Gandrīz 300 gadu attīstības laikā mikroskops, iespējams, ir kļuvis par vienu no populārākajām optiskajām ierīcēm, ko plaši izmanto visās cilvēka darbības jomās. Īpaši grūti ir pārvērtēt tā nozīmi, mācot skolēnus, kuri savām acīm zina apkārtējo mikrokosmu.
Piedāvātā mikroskopa atšķirīga iezīme ir parastās Web kameras "nestandarta" izmantošana. Darbības princips sastāv no pētāmo objektu projekcijas tiešas reģistrēšanas uz CCD matricas virsmas, kad to apgaismo ar paralēlu gaismas staru. Iegūtais attēls tiek parādīts datora monitorā.
Salīdzinājumā ar parasto mikroskopu, piedāvātajam dizainam trūkst optiskas sistēmas, kas sastāv no objektīviem, un izšķirtspēju nosaka CCD matricas pikseļa izmērs, un tā var sasniegt mikronu vienības. Mikroskopa izskats ir parādīts att. 1 un fig. 2. Kā tīmekļa kamera tika izmantots firmas Wcam 300A modelis ar krāsu CCD ar izšķirtspēju 640x480 pikseļi. No korpusa tiek noņemta elektroniskā tāfele ar CCD matricu (3. att.) Un pēc neliela uzlabojuma tiek uzstādīta gaismas necaurlaidīga korpusa centrā ar atveramu vāku. Plātnes pabeigšana sastāvēja no USB savienotāja atkārtotas lodēšanas, lai nodrošinātu iespēju uz CCD matricas virsmas uzstādīt papildu aizsargstiklu un plātnes virsmu noslēgt.
Korpusa apvalkā tika izveidots caurums, kura centrā ir trīs dažādu gaismas diožu (sarkanā, zaļā, zilā) gaismas diožu bloks, kas ir gaismas avots. LED bloku savukārt aizver necaurspīdīgs apvalks. Gaismas diožu attālais novietojums no matricas virsmas ļauj mērīšanas objektā veidot aptuveni paralēlu gaismas staru.
CCD ir savienots ar datoru, izmantojot USB kabeli. Programmatūra - pilna laika, iekļauta Web kameras piegādē.
Mikroskops nodrošina attēla palielinājumu 50 ... 100 reizes ar optisko izšķirtspēju aptuveni 10 mikroni ar attēla atsvaidzes frekvenci 15 Hz.
Mikroskopa dizains ir parādīts att. 4 (nevis mērogā).
CCD matricas 7 ieejas logam tā aizsardzībai pret mehāniskiem bojājumiem tika uzstādīts kvarca aizsargstikls 6 ar izmēriem 1x15x15 mm. Elektroniskās plates aizsardzību no šķidrumiem un mehāniskiem bojājumiem nodrošina, aizklājot tās virsmu ar silikona hermētiķi 8. Testa objekts 5 tiek novietots uz aizsargstikla virsmas 6. Apgaismojuma gaismas diodes 2 ir uzstādītas vāka 4 atveres centrā un ārēji ir aizvērtas ar gaismas necaurlaidīgu plastmasas apvalku 3. Attālums starp testa objektu un LED bloku. ir aptuveni 50 ... 60 mm.
Strāvas diodes (5. att.) Baro ar akumulatoru 12 no trim 4,5 V, kas savienoti virknes šūnās. Strāvu ieslēdz ar SA1 slēdzi, HL1 gaismas diode (1. attēls 4) ir indikators, kas atrodas uz aizsargapvalka un signalizē par barošanas spriegums. Apgaismojuma gaismas diodes EL1 - EL3 ir ieslēgtas un tādējādi apgaismojuma krāsu izvēlas ar slēdžiem SA2 - SA4 (13), kas atrodas uz korpusa 11 sānu sienas.
Rezistori R1, R3 - R5 ierobežo strāvu. Rezistors R2 (14) ir paredzēts, lai pielāgotu gaismas diožu EL1 - EL3 spilgtumu, tas ir uzstādīts uz korpusa aizmugurējās sienas.Ierīcei izmanto pastāvīgus rezistorus C2-23, MLT, mainīgus - SPO, SP4-1. Strāvas slēdzis SA1 - MT1, slēdži SA2 - SA4 - spiedpoga SPA-101, SPA-102, LED AL307BM var tikt aizstāts ar KIPD24A-K
Tā kā izvades attēlu šķietamais lielums ir atkarīgs no izmantotās videokartes īpašībām un monitora lieluma, mikroskopam nepieciešama kalibrēšana. Tas sastāv no testa objekta (caurspīdīga skolas lineāla) reģistrēšanas, kura izmēri ir zināmi (6. att.). Izmērot attālumu starp lineāla triecieniem monitora ekrānā un korelējot tos ar patieso izmēru, varat noteikt attēla mērogu (palielinājumu). Šajā gadījumā 1 mm monitora ekrāna atbilst 20 μm izmērītā objekta.
Izmantojot mikroskopu, jūs varat novērot dažādas parādības un izmērīt objektus. Att. 7 ir parādīts 500 rubļu banknotes lāzera perforācijas attēls. Vidējais caurumu diametrs ir 100 μm, ir redzama formas caurumu izkliede. Att. 8 ir Hitachi krāsu attēlu maskas attēls. Caurumu diametrs ir aptuveni 200 mikroni.
Kā bioloģisko priekšmetu piemērs ir izvēlēts zirneklis, tā ķepa un ūsas; tie ir parādīti 2. att. 9 un fig. Attiecīgi 10 (ūsu diametrs ir aptuveni 40 mikroni), autora mati (diametrs - 80 mikroni) - att. 11, zivju svari - att. 12. Interesanti novērot vielu izšķīšanas procesus ūdenī. Kā piemērs ir doti sāls un cukura izšķīšanas procesi. Att. 13.a un fig. Att. 14a parāda attiecīgi sausā sāls un cukura kristālu daļiņas, un Fig. 13,6 un att. 14.6. - to izšķīšanas process ūdenī. Ir skaidri redzamas paaugstinātas vielu koncentrācijas zonas un fokusējošās gaismas iedarbība šķīdināšanas centros.
Avots: Radio 1`2008
