MICROSCOP FĂRĂ LENTILE.

Send

De-a lungul istoriei sale de aproape 300 de ani de dezvoltare, microscopul a devenit probabil unul dintre cele mai populare dispozitive optice utilizate pe scară largă în toate domeniile activității umane. Este deosebit de dificil să-i supraestimăm rolul în învățarea școlarilor care cunosc microcosmosul din jur cu propriii ochi.

O caracteristică distinctivă a microscopului propus este utilizarea „non-standard” a unei camere web convenționale. Principiul funcționării constă în înregistrarea directă a proiecției obiectelor studiate pe suprafața matricei CCD atunci când este luminată de un fascicul de lumină paralel. Imaginea rezultată este afișată pe un monitor PC.

Comparativ cu un microscop convențional, proiectul propus îi lipsește un sistem optic format din lentile, iar rezoluția este determinată de dimensiunea pixelului matricei CCD și poate ajunge la unități de microni. Aspectul microscopului este prezentat în Fig. 1 și fig. 2. Modelul Wcam 300A de la firma Mustek a fost utilizat ca o cameră web.Are un CCD color cu o rezoluție de 640x480 pixeli. O placă electronică cu o matrice CCD (Fig. 3) este îndepărtată din carcasă și, după un pic de rafinament, este instalată în centrul carcasei impermeabile cu un capac de deschidere. Finalizarea plăcii a constat în re-sudarea conectorului USB pentru a oferi posibilitatea instalării sticlei de protecție suplimentare pe suprafața matricei CCD și a sigilării suprafeței plăcii.

S-a făcut o gaură de trecere în capacul carcasei, în centrul căreia se află un bloc de trei LED-uri de diferite culori strălucitoare (roșu, verde, albastru), care este o sursă de lumină. La rândul său, blocul LED este închis printr-o carcasă opacă. Locația de la distanță a LED-urilor de pe suprafața matricei permite formarea unui fascicul de lumină aproximativ paralel la obiectul de măsurare.

CCD-ul este conectat la un computer folosind un cablu USB. Software - full-time, inclus în livrarea camerei web.

Microscopul asigură o mărire a imaginii de 50 ... 100 de ori, cu o rezoluție optică de aproximativ 10 microni cu o rată de actualizare a imaginii de 15 Hz.

Proiectarea microscopului este prezentată în Fig. 4 (nu la scară).

Pentru fereastra de intrare a matricei CCD 7 pentru protecția sa împotriva deteriorărilor mecanice, s-a instalat un geam de protecție cuarț 6 cu dimensiuni de 1x15x15 mm. Protecția plăcii electronice împotriva lichidelor și a daunelor mecanice este asigurată prin sigilarea suprafeței sale cu sigilant siliconic 8. Obiectul de testare 5 este plasat pe suprafața sticlei de protecție 6. LED-urile de iluminare 2 sunt instalate în centrul deschiderii capacului 4 și sunt închise extern printr-o carcasă din plastic rezistentă la lumină 3. Distanța dintre obiectul de test și blocul LED este de aproximativ 50 ... 60 mm.

LED-urile de alimentare (Fig. 5) sunt alimentate de o baterie de 12 din trei celule de 4.5 V. conectate în serie. Puterea este pornită de comutatorul SA1, LED-ul HL1 (1 în Fig. 4) este indicator, situat pe capacul de protecție și semnalează prezența tensiunea de alimentare. LED-urile de iluminare EL1-EL3 sunt pornite și astfel culoarea de iluminare este selectată de întrerupătoarele SA2-SA4 (13) situate pe peretele lateral al carcasei 11.

Rezistori R1, R3-R5 - limitarea curentului. Rezistorul R2 (14) este proiectat pentru a regla luminozitatea LED-urilor EL1-EL3, este instalat pe peretele posterior al carcasei. Aparatul folosește rezistențe constante C2-23, MLT, variabilă - SPO, SP4-1. Întrerupător de alimentare SA1 - MT1, întrerupătoare SA2-SA4 - butonul SPA-101, SPA-102, LED AL307BM poate fi înlocuit cu KIPD24A-K

Deoarece dimensiunea aparentă a imaginilor de ieșire depinde de caracteristicile plăcii video utilizate și de dimensiunea monitorului, microscopul necesită calibrare. Ea constă în înregistrarea unui obiect de testare (riglă școlară transparentă), ale cărui dimensiuni sunt cunoscute (Fig. 6). Măsurând distanța dintre cursele riglei de pe ecranul monitorului și corelându-le cu dimensiunea adevărată, puteți determina scara imaginii (mărire). În acest caz, 1 mm din ecranul monitorului corespunde la 20 μm din obiectul măsurat.

Folosind un microscop, puteți observa diverse fenomene și măsura obiecte. În fig. 7 prezintă o imagine a perforației cu laser a unei bancnote cu denumirea de 500 de ruble. Diametrul mediu al găurilor este de 100 μm, este vizibilă împrăștierea găurilor în formă. În fig. 8 este o imagine a unei măști de culoare Hitachi în culori. Diametrul găurilor este de aproximativ 200 microni.

Ca exemplu de obiecte biologice, este selectat un păianjen, laba și mustața; ele sunt arătate în fig. 9 și fig. 10, respectiv (diametrul mustaței este de aproximativ 40 microni), părul autorului (diametru - 80 microni) - în fig. 11, solzi de pește - în fig. 12. Este interesant să observăm procesele de dizolvare a substanțelor în apă. Ca exemplu, sunt prezentate procesele de dizolvare a sării și a zahărului. În fig. 13a și fig. Fig. 14a prezintă particule de sare uscată, respectiv cristale de zahăr, și Fig. 13.6 și fig. 14.6 - procesul dizolvării lor în apă. Zonele cu concentrație crescută de substanțe și efectele focalizării luminii în centrele de dizolvare sunt vizibile în mod clar.