Sebuah MICROSCOPE SATU DOLAR
Giorgio Carboni, Juli 2000, diperbaharui pada Agustus 2011
Teks pengeditan oleh Ron Verrall dan Sarah Pogue
Teks pengeditan oleh Ron Verrall dan Sarah Pogue
Pada
artikel ini saya jelaskan konstruksi dari mikroskop biaya rendah
senyawa yang sangat sederhana yang akan memberikan perbesaran sekitar
75. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1, mikroskop saya jelaskan adalah salah satu yang hampir siapa saja dapat membangun. Ini adalah proyek yang menyenangkan, dan itu akan membantu Anda memahami bagaimana mikroskop bekerja. Orang
sering berpikir mikroskop sebagai instrumen yang sangat rumit dan
misterius, tetapi dalam kenyataannya mereka tidak semua yang rumit. Membangun alat ini akan menunjukkan betapa sederhana mereka dapat. Ini
mikroskop, yang akan dikenakan biaya tidak lebih dari sekitar satu
dolar atau lebih untuk membangun, pada dasarnya identik dengan mikroskop
mahal yang profesional menggunakan.
Melalui proyek ini Anda akan mendapatkan apresiasi untuk kebutuhan menggunakan optik korektif untuk mengurangi penyimpangan. Jelas,
kinerja mikroskop sederhana tidak dapat dibandingkan dengan instrumen
profesional lebih mahal, yang akan menghasilkan gambar yang lebih jelas
dan terang. Meskipun demikian, itu harus membandingkan baik untuk biaya-rendah mikroskop yang dijual di toko-toko mainan atau hobi. Ini
adalah pengalaman kami yang disebut "mikroskop mainan" adalah bencana
nyata karena mereka umumnya memberikan sedikit lebih dari menyebar
gambar atau bayangan. Hal ini dapat menyebabkan orang muda kehilangan semua minat dalam instrumen ini. Di sisi lain, instrumen kualitas yang sesuai memiliki potensi memicu minat orang muda dan membuka sebuah dunia penemuan mereka. Pada
artikel ini, saya telah menggambarkan bagaimana untuk menyempurnakan
mikroskop ini dan, akhirnya, saya akan menyajikan model yang cocok untuk
pengamatan protozoa. Alat ini akan dikenakan biaya hanya beberapa puluhan euro, tetapi kualitas gambar pasti akan mencengangkan Anda.
Sebuah mikroskop pada dasarnya dibentuk oleh dua lensa: obyektif dan lensa mata yang juga disebut sebagai mata tersebut. Tujuannya membentuk citra yang diperbesar spesimen dan lensa mata pada gilirannya memperbesar gambar ini. Dalam artikel lain berjudul " Dari Lensa untuk Instrumen Optik ", kita menjelajahi bagaimana lensa dan bekerja mikroskop. Jadi,
jika Anda merasa perlu untuk meninjau atau mempelajari lebih lanjut
tentang dasar-dasar, silakan berkonsultasi artikel ini. Komponen lain seperti tabung utama, sistem fokus, panggung, kondensor dan sistem menerangi lengkap mikroskop. Instrumen saya hadir di sini disebut mikroskop majemuk karena mengandung dua komponen optik utama: obyektif dan lensa mata. Sebuah mikroskop sederhana, di sisi lain, terdiri dari lensa tunggal, yang pada dasarnya adalah sebuah kaca pembesar lebih atau kurang kuat. Mikroskop kaca-bola, yang saya dijelaskan dalam artikel lain dari galeri kami adalah seperti mikroskop sederhana
Untuk membangun mikroskop Anda akan memerlukan bahan-bahan berikut:
- Empat lensa dari kamera sekali pakai. ***
- Satu 170 mm-panjang sepotong dari 24 sampai 30 mm-diameter tabung plastik dengan ketebalan dinding nominal 2 mm.
- Plastik tabung diameter yang cocok untuk membuat lensa mata dan tujuannya (lihat Gambar 7 dan 8)
- Tabung plastik digunakan sebagai kopling
- Square, lembaran plastik kaku dan buram 1 x 90 x 90 mm untuk memutar diafragma
- Sepenggal cermin mm x 40 50
- Lembar dari kuningan atau stainless steel 0,5 x 30 x 100 mm
- Pine 20 x 140 x 150 mm untuk alas
- Pine 20 x 50 x 440 mm untuk anggota tegak dan dua mendukung
- Pine 10 x 90 x 120 untuk panggung
- Pine 10 x 40 x 51 untuk cermin
- Empat sekrup menekan diri Ø 3,5 x 20 mm untuk penjepit dari mendukung
- Empat sekrup menekan diri Ø 3,5 x 40 mm untuk mendukung
- Empat sekrup menekan diri Ø 4 x 50 mm untuk alas dan tahap
- Dua sekrup menekan diri Ø 3 x 10 mm untuk diafragma dan cermin
- Dua sekrup menekan diri Ø 2 x 10 mm untuk cermin
- Empat perekat merasa disket untuk alas
- Kertas beludru hitam untuk dinding internal tabung utama dan untuk meningkatkan fluiditas dari gerakan fokus.
- Empat lensa dari kamera sekali pakai. ***
- Satu 170 mm-panjang sepotong dari 24 sampai 30 mm-diameter tabung plastik dengan ketebalan dinding nominal 2 mm.
- Plastik tabung diameter yang cocok untuk membuat lensa mata dan tujuannya (lihat Gambar 7 dan 8)
- Tabung plastik digunakan sebagai kopling
- Square, lembaran plastik kaku dan buram 1 x 90 x 90 mm untuk memutar diafragma
- Sepenggal cermin mm x 40 50
- Lembar dari kuningan atau stainless steel 0,5 x 30 x 100 mm
- Pine 20 x 140 x 150 mm untuk alas
- Pine 20 x 50 x 440 mm untuk anggota tegak dan dua mendukung
- Pine 10 x 90 x 120 untuk panggung
- Pine 10 x 40 x 51 untuk cermin
- Empat sekrup menekan diri Ø 3,5 x 20 mm untuk penjepit dari mendukung
- Empat sekrup menekan diri Ø 3,5 x 40 mm untuk mendukung
- Empat sekrup menekan diri Ø 4 x 50 mm untuk alas dan tahap
- Dua sekrup menekan diri Ø 3 x 10 mm untuk diafragma dan cermin
- Dua sekrup menekan diri Ø 2 x 10 mm untuk cermin
- Empat perekat merasa disket untuk alas
- Kertas beludru hitam untuk dinding internal tabung utama dan untuk meningkatkan fluiditas dari gerakan fokus.
***
Untuk membangun lensa mata dan tujuan mikroskop ini kita akan
menggunakan lensa diselamatkan dari kamera sekali pakai seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 2. Setelah kamera sekali pakai telah digunakan itu dibawa ke sebuah toko foto di mana film akan dihapus dan tubuh kamera dibuang. Apa yang kita butuhkan untuk proyek ini adalah tepat apa toko-toko foto buang. Jadi, pergi ke toko foto lokal Anda dan meminta mereka untuk setidaknya empat kamera sekali pakai. Jika memungkinkan, cobalah untuk mendapatkan empat kamera yang identik. Anda juga bisa bertanya toko foto Anda untuk beberapa badan kamera tambahan yang Anda bisa tetap sebagai cadangan.
PERINGATAN Jangan membuka kamera sekali pakai yang memiliki flash karena Anda beresiko mendapatkan sengatan listrik yang parah.! Sirkuit
yang feed lampu kilat menghasilkan tegangan sangat tinggi, dan tegangan
ini dapat hadir bahkan jika kamera tidak digunakan baru-baru ini. Untuk proyek ini, Anda harus menggunakan kamera hanya yang tidak ada flash.
Jika, meskipun peringatan ini, Anda ingin menggunakan sebuah kamera yang dilengkapi flash, berhati-hatilah. Rangkaian kapasitor yang berisi, jika dibebankan pada tegangan tinggi, dapat memberikan shock berat. Jika Anda tidak akrab dengan hal-hal seperti, memiliki seseorang yang berpengetahuan dalam elektronik membantu Anda membuka kamera dan pastikan bahwa kapasitor dibuang. Pemakaian itu dapat menghasilkan percikan besar dan kuat, sehingga melindungi mata Anda.
