
Skiriamasis siūlomo mikroskopo bruožas yra „nestandartinis“ įprastos žiniatinklio kameros naudojimas. Veikimo principas yra tiesioginis tiriamų objektų projekcijų registravimas ant CCD matricos paviršiaus, kai jas apšviečia lygiagretus šviesos pluoštas. Gautas vaizdas rodomas kompiuterio monitoriuje.
Palyginti su įprastu mikroskopu, siūlomame dizaine nėra optinės sistemos, susidedančios iš lęšių, o skiriamąją gebą lemia CCD matricos taškų dydis ir ji gali pasiekti mikronų vienetus. Mikroskopo išvaizda parodyta fig. 1 ir fig. 2. Kaip internetinė kamera buvo naudojamas „Mustek“ firmos „Wcam 300A“ modelis, turintis spalvotą CCD, kurio skiriamoji geba yra 640x480 pikselių. Iš korpuso išimama elektroninė plokštė su CCD matrica (3 pav.) Ir po truputį patobulinta, ji yra įmontuojama į neperšlampamo korpuso vidurį su atidarytu dangteliu. Galutinė plokštės formacija buvo USB lizdo perkalimas, kad būtų galima įrengti papildomą apsauginį stiklą ant CCD matricos paviršiaus ir užklijuoti plokštės paviršių.
Korpuso gaubte buvo padaryta pralaidi skylė, kurios centre yra trijų skirtingų šviesos diodų (raudonos, žalios, mėlynos) šviesos diodų, kurie yra šviesos šaltinis, blokas. Savo ruožtu LED blokas uždaromas nepermatomu korpusu. Nuotolinė šviesos diodų vieta nuo matricos paviršiaus leidžia matavimo objekte suformuoti maždaug lygiagretų šviesos spindulį.
CCD yra prijungtas prie kompiuterio, naudojant USB laidą. Programinė įranga - visą darbo dieną, įtraukta į interneto kameros pristatymą.
Mikroskopas padidina vaizdą 50 ... 100 kartų, o optinė skiriamoji geba yra apie 10 mikronų, vaizdo atnaujinimo dažnis yra 15 Hz.
Mikroskopo dizainas parodytas fig. 4 (ne pagal skalę).
CCD matricos 7 įėjimo langui, skirtam apsaugoti nuo mechaninių pažeidimų, buvo sumontuotas apsauginis kvarco stiklas 6, kurio matmenys 1x15x15 mm. Elektroninės plokštės apsauga nuo skysčių ir mechaninių pažeidimų užtikrinama užklijuojant jos paviršių silikono sandarikliu 8. Tiriamasis objektas 5 dedamas ant apsauginio stiklo paviršiaus 6. Apšvietimo lemputės 2 yra sumontuotos dangčio 4 angos centre ir išoriškai uždaromos šviesai atspariu plastikiniu apvalkalu 3. Atstumas tarp tiriamojo objekto ir LED bloko. yra maždaug 50 ... 60 mm.
Maitinimo lemputes (5 pav.) Maitina 12 iš trijų 4,5 V baterija, sujungta nuosekliaisiais elementais. Maitą įjungia jungiklis SA1, indikatorius yra HL1 šviesos diodas (1 pav. 4 pav.), Esantis ant apsauginio korpuso ir signalizuojantis apie maitinimo įtampa. Apšvietimo šviesos diodai EL1 - EL3 yra įjungti, todėl apšvietimo spalva pasirenkama jungikliais SA2 - SA4 (13), esančiais ant korpuso 11 šoninės sienos.
Rezistoriai R1, R3 - R5 riboja srovę. Rezistorius R2 (14) skirtas šviesos diodų EL1 - EL3 ryškumui reguliuoti, jis sumontuotas ant korpuso galinės sienos.Įrenginyje naudojami nuolatiniai rezistoriai C2-23, MLT, kintama - SPO, SP4-1. Maitinimo jungiklis SA1 - MT1, jungikliai SA2 - SA4 - mygtukas SPA-101, SPA-102, LED AL307BM gali būti pakeistas į KIPD24A-K
Matomas išvestų vaizdų dydis priklauso nuo naudojamos vaizdo plokštės savybių ir monitoriaus dydžio, todėl mikroskopą reikia kalibruoti. Tai reiškia bandomojo objekto (skaidraus mokyklos liniuotės), kurio matmenys yra žinomi, registravimą (6 pav.). Išmatuodami atstumą tarp liniuotės potėpių monitoriaus ekrane ir koreliavę juos su tikruoju dydžiu, galite nustatyti vaizdo mastelį (padidinimą). Tokiu atveju 1 mm monitoriaus ekrano atitinka 20 μm išmatuoto objekto.
Naudodamiesi mikroskopu galite stebėti įvairius reiškinius ir išmatuoti objektus. Fig. 7 parodytas 500 rublių banknoto perforacijos lazeriu vaizdas. Vidutinis skylių skersmuo yra 100 μm, matomos formos skylių sklaida. Fig. 8 yra „Hitachi“ spalvotų paveikslėlių kaukės vaizdas. Skylių skersmuo yra apie 200 mikronų.
Kaip biologinių objektų pavyzdys pasirinktas voras, jo letena ir ūsai; jie parodyti fig. 9 ir pav. Atitinkamai 10 (ūsų skersmuo yra apie 40 mikronų), autoriaus plaukai (skersmuo - 80 mikronų) - pav. 11, žuvų svarstyklės - fig. 12. Įdomu stebėti medžiagų tirpimo vandenyje procesus. Kaip pavyzdys pateikiami druskos ir cukraus tirpinimo procesai. Fig. 13a ir fig. Fig. 14a rodo atitinkamai sausos druskos ir cukraus kristalų daleles, ir Fig. 13,6 ir pav. 14.6 - jų ištirpinimo vandenyje procesas. Aiškiai matomi padidėjusios medžiagų koncentracijos zonos ir fokusavimo šviesos poveikis tirpimo centruose.
Šaltinis: „Radio 1`2008“
