Mikroskop „Zrób to sam”

Oglądając pewien film na YouTube natknąłem się na mikroskop niezwykle prostej konstrukcji. Jest to mikroskop Antonie-a van Leeuwenhoek-a,, jednego z ojców-założycieli mikrobiologii. Historia odkryć dokonanych tym mikroskopem jest niezwykle ciekawa, ale dzisiaj skoncentrujemy się na konstrukcji samego przyrządu. Przed Wami krótka opowieść o tym jak zbudowałem własny mikroskop. A zarazem instrukcja jak możecie pójść w moje ślady.

Mikroskop ten to właściwie niezwykle mała soczewka osadzona w metalowej płytce połączona z uchwytem przytrzymującym badany obiekt.

Replika Mikroskopu Leeuwenhoek-a (foto: wikipedia)

Mikroskop wykorzystuje fakt, że moc skupiająca soczewki jest odwrotnie proporcjonalna do promienia soczewki.

(Rysunek: wikipedia)

Moc skupiająca będącą matematyczną odwrotnością ogniskowej soczewki można wyrazić następującym wzorem:

Gdzie  to ogniskowa, to współczynnik załamania materiału (dla większości materiałów ) soczewki, to współczynnik załamania powietrza () , a i to promienie krzywizn roboczych soczewki. Zakładając, że soczewka jest dwuwypukła o tym samym promieniu obydwu płaszczyzn, wzór na zdolność skupiającą można uprościć do:

Aby soczewka miała dużą zdolność skupiającą musi mieć jak najmniejszy promień krzywizny.
Mikroskop Leeuwenhoek’a zawiera tylko jedną soczewkę, więc można powiedzieć, że jest właściwie szkłem powiększającym o bardzo dużej mocy. Wiąże się to z jedną, dosyć nieprzyjemną właściwością przyrządu – aby oglądać preparaty należy przyłożyć soczewkę bardzo blisko oka.

Pomyślałem że można by było zbudować coś takiego wykorzystując kulkę żelu krzemionkowego (takiego z pakietów pochłaniających wilgoć w pudełku z butami, albo z wieczka od tuby tabletek musujących). Taka kulkę można potraktować jako dwuwypukłą soczewkę. Zamiast przykładać taką soczewkę do oka, można ją przykleić do kamerki telefonu i oglądać powiększony obraz na ekranie. W ten sposób skrystalizowała się idea mikroskopu.

Zacząłem od doboru soczewki, otworzyłem torebkę i znalazłem najmniejszą i najprzejrzystszą kulkę. Mały rozmiar jak poprzednio ustaliliśmy gwarantuje dużą zdolność skupiającą.

Oto wynik poszukiwań:

Następnie trzeba przymocować naszą soczewkę do aparatu telefonu. W małym wyciętym kawałku szarej taśmy pinezką przebiłem dziurkę o średnicy nieco mniejszej niż kulki.

Następnie w otwór ostrożnie wcisnąłem kulkę.

Tak przygotowany „obiektyw” przykleiłem do obiektywu aparatu w telefonie. Kulka powinna zleźć się jak najdokładniej na środku obiektywu kamery, tak aby w podglądzie aparatu otwór znalazł się na środku ekranu.

Teraz przejdźmy do przygotowania preparatu który będziemy oglądać naszym mikroskopem.

Z plastikowego przeźroczystego opakowania (na przykład po sałatce warzywnej) wyciąłem dwa kawałki. Jeden w w kształcie podłużnego prostokąta np 5 x 1.5cm oraz mniejszy np 1 x 1.5cm

Na podłużnym kawałku plastiku nałożyłem próbkę (na zdjęciu kropla krwi) a następnie docisnąłem ją drugą.

       

W wypadku soli po prostu nasypałem parę ziarenek i po prostu uważałem żeby nie spadły z prostokąta.

Przejdźmy teraz do ustawienia wszystkiego tak, aby móc w końcu uzyskiwać upragniony obraz mikroskopowy. Zacząłem od ustawienia latarki tak, aby świeciła do góry. Na niej położyłem preparat, tak aby przechodziło przez niego światło latarki. Obok latarki ustawiłem stos książek o wysokości zbliżonej do wysokości tejże latarki. Na stosie położyłem bloczek karteczek samoprzylepnych. Posłużyły one jako regulacja odległości obiektywu mikroskopu od preparatu. Odległość tą można było ustalić całkiem precyzyjnie zmieniając ilość karteczek w bloczku.

Zdjęcie rzeczywistego układu:

Efekty działania zaskoczyły moje najśmielsze oczekiwania, oczywiście mikroskop nie dorównuje tym dostępnym w sklepach ani ostrością obrazu ani powiększeniem, ale osiąga zadziwiająco dużo zważywszy na całkowicie bezkosztową budowę.

A oto zdjęcia które udało mi się wykonać tym zestawem:

czubek igły

 

ziarnka soli

 

krew

Jeśli powiększy się ostatnią mikrofotografię można zauważyć ziarnistości.

Widoczna ziarnistość

Dla porównania mikrofotografia krwi wykonana przeze mnie prawdziwym amatorskim mikroskopem:

Zdjęcie wykonane kulką zaczyna wyglądać znajomo. Pozostaje tylko sprawdzić, czy rozmiar się zgadza. Załóżmy, że przeciętne ziarnko soli ma ok 0.3 mm. Na fotografii przełożyło się to na 400 pixeli. Zatem 1 pixel to (około)

Ziarnistości na zdjęciu mają około 7-8 pixeli co daje nam 5 – 6μm To dobrze pasuje do rozmiaru ludzkiej komórki krwi , która ma średnicę 6-7 μm. Bingo!
Podsumowując, jestem niezwykle zadowolony z osiągniętego efektu, zważywszy, że mikroskop można wykonać praktycznie za darmo.  Podczas poszukiwań informacji do tego artykułu okazało się, że nie jestem jedyną osobą, która wpadła na pomysł wykorzystania żelu krzemionkowego jako soczewki mikroskjpu, więc nie mogę sobie przypisać tego pomysłu. Tak czy inaczej, mam nadzieję, że ten artykuł okaże się przydatny i pozwoli wszystkim zainteresowanym zrobić pierwszy krok w świat mikroskopii.

-->

Jeden komentarz do "Mikroskop „Zrób to sam”"

  • 2 września 2018 at 13:46
    Permalink

    Super, pokażę dzieciakom, pewnie będzie sporo zabawy! Ciekawe tylko kto się zgłosi na ochotnika i da się ukłuć 🙂

    Reply

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

 pozostało znaków