Jika, meskipun peringatan ini, Anda ingin menggunakan sebuah kamera yang dilengkapi flash, berhati-hatilah. Rangkaian kapasitor yang berisi, jika dibebankan pada tegangan tinggi, dapat memberikan shock berat. Jika Anda tidak akrab dengan hal-hal seperti, memiliki seseorang yang berpengetahuan dalam elektronik membantu Anda membuka kamera dan pastikan bahwa kapasitor dibuang. Pemakaian itu dapat menghasilkan percikan besar dan kuat, sehingga melindungi mata Anda.
Membongkar kamera ini dan memulihkan semua lensa Anda temukan. Biasanya, tujuan dari kamera ini adalah meniskus plastik transparan. Meniskus adalah lensa cekung-cembung. Cobalah untuk menemukan panjang fokus tertulis di suatu tempat pada tubuh kamera. Untuk kamera ini biasanya 35 mm. Untuk proyek kami, kami akan menggunakan lensa utama kamera ini. Menyisihkan lensa lebih kecil dan lebih kuat yang digunakan untuk memperbesar gambar nomor frame. Anda mungkin ingin menggunakan lensa ini lebih kecil kemudian untuk melihat apakah mereka dapat cocok sebagai lensa objektif.
Saat mengeluarkan lensa, cobalah untuk tidak kotor mereka. Untuk menghindari meninggalkan sidik jari pada lensa, menangani mereka dengan memegang mereka dengan tepi mereka. Anda bisa mengambilnya di tepi mereka dengan pinset. (Pinset plastik adalah yang terbaik.). Anda juga dapat menggunakan sarung tangan katun lateks atau tipis. Sebelum Anda memasang mereka, meniup debu dan bersihkan lensa dengan kain katun yang bersih dan lembab. Jangan
menggunakan handuk kertas karena kertas kadang-kadang mencakup bubuk
mineral (putih tanah liat) yang dapat menggores permukaan lensa. Ini lensa plastik sangat halus, jadi coba untuk menangani mereka sesedikit mungkin.
Tubuh mikroskop menyediakan dukungan untuk bagian-bagian yang berbeda dari instrumen dan memberikan stabilitas. Tubuh dapat dibangun dengan potongan-potongan kecil kayu bergabung dengan sekrup. Gambar 3 menunjukkan struktur dari mikroskop dengan dimensi utama. Semua potongan yang tetap untuk anggota tegak dengan dua sekrup. Tempat empat perekat merasa bantalan di bawah dasar mikroskop.
Salah satu bagian yang lebih penting dari mikroskop adalah tabung tubuh. Tujuan dan lensa mata yang dipasang di kedua ujung tabung seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9. Tabung tubuh dapat terbuat dari plastik (2 mm) atau logam (1 mm tebal). Untuk proyek ini saya menggunakan tabung PVC kaku untuk tanaman listrik. Hindari kardus jika memungkinkan karena akan aus dalam jangka panjang. Diameter luar tabung ini harus antara 28 dan 32 mm. Potong panjang 170 mm dari pipa yang akan Anda harus trim untuk pengukuran diberikan pada Gambar 9.
 |
Tabung tubuh diadakan di tempat dan disimpan dalam keselarasan oleh dua mendukung. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 4, masing-masing terdiri dari dukungan dua potong. Mendukung memiliki "V" berbentuk takik dan tabung harus tonjolan keluar dari takik oleh setidaknya satu milimeter. Bagian lain - piring kayu kecil - digunakan untuk menjepit tabung dalam posisi. Tekanan yang diberikan oleh klem ini dibuat disesuaikan dengan cara sekrup. Karena
kayu cenderung untuk mematuhi permukaan plastik dan logam, memasang
pita beludru perekat pada permukaan dalam dua mendukung dan klem untuk
memudahkan gerakan tabung selama fokus. Jika Anda tidak memiliki perekat kain beludru diri Anda dapat lem sepotong beludru atau tipis merasa.
|
|
Panggung adalah sepotong kayu yang memiliki lubang di dalamnya untuk memungkinkan cahaya untuk melewati. Untuk
menemukan lubang ini akurat, pertama me-mount panggung pada anggota
tegak dan memperbaiki tabung tubuh untuk mendukung nya. Kemudian turun ke tabung tubuh panggung, dan dengan pensil, menggambar lingkaran di sekitar tabung. Di pusat lingkaran ini mengebor sebuah lubang sekitar 12 mm. Menghitamkan bagian dalam lubang ini dengan felt-tip hitam pena atau tinta India.
Langkah berikutnya adalah untuk me-mount diafragma berputar di bawah panggung. Tujuannya adalah untuk mengatur kontras gambar. Ini
adalah sebuah disk yang kaku plastik 1 mm buram dalam ketebalan, dan
memiliki serangkaian lubang diameter meningkatkan diatur sepanjang
lingkaran seperti yang diilustrasikan pada Gambar 5. Pastikan bahwa Anda menelusuri lubang sehingga mereka benar selaras di bawah lubang di panggung. Untuk membantu disk gilirannya lancar, mount mesin cuci datar di kedua sisi disk. Kencangkan sekrup sampai Anda puas dengan gerakan disk.
|  |
 |
Cermin digunakan untuk menerangi spesimen dari bawah. Seperti
ditunjukkan pada Gambar 6, dibuat oleh memotong sebuah persegi panjang
kecil cermin yang kemudian menempel ke kayu dukungan. Dukungan cermin adalah bagian dari lembaran logam yang dibengkokkan menjadi sebuah "U". Hal ini mengacaukan ke backing cermin dan untuk basis seperti yang ditunjukkan pada gambar. Tiga sekrup memegang itu semua bersama-sama akan memungkinkan cermin untuk memutar ke segala arah. Sesuaikan keketatan dari sekrup sehingga gesekan memadai.
|
|
Lensa mata berfungsi untuk pembesar bayangan yang dibentuk oleh tujuan. Untuk membuat lensa mata kita akan menggunakan dua dari empat meniskus yang diperoleh oleh kamera saya sebutkan sebelumnya. Seperti lensa ini semua memiliki panjang fokus yang sama, lensa mata harus mengikuti skema Ramsden, yang akan dijelaskan nanti. Gunung lensa dengan sisi cembung berbalik ke dalam (lihat Gambar 7). Jarak antara lensa harus sekitar 2 / 3 dari panjang fokus mereka. Oleh karena itu, jika lensa Anda memiliki fokus 35 mm, Anda harus memisahkan mereka dengan 23 mm. Kemudian kita akan melihat bagaimana menghitung perbesaran lensa mata ini.
Untuk membuat tabung lensa plastik menggunakan atau tabung karton diameter yang sesuai. Hal yang sama berlaku untuk mengadaptasi lengan tabung tubuh, lensa mata dan tujuannya. Menemukan tabung yang cocok untuk lensa ini mungkin merupakan bagian paling menantang dari proyek ini. Carilah tabung ini dalam barang-barang plastik dan di toko-toko perangkat keras. Mencari
bagian yang aneh sering tugas yang tersulit bagi ilmuwan amatir, tetapi
juga dapat menjadi proses yang menantang yang mengarah ke solusi
kreatif.
|  |
 |
Dalam sasaran mutu komersial, Plano-cembung lensa dan menisci khusus sering digunakan. Beberapa dari menisci yang dipasang dekat satu sama lain dengan bidang atau permukaan cekung menghadap spesimen. Untuk
sistem lensa tujuan kami, tempat menisci dua yang tersisa di sekitar 2
mm dari satu sama lain dengan cara cincin celah sedikit (lihat Gambar
8). Seperti disebutkan sebelumnya, adalah lebih baik untuk membuat tabung plastik tujuan daripada kardus. Jika Anda hanya menggunakan salah satu dari lensa ini di tujuan, Anda akan mendapatkan perbesaran yang sekitar satu setengah dari yang dijelaskan di sini. Anda dapat menggunakan ide ini untuk membuat tujuan yang memiliki perbesaran yang berbeda. |
Ketika saya pertama kali diuji mikroskop yang dijelaskan di atas, saya melihat hampir tidak ada. Gambar itu amat sangat kabur dan sulit untuk fokus. Alasan
untuk ini adalah bahwa lensa yang diperoleh dari kamera sekali pakai
menderita oleh penyimpangan yang kuat ketika mereka digunakan pada
pembukaan penuh mereka. Untungnya,
adalah mungkin untuk meningkatkan gambar dengan 'berhenti-down' ukuran
lensa objektif sehingga cahaya yang diperbolehkan untuk melewati hanya
bagian tengah lensa. Untuk melakukan hal ini saya menempatkan diafragma (lubang kecil yang mengandung) di depan lensa objektif.
Menggunakan sepotong film plastik gelap memulung membentuk floppy disk tua, saya membuat diafragma dengan aperture berdiameter 1,5 mm dan diletakkan di depan lensa pertama tujuan. Hasilnya sangat memuaskan. Bahkan, saya mampu membedakan cangkir hisap kecil di antena (antena) dari kutu daun, dan aku bisa mengamati protista.
Aperture diafragma tergantung pada lensa yang Anda gunakan, kekuatan tujuan, tingkat koreksi, dll Perlu diingat bahwa, sebagai diameter diafragma menurun, kuantitas cahaya yang melewati tujuan juga akan menurun . Anda akan, oleh karena itu, harus menggunakan lebih banyak cahaya untuk melihat gambar memadai. Di sisi lain Anda tidak harus membuat bukaan ini terlalu besar karena ketajaman gambar akan mulai menurun. Coba diameter diafragma yang berbeda sampai Anda mendapatkan gambar yang tajam sesuai.
Menggunakan lensa kaca meningkatkan kualitas gambar, tapi tidak radikal. Bahkan, untuk mendapatkan gambar yang lebih tajam salah satu kebutuhan untuk menggunakan lensa achromatic.
Menggunakan sepotong film plastik gelap memulung membentuk floppy disk tua, saya membuat diafragma dengan aperture berdiameter 1,5 mm dan diletakkan di depan lensa pertama tujuan. Hasilnya sangat memuaskan. Bahkan, saya mampu membedakan cangkir hisap kecil di antena (antena) dari kutu daun, dan aku bisa mengamati protista.
Aperture diafragma tergantung pada lensa yang Anda gunakan, kekuatan tujuan, tingkat koreksi, dll Perlu diingat bahwa, sebagai diameter diafragma menurun, kuantitas cahaya yang melewati tujuan juga akan menurun . Anda akan, oleh karena itu, harus menggunakan lebih banyak cahaya untuk melihat gambar memadai. Di sisi lain Anda tidak harus membuat bukaan ini terlalu besar karena ketajaman gambar akan mulai menurun. Coba diameter diafragma yang berbeda sampai Anda mendapatkan gambar yang tajam sesuai.
Menggunakan lensa kaca meningkatkan kualitas gambar, tapi tidak radikal. Bahkan, untuk mendapatkan gambar yang lebih tajam salah satu kebutuhan untuk menggunakan lensa achromatic.
|
Tujuan dan lensa mata harus dipasang dalam tabung tubuh. Gambar 9 menunjukkan dimensi optik utama mikroskop dan dimensi fisik dari komponen ini. Jika
Anda memilih untuk membuat lensa mata atau tujuan menggunakan lensa
yang berbeda yang yang saya jelaskan, dimensi saya berikan di sini akan
tidak berlaku lagi. Jangan ragu untuk memodifikasi proyek ini sesuai dengan bahan-bahan yang tersedia untuk Anda. Gunakan informasi dalam artikel ini sebagai titik awal.
Kontras rendah dalam gambar Anda dapat disebabkan oleh pantulan dari dinding bagian dalam mikroskop. Untuk
menghilangkan masalah ini, garis bagian dalam tabung tubuh dengan
tabung yang terbuat dari karton hitam, atau - lebih baik lagi - dari
beludru hitam. Jika Anda menggunakan kardus, Anda mungkin menemukan bahwa Anda masih terganggu oleh refleksi. Sebagai langkah pencegahan lebih lanjut, Anda dapat menginstal sebuah diafragma antireflection dalam tabung. (Lihat Gambar 9.) Ini harus memiliki aperture sekitar 10 mm (untuk model ini). Melepaskan refleks kuat akan meningkatkan kontras gambar.
|  |
Apa perbesaran mikroskop ini?
Anda dapat menghitung perbesaran mikroskop Anda dengan cara rumus optik pada Tabel 1. Seperti yang ditunjukkan oleh rumus 6, perbesaran mikroskop (MMIC) diberikan oleh produk dari kekuatan tujuan (Mafia) dan bahwa dari lensa mata (MEP):
Anda dapat menghitung perbesaran mikroskop Anda dengan cara rumus optik pada Tabel 1. Seperti yang ditunjukkan oleh rumus 6, perbesaran mikroskop (MMIC) diberikan oleh produk dari kekuatan tujuan (Mafia) dan bahwa dari lensa mata (MEP):
MMIC = Mob × MEP
Untuk menggunakan hubungan ini, kita perlu menghitung daya perbesaran obyektif dan lensa mata.
Pembesaran KEKUASAAN TUJUAN ATAS
Menerapkan rumus 2 dari Tabel 1 dengan tujuan bahwa kita dibangun, dan menggunakan fa = fb = 35 mm dan d = 2,8 mm, kita menghitung panjang fokus tujuan:
fob = 18,2 mm
Menerapkan rumus 1 dari Tabel 1, dan menggunakan gambar jarak q = 160 mm (Lihat Gambar 9), kita menentukan bahwa jarak tujuan-spesimen adalah:
p = 20,6 mm
Menerapkan rumus 5 dari Tabel 1, dan menggunakan nilai di atas untuk p dan q, kekuatan tujuannya adalah:
Mob = 160/20.6
Mob = 7,77
Pembesaran KEKUASAAN TUJUAN ATAS
Menerapkan rumus 2 dari Tabel 1 dengan tujuan bahwa kita dibangun, dan menggunakan fa = fb = 35 mm dan d = 2,8 mm, kita menghitung panjang fokus tujuan:
fob = 18,2 mm
Menerapkan rumus 1 dari Tabel 1, dan menggunakan gambar jarak q = 160 mm (Lihat Gambar 9), kita menentukan bahwa jarak tujuan-spesimen adalah:
p = 20,6 mm
Menerapkan rumus 5 dari Tabel 1, dan menggunakan nilai di atas untuk p dan q, kekuatan tujuannya adalah:
Mob = 160/20.6
Mob = 7,77
Pembesaran lensa mata KEKUASAAN
Menerapkan rumus 2 dari Tabel 1 untuk lensa mata yang kita dibangun, dan menggunakan fa = fb = 35 mm dan d = 23 mm, kita menentukan bahwa:
FEP = 26,06 mm.
Dan dengan menerapkan formula 4 dari Tabel 1, kami menghitung bahwa:
MEP = 250/26.06 = 9.6
Menerapkan rumus 2 dari Tabel 1 untuk lensa mata yang kita dibangun, dan menggunakan fa = fb = 35 mm dan d = 23 mm, kita menentukan bahwa:
FEP = 26,06 mm.
Dan dengan menerapkan formula 4 dari Tabel 1, kami menghitung bahwa:
MEP = 250/26.06 = 9.6
TOTAL perbesaran mikroskop
Menerapkan rumus 6 dari Tabel 1, perbesaran mikroskop adalah:
MMIC = 7,77 × 9,6
MMIC = 74,6
Menerapkan rumus 6 dari Tabel 1, perbesaran mikroskop adalah:
MMIC = 7,77 × 9,6
MMIC = 74,6
Ada juga cara eksperimental menentukan kekuatan mikroskop. Mengambil penggaris dengan divisi tipis dan tajam dan tempat di bawah tujuan dan fokus citra. Tempatkan penguasa kedua pada jarak 250 mm dari mata Anda. Sekarang, melihat melalui mikroskop dengan satu mata dan fokus mata lain pada penguasa kedua. Superimpose
dua gambar dan menentukan berapa banyak divisi penguasa pertama dilihat
dengan mikroskop sesuai dengan penguasa kedua dilihat dengan mata
telanjang. Pertama kali Anda mencoba latihan ini Anda mungkin menemukan perbandingan agak sulit. Jangan berkecil hati. Dengan sedikit latihan dan ketekunan Anda harus berhasil. Untuk microscopist amatir, akrobatik optik jenis ini cukup normal. Selain itu, meskipun upaya terbaik Anda untuk membuat perhitungan yang cermat, kesalahan pengukuran yang tidak dapat dihindari. Itulah mengapa itu adalah ide yang baik untuk memeriksa perhitungan Anda dengan metode empiris. Selain itu, saya menduga bahwa banyak orang menikmati tantangan semacam ini.
Untuk mendapatkan gambar yang tajam, Anda harus menyesuaikan jarak antara tujuan dan spesimen. Operasi ini disebut sebagai: "fokus". Dalam mikroskop yang lebih mahal, penyesuaian ini dibuat dengan cara mekanisme yang agak rumit untuk membangun. Mikroskop kami adalah difokuskan oleh sederhana - mekanisme - namun efektif. Tabung tubuh diadakan di tempat oleh gesekan. Ini tidak akan tergelincir ke bawah sendiri, tetapi akan slide ke atas dan ke bawah dalam menanggapi kekuatan sedikit.
Seperti diilustrasikan dalam Gambar 3, tabung tubuh ditempatkan ke dalam dua belenggu. Dengan beberapa sekrup adalah mungkin menyesuaikan kekuatan penjepit yang tabung tubuh disimpan di tempat. Sesuaikan
ini sekrup sehingga tabung tubuh cukup ketat untuk mencegah dari jatuh
ke bawah di bawah beratnya sendiri, tetapi cukup longgar untuk
memungkinkan untuk dipindahkan ke atas atau bawah dengan tangan.
Dapatkan lampu dengan bohlam buram dan menggambar di dekat mikroskop. Nyalakan dan menyesuaikan cermin sampai lapangan adalah terang dan merata diterangi. Tempatkan spesimen pada slide mikroskop, tambahkan beberapa tetes air dan menutupi sebuah spesimen dengan coverslip. Pusat spesimen di panggung bawah tujuan. Atur fokus. Jika perlu, ganti dengan yang lain diafragma untuk mendapatkan kontras yang baik dari gambar. Setelah semuanya bekerja dengan baik, mengatur posisi slide untuk mengeksplorasi bagian-bagian yang berbeda dari spesimen. Tidak
pernah menggunakan sinar matahari langsung - gambar akan terlalu terang
dan kontras akan kekurangan, dan Anda tidak akan melihat detail apapun.
Mikroskop yang dijelaskan di atas adalah cukup murah dan mudah untuk membangun. Namun, ada banyak perbaikan yang dapat Anda buat. Secara khusus, Anda dapat menggunakan lensa yang lebih canggih dan mekanisme fokus yang lebih baik. Meskipun
modifikasi ini akan membuat mikroskop yang lebih kompleks untuk
membangun dan mengoperasikan, saya merasa bahwa banyak pembaca akan
menikmati tantangan. Mereka yang bereksperimen dengan modifikasi pasti akan belajar dari upaya mereka. Pada bagian berikut saya memberikan informasi yang saya harap akan memandu Anda dengan perbaikan Anda.
Cara terbaik untuk meningkatkan kinerja mikroskop ini adalah dengan menggunakan lensa yang lebih baik. Hal (dan termudah) pertama yang harus dilakukan adalah mengganti lensa plastik dengan lensa kaca. Sesuatu yang sederhana seperti ini akan memberikan Anda sebuah peningkatan yang substansial.
Cara terbaik untuk meningkatkan kinerja mikroskop ini adalah dengan menggunakan lensa yang lebih baik. Hal (dan termudah) pertama yang harus dilakukan adalah mengganti lensa plastik dengan lensa kaca. Sesuatu yang sederhana seperti ini akan memberikan Anda sebuah peningkatan yang substansial.
Salah
satu masalah utama dengan lensa apapun 'chromatic aberration' yang ada
hubungannya dengan ketidakmampuan lensa untuk memfokuskan cahaya yang
berbeda-beda panjang gelombang ke titik yang sama. Ini
adalah masalah yang lebih besar untuk lensa objektif daripada bagi
eyepieces, dan dibahas secara lebih rinci di bawah 'Tujuan' pos. Untungnya, Anda tidak perlu menggunakan lensa achromatic khusus untuk eyepieces. Hal
ini dimungkinkan untuk menghapus banyak chromatic aberration dari
eyepieces melalui posisi yang tepat dari dua lensa Plano-cembung. Mari kita mulai kita 'perbaikan', kemudian, dengan studi konstruksi lensa amatir.
Lensa
ini memiliki tugas pembesar bayangan yang dibentuk oleh tujuan, dan
dengan berbuat demikian itu harus memperkenalkan sebagai penyimpangan
optik sesedikit mungkin. Ada banyak model lensa, tapi di sini saya akan menjelaskan hanya mereka yang paling mudah untuk membangun. Anda dapat membuat lensa berkualitas tinggi dengan hanya dua Plano-cembung lensa.
Dua eyepieces terutama sederhana adalah Ramsden dan jenis Huygens. Keduanya dirancang oleh penemu mereka untuk meminimalkan penyimpangan optik. Dalam beberapa kasus mereka dirancang untuk mengkompensasi penyimpangan yang dihasilkan oleh tujuan. Model ini banyak digunakan di mikroskop modern dan dalam teleskop. Lensa mata Huygens mungkin model yang paling luas digunakan saat ini. Jika Anda mengatur untuk mendapatkan achromatic doublet pendek focal length lensa Anda dapat membangun tiga model lain dari eyepieces kualitas masih lebih tinggi.
Dua eyepieces terutama sederhana adalah Ramsden dan jenis Huygens. Keduanya dirancang oleh penemu mereka untuk meminimalkan penyimpangan optik. Dalam beberapa kasus mereka dirancang untuk mengkompensasi penyimpangan yang dihasilkan oleh tujuan. Model ini banyak digunakan di mikroskop modern dan dalam teleskop. Lensa mata Huygens mungkin model yang paling luas digunakan saat ini. Jika Anda mengatur untuk mendapatkan achromatic doublet pendek focal length lensa Anda dapat membangun tiga model lain dari eyepieces kualitas masih lebih tinggi.
Perhatikan bahwa diafragma lapangan sering dimasukkan pada bidang fokus lensa mata. Diafragma ini memiliki fungsi penting untuk mencegah refleksi dari permukaan dalam lensa mata.
Ramsden lensa mata. Ramsden lensa mata dibuat dengan dua Plano-cembung lensa dengan panjang fokus yang sama (fa = fb), dengan permukaan cembung saling berhadapan (Gambar 10). Lensa terdekat pengamat disebut sebagai lensa mata sementara yang lain disebut lensa lapangan. Untuk pengurangan terbaik dari chromatic aberration jarak 'd' antara lensa ini harus sama dengan panjang fokus mereka. Sayangnya, pemisahan ini memperkenalkan beberapa masalah, salah satunya adalah bahwa lensa mata akan fokus pada setiap ketidaksempurnaan dan partikel debu pada lensa lapangan. Untuk mengurangi efek ini jarak antara lensa berkurang menjadi sekitar dua pertiga dari panjang focal: d = 2/3fa. Sayangnya, hal ini tidak menghilangkan masalah sama sekali. Anda juga bisa mencoba menempatkan dua lensa setengah dari panjang fokus terpisah: d = fa / 2. Masalah lain dengan lensa ini adalah bahwa ia memiliki cukup bidang pandang sempit.
Huygens lensa mata.
Lensa ini dibuat dengan dua lensa cembung atau Plano-cembung ganda. Kedua lensa berorientasi dengan permukaan yang cembung ke arah tujuan. (Lihat Gambar 10). Lensa ini harus dari panjang fokus yang berbeda. Secara umum, dua panjang fokus harus berada di suatu tempat rasio 1:03-1:02. Jarak antara lensa harus sama dengan setengah dari jumlah panjang fokus masing-masing: d = (fa + fb) / 2, di mana lalu adalah lensa panjang fokus dan bidang fb adalah lensa mata focal length. Ini hanya rata-rata dari dua panjang fokus. Mari kita pertimbangkan beberapa contoh. Jika lalu = 30 mm dan 10 mm = fb, pemisahan dari dua permukaan pesawat harus 20 mm. Dalam contoh lain, lalu = 30 mm dan 15 mm = fb. Pemisahan antara dua permukaan pesawat harus 22,5 mm. Pesawat fokus lensa mata Huygens terletak di antara dua lensa. Oleh karena itu, diafragma lapangan harus pada bidang fokus dari lensa mata.
Lensa ini dibuat dengan dua lensa cembung atau Plano-cembung ganda. Kedua lensa berorientasi dengan permukaan yang cembung ke arah tujuan. (Lihat Gambar 10). Lensa ini harus dari panjang fokus yang berbeda. Secara umum, dua panjang fokus harus berada di suatu tempat rasio 1:03-1:02. Jarak antara lensa harus sama dengan setengah dari jumlah panjang fokus masing-masing: d = (fa + fb) / 2, di mana lalu adalah lensa panjang fokus dan bidang fb adalah lensa mata focal length. Ini hanya rata-rata dari dua panjang fokus. Mari kita pertimbangkan beberapa contoh. Jika lalu = 30 mm dan 10 mm = fb, pemisahan dari dua permukaan pesawat harus 20 mm. Dalam contoh lain, lalu = 30 mm dan 15 mm = fb. Pemisahan antara dua permukaan pesawat harus 22,5 mm. Pesawat fokus lensa mata Huygens terletak di antara dua lensa. Oleh karena itu, diafragma lapangan harus pada bidang fokus dari lensa mata.
Kellner lensa mata.
Model ini berasal dari lensa mata Ramsden. Hal ini dilakukan dengan mengganti lensa mata Ramsden dengan sebuah doublet achromatic. Dengan model lensa Anda harus mendapatkan koreksi kromatik yang lebih baik dan melegakan mata yang lebih besar. (Lega Mata adalah jarak dari mata di belakang lensa mata).
Demikian pula, Anda dapat memodifikasi lensa mata Huygens dengan achromatic lensa mata, dan, dalam kasus ini Anda bisa menggunakan lensa cembung ganda untuk lensa lapangan. Dalam eyepieces, jarak antar-lensa berasal dari focal length dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan untuk lensa dari mana mereka berasal.
Model ini berasal dari lensa mata Ramsden. Hal ini dilakukan dengan mengganti lensa mata Ramsden dengan sebuah doublet achromatic. Dengan model lensa Anda harus mendapatkan koreksi kromatik yang lebih baik dan melegakan mata yang lebih besar. (Lega Mata adalah jarak dari mata di belakang lensa mata).
Demikian pula, Anda dapat memodifikasi lensa mata Huygens dengan achromatic lensa mata, dan, dalam kasus ini Anda bisa menggunakan lensa cembung ganda untuk lensa lapangan. Dalam eyepieces, jarak antar-lensa berasal dari focal length dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan untuk lensa dari mana mereka berasal.
Simetris lensa mata.
Model ini, yang sangat sederhana untuk membangun, dibuat dengan dua doublet achromatic identik yang saling berhadapan di simetri cermin. Maka nama itu. (Lihat Gambar 10.) Mereka harus dijaga sangat dekat bersama-sama. Panjang fokus lensa ini sama dengan sekitar satu setengah dari yang dari doublet masing-masing. Kinerja yang sangat baik termasuk koreksi baik dari penyimpangan, bidang yang sangat luas melihat dan lega mata tinggi. Seringkali, model ini disebut lensa Plössl, tetapi ini tidak benar karena lensa mata lensa Plössl telah lain ditempatkan dalam sebuah posisi perantara. Hal ini lebih akurat untuk menyebut model lensa simetris.
Model ini, yang sangat sederhana untuk membangun, dibuat dengan dua doublet achromatic identik yang saling berhadapan di simetri cermin. Maka nama itu. (Lihat Gambar 10.) Mereka harus dijaga sangat dekat bersama-sama. Panjang fokus lensa ini sama dengan sekitar satu setengah dari yang dari doublet masing-masing. Kinerja yang sangat baik termasuk koreksi baik dari penyimpangan, bidang yang sangat luas melihat dan lega mata tinggi. Seringkali, model ini disebut lensa Plössl, tetapi ini tidak benar karena lensa mata lensa Plössl telah lain ditempatkan dalam sebuah posisi perantara. Hal ini lebih akurat untuk menyebut model lensa simetris.
Saya ingat bahwa tujuan memiliki peran diperbesar menghasilkan gambar dari objek Anda mengamati. (Gambar
ini, tentu saja, adalah lebih diperbesar oleh lensa mata.) Tidak
seperti lensa mata, yang dapat setidaknya sebagian dikoreksi untuk
chromatic aberration tanpa menggunakan lensa achromatic, tujuan tidak
bisa. Mereka harus dibuat dengan lensa achromatic untuk menghasilkan gambar yang tajam.
Saya ngelantur sejenak untuk mendiskusikan chromatic aberration dalam sedikit lebih detail.
Sama seperti prisma, lensa akan membelokkan cahaya sampai tingkat tertentu tergantung pada warna cahaya. Karena
fenomena ini, lensa normal akan fokus berbagai warna pada lokasi yang
berbeda (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11), sehingga menghasilkan
gambar buram. Fenomena ini disebut chromatic aberration dan itu adalah yang terburuk dari beberapa penyimpangan yang dapat menimpa lensa normal. Para
microscopists pertama memiliki banyak masalah dengan masalah ini, dan
untuk waktu yang lama mikroskop awal, seperti teleskop awal,
menghasilkan gambar buram. Masalah ini dipecahkan ketika mereka mulai menggunakan tujuan terbuat dari dua lensa dengan indeks bias yang berbeda. Tujuan
ini dirancang sedemikian rupa bahwa cacat kromatik yang dihasilkan oleh
lensa pertama adalah dikompensasi oleh cacat berlawanan yang dihasilkan
oleh lensa kedua. Ini
memiliki hasil yang berbagai warna (atau panjang gelombang) yang
difokuskan pada (hampir) lokasi yang sama - sehingga menghasilkan gambar
yang lebih tajam.
Biasanya,
lensa ini yang disemen bersama dalam berpasangan (doublet) dan warna
merah dan biru pada gambar yang dibuat bertepatan. (Warna lain tidak mungkin bertepatan dengan sempurna.) Ini dikenal sebagai lensa achromatic. Kadang-kadang
mereka yang disemen bersama-sama dalam kelompok tiga (triplet) untuk
mendapatkan kebetulan berwarna tiga warna - biasanya merah, hijau dan
biru. Lensa ini disebut apochromatic, dan mereka jauh lebih baik dibandingkan lensa achromatic. Dalam kasus lain lensa individu disimpan terpisah.
Tujuan
juga menderita oleh penyimpangan lainnya, di antara mereka adalah
penyimpangan bola yang mungkin bentuk terburuk dari penyimpangan setelah
penyimpangan berwarna. Tujuan planachromatic menghasilkan gambar datar dan dirancang untuk fotografi. Jenis koreksi berwarna digunakan dalam tujuan-tujuan ini antara antara achromatic dan tujuan apochromatic.
Dengan
normal lensa (non achromatic), Anda dapat mendapatkan gambar yang cukup
baik selama Anda membatasi diri untuk perbesaran moderat. Untuk mendapatkan perbesaran tinggi, Anda benar-benar membutuhkan lensa achromatic. Untuk proyek ini, kita dapat menggunakan lensa achromatic baik atau non-achromatic. Penggunaan lensa yang normal menunjukkan efek chromatic aberration dan pentingnya menghilangkan sebagai perbesaran meningkat. Secara
umum, penggunaan lensa yang normal memungkinkan Anda untuk mendapatkan
gambar yang memuaskan sampai sekitar 100 X, memberikan Anda menggunakan
diafragma di depan tujuan.
Tujuannya adalah bagian paling penting dari mikroskop. Produsen
mikroskop komersial desain tujuan mereka dengan cara perhitungan optik
kompleks dan menghasilkan lensa sesuai dengan parameter yang mereka
telah didefinisikan secara analitis. Baik desain dan pembuatan tujuan berada di luar jangkauan amatir. Namun,
meskipun tujuan fabrikasi lebih kompleks daripada eyepieces, kita akan
mencoba untuk membuat tujuan yang lebih baik daripada yang kita gunakan
dalam bagian pertama. Kami akan mencoba untuk mendapatkan kinerja terbaik mungkin dengan lensa normal. Setiap perbaikan lebih lanjut akan memerlukan penggunaan lensa achromatic.
Sekali lagi, lensa kaca biasanya berkualitas lebih tinggi daripada lensa plastik. Jadi,
sebagai langkah pertama, jika Anda memiliki fokus pendek-panjang
Plano-cembung lensa kaca, gunakan mereka daripada lensa plastik.
Jika Anda memiliki lensa teropong, menggunakannya sebagai kondensor. Timur dengan lensa mata ke atas.
Dalam tujuan diproduksi, lensa pertama (yang paling dekat dengan spesimen) sering dibuat dari lensa Plano-cembung kecil. Hal ini diikuti oleh satu atau lebih lensa lain. Mereka dapat Plano-cembung, meniskus atau lensa achromatic. Biasanya, lensa ditempatkan dengan bidang atau permukaan cekung ke spesimen. Ketika dua doublet achromatic yang sama yang digunakan, mereka sering ditempatkan dalam susunan simetris. Jenis
lain dari tujuan mengikuti skema yang mirip dengan ini, dan koreksi
penyimpangan berwarna tidak selalu dibuat dengan lensa disemen. Seringkali, tujuan daya rendah yang terbuat dari achromatic doublet tunggal.
Untuk pembangun mikroskop amatir, pembangunan tujuan harus mengikuti prinsip-prinsip:
- Jangan mencoba untuk mendapatkan pembesaran tinggi.
- Gunakan sebagai lensa sesedikit mungkin.
- Gunakan Plano-cembung lensa atau menisci atau doublet achromatic.
- Tempatkan lensa paling kuat terdekat dengan spesimen. (Bila mungkin, gunakan lensa Plano-cembung).
- Jauhkan pesawat atau permukaan cekung berbalik menuju spesimen.
- Cobalah untuk menjaga semua lensa berpusat.
- Stop-bawah tujuan dengan diafragma untuk mengurangi penyimpangan.
- Jika memungkinkan, gunakan achromatic doublet saja.
- Jika Anda menggunakan dua doublet achromatic identik, tempat mereka saling berhadapan dalam simetri cermin, dan mencoba untuk menjaga mereka pada jarak yang berbeda.
- Cobalah untuk menggunakan lensa Plano-cembung diikuti oleh achromatic doublet, atau dua doublet sama.
- Jangan mencoba untuk mendapatkan pembesaran tinggi.
- Gunakan sebagai lensa sesedikit mungkin.
- Gunakan Plano-cembung lensa atau menisci atau doublet achromatic.
- Tempatkan lensa paling kuat terdekat dengan spesimen. (Bila mungkin, gunakan lensa Plano-cembung).
- Jauhkan pesawat atau permukaan cekung berbalik menuju spesimen.
- Cobalah untuk menjaga semua lensa berpusat.
- Stop-bawah tujuan dengan diafragma untuk mengurangi penyimpangan.
- Jika memungkinkan, gunakan achromatic doublet saja.
- Jika Anda menggunakan dua doublet achromatic identik, tempat mereka saling berhadapan dalam simetri cermin, dan mencoba untuk menjaga mereka pada jarak yang berbeda.
- Cobalah untuk menggunakan lensa Plano-cembung diikuti oleh achromatic doublet, atau dua doublet sama.
Penggunaan lensa achromatic akan mengakibatkan gambar berkualitas tinggi tanpa perlu menghentikan-down tujuan. Membeli 10X atau 20X tujuan achromatic akan menghilangkan banyak masalah. Jika Anda menggunakan tujuan komersial khusus dirancang untuk mikroskop, tabung panjang L mekanik (biasanya 160 atau 170 mm) harus ditulis di atasnya. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 12, ini adalah jarak antara berhenti dari tujuan dan bahwa dari lensa mata. Jelas,
jika Anda menggunakan tujuan achromatic untuk mikroskop, Anda harus
menggunakan lensa berkualitas baik juga, seperti lensa 10X Huygens.
Di pasar ada juga infinity-dikoreksi tujuan. Dalam kasus ini, panjang tabung mekanik diindikasikan oleh simbol untuk tak terhingga. Tujuan ini dirancang untuk spesimen berada pada titik fokus yang tepat tujuan. Hal ini menyebabkan gambar yang dihasilkan di tak terhingga. Lensa menengah harus ditempatkan dalam tabung tubuh untuk fokus gambar ini pada bidang fokus lensa mata. Karena kebutuhan untuk lensa menengah, penggunaan tak terbatas-dikoreksi tujuan adalah sedikit lebih rumit daripada yang normal. Demi kesederhanaan itu adalah lebih baik untuk menghindari jenis obyektif. Jika Anda ingin informasi lebih lanjut tentang tujuan, silakan lihat situs web yang saya telah menunjukkan dalam bibliografi.
Ekspresi
berikut akan membantu Anda untuk menghitung panjang fokus dan kekuatan
eyepieces sederhana dan tujuan, dengan asumsi mereka adalah sistem lensa
tipis. Semua dimensi dinyatakan dalam mm. Untuk menentukan panjang fokus lensa ini membaca artikel kami: " Dari Lensa untuk Instrumen Optik ".
Tabel 1 - Beberapa formula optik
| ||
Terminologi
| f | panjang fokus lensa tunggal atau sistem lensa |
| p | Tujuan-obyek jarak jauh | |
| q | Tujuan-gambar jarak jauh | |
| f suatu | panjang fokus lensa A (misalnya: lensa lapangan) | |
| f b | Panjang fokus lensa B (misalnya: lensa mata) | |
| f ab | fokus panjang dari sistem dua lensa A dan B | |
| d | Jarak antara dua lensa tipis | |
| D | jarak pesawat fokus dari lensa depan | |
1
| hubungan antara panjang fokus dan jarak p dan q | 1 / f = 1 / p + 1 / q |
2
| panjang fokus sistem dua lensa (misalnya: lensa mata) | f ab = f f b / (a + f f b-d) |
3
| distance of the front focal plane from the nearer lens | D = f ab ( f b -d)/f b |
4
| eyepiece magnification power | M ep = 250/f ab |
5
| objective magnification power | M ob = q/p |
6
| magnification power of the microscope | M mic = M ob × M ep |
The
microscope described in the first part of this article is focused
simply by pushing the body tube up and down by hand. This,
unfortunately, does not exhibit the fine control that we would like.
However, with a little effort you can add a steel wire mechanism that
will give better control over the motion of the tube. As you turn a
knob, the steel wire will gently, but firmly, pull the body tube up or
down. (See Figure 13.) This improvement will cost you little more than
another dollar or two.
Materials for the focusing device:
- Steel cable for model aircraft construction (0.4 mm-diameter nylon-coated flexible steel braided cable. The outside diameter of this cable should be 0.7 mm). You can buy this cable in a model aircraft or hardware store.
- Steel shaft ø 10 mm (its surface has to be regular and smooth)
- Two knobs
- two flat tip M 4 x 5 set bolts for the knobs
- 10 x 20 x 70 mm rigid plastic to make the two bearings for the shaft
- two cylindrical head tapping screws ø 3.5 x 35 mm for the bearings
- A tube to obtain the spacers
- An aluminum block 8 x 10 x 25 mm to make the two ends for the cable
- Two M 3 x 7 mm bolts and nuts to hold the lug support to the tube
- Two flat tip M 3 x 5 set bolts to stop the cable.
- Steel cable for model aircraft construction (0.4 mm-diameter nylon-coated flexible steel braided cable. The outside diameter of this cable should be 0.7 mm). You can buy this cable in a model aircraft or hardware store.
- Steel shaft ø 10 mm (its surface has to be regular and smooth)
- Two knobs
- two flat tip M 4 x 5 set bolts for the knobs
- 10 x 20 x 70 mm rigid plastic to make the two bearings for the shaft
- two cylindrical head tapping screws ø 3.5 x 35 mm for the bearings
- A tube to obtain the spacers
- An aluminum block 8 x 10 x 25 mm to make the two ends for the cable
- Two M 3 x 7 mm bolts and nuts to hold the lug support to the tube
- Two flat tip M 3 x 5 set bolts to stop the cable.
The
heart of this focusing device is a thin and flexible steel cable that
is fixed to both top and bottom of the body tube (see Figure 14). The
cable is pulled by a rotatable shaft that passes through bearings fixed
to one of the tube's supports. The bearings for this shaft could be
plastic blocks screwed to the support, but you may have other ideas. By
referring to the figure 13, the holes for the screws have to be 0.5 mm
larger than the screws to allow the bearings to align with the shaft. On
the contrary, the holes for the shaft have to be exact while allowing a
fluent movement.
Before
mounting this system, deepen the notches of the wooden supports in order
to allow the passage of the ends and their attached hardware. Slip the
shaft onto the plastic bearings and screw them to the wooden supports.
Make sure that the cable is parallel to the body tube. Drill the knobs
to the same diameter of the shaft. With a file, make a little flat
surface on the shaft. Mount a bolt on each knob and mount them on the
shaft.
You
may want to clamp the plastic bearings to the wooden support
temporarily before you install the shaft and the cable. Once the shaft
and cable are in place, the plastic bearings can be shifted so that the
cable lines up with the tube. When you are happy with the lay-out, screw
the plastic bearings to the wooden support.
The
cable must be quite flexible because it has to be wrapped four times
around the shaft to develop enough friction. Figure 14 shows how the
cable ends are attached to the body tube. Two ends (in aluminum or
steel) are bolted to the body tube. Cut a piece of 330 mm from the steel
cable. Made a knot in the bottom part and made the cable pass through
the hole in the lower end. Wrap the cable for four turns around the
shaft. Now, made the cable pass through the upper end. Arrange the turns
side by side, then, with a pincer clamp the end of the cable and pull
with a force of 2 Kg about wile moving forwards and backward the knobs.
Stop the cable with the upper bolts against each other. Repeat the
operation some times, until the cable is enough tightened. The main tube
has to move easily but firmly. Make sure that the cable does not slip
on the shaft when the shaft is turned. If it does, repeat the tension of
the cable.
Now, the role
of brake (that prevent to the main tube to fall) are performed by the
bearings of the shaft. So, you can relax the wooden "V" supports. If
necessary, make a saw cutting on each bearing so that by tightening the
screw, the braking force increases.
Despite
its odd appearance, this focusing system works very well. Its movement
is more fluid than the much more complicated (and expensive) mechanism
that uses a dovetail slide and a rack and pinion.
|
High
quality microscopes are usually equipped with both coarse-focus and
fine-focus adjustments. The coarse adjustment provides a quick but rough
focus, while the fine-focus allows you to make a more precise
adjustment. To equip our little microscope with a fine focusing
adjustment, we will use a mechanism that lifts the stage by a fraction
of a millimeter. Since the stage is screwed solidly to the microscope
body we can't expect to move it very much. The mechanism I have chosen
to lift the stage is simple but effective. As shown in Figure 15, it is a
differential screw made up of two coaxial bolts of different pitch.
When the differential screw is rotated counterclockwise, the larger bolt
will come out of its nut a greater distance than the smaller bolt goes
in. The stage will be pushed upwards by a distance equal to the
difference of the pitch of the two bolts.
To
make this fine focusing mechanism, you can use a M 3 and a M 5 bolts.
Because the thread of one bolt has a pitch of 0.8 mm while the thread of
the second has a pitch of 0.5 mm, a complete rotation of the
differential screw will lift the stage only of 0.3 mm.
First,
cut away their heads then join them end-to-end. To join the two bolts,
with a lathe drill and thread one end of the M 5 bolt, screw and tighten
the two bolts together in a coaxial way. With washers and nuts, fix a
cap from a tube of toothpaste on the middle portion of the differential
screw. The differential screw has to be 10 mm about longer than the
distance between the base and the stage. Drill two aligned holes, one
under the stage and the other on the base of the microscope. With a
vise, press the two nuts into these holes.
In
order to mount the differential screw, relax the bolt that fix the
stage, then screw the differential screw in the M 5 nut for about 11 mm.
Tighten again the bolts of the stage, then screw the differential screw
into the M 3 nut. You should attain a position where the differential
screw turns freely. Always keep the differential screw in this position,
except for when you use this focusing device.
You
should not rotate the differential screw for more than one turn. Before
you use the fine adjustment, make sure that you get the best focus you
can with the coarse adjustment, then sharpen up the image with the fine
adjustment.
| 
Figure 15 - Fine focusing device
made using a differential screw. |
 |
The
role of the condenser is to concentrate the light on the specimen. This
is particularly important at high magnifications where more intense
light is required. For example, a magnification of 100 requires four
times as much light as a magnification of 50 – if you want to maintain
the image brightness.
Converging lens and rotating diaphragm
For this simple microscope, a condenser is not indispensable, but if you exceed the 100 magnifications it become necessary. A simple condenser is a strong plano-convex lens installed under the hole in the stage. This lens should have a focal length of about 25 mm, and it must have the plane surface turned upward. If you can obtain better optical components, you could add a second powerful biconvex lens under the first one as illustrated in figure 16. It is also possible to use an eyepieces as condenser. With a few money, it is possible to buy in the stalls (booths?) good quality binoculars.
Commercial
microscope condensers are usually provided with an iris diaphragm,
where the aperture is continuously variable. An iris diaphragm is rather
expensive for this simple microscope, and making one would be a rather
laborious undertaking. Besides, the rotating diaphragm described above
will work well even though it is not very sophisticated. If you do
obtain an iris diaphragm, place it under the condenser.
Adjusting the condenser diaphragm
In a commercial microscope with its diaphragm at the maximum aperture, the images are well-resolved, but they are pale and without contrast. As we narrow the aperture, the image will gain contrast, and the outlines will become more pronounced. Moreover, the depth of field will increase. However, as we continue to narrow the aperture, the outline of the objects will fuse and the sharpness of the image will degrade. So, adjust the aperture until you find the best balance between sharpness and contrast of the image. |
Mirror and window
Set the microscope close to a window and direct some light on the specimen with the mirror. This is the simplest illuminating system. It is usually used by student microscopes – even those with achromatic objectives, but it is not the best solution.
Mirror and lamp with frosted bulb
If you try to use a fluorescent tube as a light source, you will notice that only the lines running in one direction will be focused; the others will be blurred. This is due to the long and narrow shape of the fluorescent tube. Windows that have irregular shapes can produce a similar effect. What we want are circular and uniformly bright sources of light. Try using a frosted light bulb placed some centimeters from the mirror. This is the best and simplest illuminating condition for this microscope.
Set the microscope close to a window and direct some light on the specimen with the mirror. This is the simplest illuminating system. It is usually used by student microscopes – even those with achromatic objectives, but it is not the best solution.
Mirror and lamp with frosted bulb
If you try to use a fluorescent tube as a light source, you will notice that only the lines running in one direction will be focused; the others will be blurred. This is due to the long and narrow shape of the fluorescent tube. Windows that have irregular shapes can produce a similar effect. What we want are circular and uniformly bright sources of light. Try using a frosted light bulb placed some centimeters from the mirror. This is the best and simplest illuminating condition for this microscope.
Lamp and diffuser
The light sources described above are separate from the microscope. This means that once you are set up you won't be able to move the microscope without altering your lighting conditions. This can be frustrating. We would like to have a light source that moved with the microscope – eg: one that is part of the microscope body. One way of achieving this is by removing the mirror and replacing it with an illuminator. This can be a closed box containing a lamp. The box has a circular hole in its lid directly below the hole in the stage. The hole of the box must be covered by a diffuser of frosted glass so that the filament of the lamp is not visible. You will need to conduct some tests to determine the best diameter of the hole and the best distance from the microscope. You should also provide this illuminator with diaphragms of different aperture and with a blue filter to raise the color temperature of the filament lamp. With a little effort you can make the intensity of the light adjustable. If you build this illuminator, use a low voltage lamp and materials that are heat-resistant and electrically non-conductive.
The light sources described above are separate from the microscope. This means that once you are set up you won't be able to move the microscope without altering your lighting conditions. This can be frustrating. We would like to have a light source that moved with the microscope – eg: one that is part of the microscope body. One way of achieving this is by removing the mirror and replacing it with an illuminator. This can be a closed box containing a lamp. The box has a circular hole in its lid directly below the hole in the stage. The hole of the box must be covered by a diffuser of frosted glass so that the filament of the lamp is not visible. You will need to conduct some tests to determine the best diameter of the hole and the best distance from the microscope. You should also provide this illuminator with diaphragms of different aperture and with a blue filter to raise the color temperature of the filament lamp. With a little effort you can make the intensity of the light adjustable. If you build this illuminator, use a low voltage lamp and materials that are heat-resistant and electrically non-conductive.
Light Emitting Diode (LED)
Today, you can use luminous LED that supply a white and very bright light. These devices produce little heat, have a low energy consumption and are very suitable to build systems of illumination for microscopes. In order to control the brightness of the LED, provide the system by a rheostat http://www.funsci.com/fun3_en/usph/usph.htm .
Today, you can use luminous LED that supply a white and very bright light. These devices produce little heat, have a low energy consumption and are very suitable to build systems of illumination for microscopes. In order to control the brightness of the LED, provide the system by a rheostat http://www.funsci.com/fun3_en/usph/usph.htm .
Illumination with lamp, lenses and mirror - Köhler illumination
High magnification requires very bright illumination, and there is a technique invented by Köhler – called Köhler illumination – that produces an intense and homogeneous bundle of light. This technique has become standard in modern microscopy. The apparatus is quite complicated, however, and its use is probably not justified for this project. Finally, on the condenser is usually placed a blue filter that increases the color temperature of the filament lamp.
High magnification requires very bright illumination, and there is a technique invented by Köhler – called Köhler illumination – that produces an intense and homogeneous bundle of light. This technique has become standard in modern microscopy. The apparatus is quite complicated, however, and its use is probably not justified for this project. Finally, on the condenser is usually placed a blue filter that increases the color temperature of the filament lamp.
If
you have arrived this far, it means you are ready to build a little
Do-It-Yourself jewel: a microscope whose quality will amaze all those
who try it, and in particular those who already have a microscope.
Obviously, in order to achieve such a feat, I had to introduce some
improvements that will raise the cost of this instrument to about 60
dollars. What characterizes this model is the use of purchased optics.
The design of this microscope enables you to observe protozoa,
unicellular algae, tissue sections and permanent preparations.
The
structure of this microscope is the one you are familiar with and it
can be made out of wood, Plexiglas and other materials. It is equipped
with coarse focus (steel cable) and fine focus (differential screw). The
optics consists of an achromatic 20 or 25 X achromatic objective, a 10 X
eyepiece for microscopes and a binocular eyepiece as a condenser.
 |  |
Figure 17 - Microscope for observing protozoa.
The objective and the eyepiece are bought, The condenser is made with an eyepiece for binoculars. |
Figure 18 - Shot of a rotifer taken through the microscope
for observing protozoa. Field = approximately 0.6 mm. |
Mount
the eyepiece "condenser" at the same level as the stage and with the
lens of the eye upward. Make a rotating diaphragm with 6 holes of the
following diameters: 16, 12, 10, 8, 6 and 4 mm. Mount the rotating
diaphragm a few millimetres below the "condenser". In order to follow
the incessant movements of the protozoa, purchase a device which allows
you to move the microscope slides. This should cost about 20 euro. The
coarse focusing, the fine focusing and the adjustable mirror will
complete the instrument (figures 17 and 18).
As
we said, to obtain well-contrasted images, you must carefully eliminate
all internal reflections. To do this, coat the inside of the main tube
with black cardboard or black velvet. Fit an internal diaphragm, being
careful not to intercept the light directed to the eyepiece. In order to
eliminate internal reflections, it can help to use a principal tube of
greater size: between 30 and 34 mm in the outside diameter. In this
case, you will have to modify the dimensions of the upright and the "V"
supports. Also clean the eyepiece and the objective using optical pure
cellulose paper or a clean cotton handkerchief. Because of its
simplicity, this microscope allows you to get very sharp and contrasted
images. This is not always possible with microscopes that have the prism
box, which often have internal reflections that are not easily
eliminated and over time accumulate dust and patinas on optical
surfaces.
The length of
the tube of this microscope must be the one indicated on the objective
(Figure 12). With an objective of 20 or 25 X and a 10 X Huygens
eyepiece, you will obtain a magnification of 200 or 250 X that is
perfect for observing protozoa and other microorganisms living in
stagnant water. That is the main feature of this microscope and I'm sure
you will appreciate the miniature world that this instrument will open
up to you.
I
have already told you how you can get the lenses needed to build the
first microscope of this article. The optical components for this last
microscope can be purchased in:
- surplus market;
- opticians, photography and microscope shops;
- photography, astronomy, minerals and electronics fairs where it is often possible to find lenses and optical instruments, both new and used;
- Internet auctions (eg Ebay);
- Mail order retailers of optical products also present on the Internet.
- surplus market;
- opticians, photography and microscope shops;
- photography, astronomy, minerals and electronics fairs where it is often possible to find lenses and optical instruments, both new and used;
- Internet auctions (eg Ebay);
- Mail order retailers of optical products also present on the Internet.
Unlike
the situation of a few years ago, the Chinese manufactured eyepieces
and objectives are often of high quality, as well as low cost. You can
also obtain binocular eyepieces by demolishing old binoculars or those
purchased at low cost. If you buy your binoculars, choose those with
objectives of 50 mm in diameter, and avoid those of an orange colour.
The objectives of these binoculars could be used to build a nice
stereoscopic microscope.
Here, you can find a series of articles that tell you what to observe with a microscope: what to observe with a microscope .
Although
the little basic instrument described in this article is simple and
costs less than about a dollar to build, it will work quite well.
Moreover, it will give you an introduction to the principles governing
the workings of a professional microscope. Here how with little things
you can understand the big ones. If you are inclined to carry this
project further, you can experiment with different mechanical
improvements, different arrangements of the lenses, higher quality
optics, or you can integrate your instrument with devices that can
improve its performance. Treat this project as 'open-ended'. I hope that
this little project will stimulate your curiosity and your creativity.
Would
you like to know more about microscopes? Here are some resources
available on the internet: The first site, The Molecular Expressions
Website, is a goldmine of information about microscopy.
http://microscopy.fsu.edu/primer/anatomy/anatomy.html Anatomy of the microscope
http://microscopy.fsu.edu/index.html Optics, microscopy, images at the microscope
http://micro.magnet.fsu.edu/optics/ Optics and science
http://en.wikipedia.org/wiki/Eyepiece For more on eyepieces. Wikipedia has many other topics on optics. In particular, look up 'lens (optics)'. It has a nice discussion of aberrations.
http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum.html Pictures and movies of organisms that live in ponds.
http://microscopy.fsu.edu/primer/anatomy/anatomy.html Anatomy of the microscope
http://microscopy.fsu.edu/index.html Optics, microscopy, images at the microscope
http://micro.magnet.fsu.edu/optics/ Optics and science
http://en.wikipedia.org/wiki/Eyepiece For more on eyepieces. Wikipedia has many other topics on optics. In particular, look up 'lens (optics)'. It has a nice discussion of aberrations.
http://micro.magnet.fsu.edu/moviegallery/pondscum.html Pictures and movies of organisms that live in ponds.
.gif)
.gif)
2 Responses So Far:
bung, materi yang anda suguhkan menarik. Akan tetapi lebih baik lagi jika anda telah melakukannya, atau setidaknya membacanya dan menulis ulang dalam bahasa indonesia yang baik. Maaf, sekedar anda tahu siapapun jika membaca artikel ini pasti mengira anda hanya mentranslate artikel dengan software atau google translate yang notabene masih banyak errornya, yang baca jadi bingung. Saran altrnatif, suguhkan saja artikel ini dalam teks aslinya..
yaps,translate'nya jangan setengah"
donl gun's
Posting Komentar