MICROSCOPIO SIN LENTES.

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Durante sus casi 300 años de historia de desarrollo, el microscopio probablemente se ha convertido en uno de los dispositivos ópticos más populares ampliamente utilizados en todas las áreas de la actividad humana. Es especialmente difícil sobreestimar su papel en la enseñanza de los escolares que conocen el microcosmos circundante con sus propios ojos.

Una característica distintiva del microscopio propuesto es el uso "no estándar" de una cámara web convencional. El principio de funcionamiento consiste en el registro directo de la proyección de los objetos estudiados en la superficie de la matriz CCD cuando se ilumina con un haz de luz paralelo. La imagen resultante se muestra en un monitor de PC.

En comparación con un microscopio convencional, el diseño propuesto carece de un sistema óptico compuesto por lentes, y la resolución está determinada por el tamaño de píxel de la matriz CCD y puede alcanzar unidades de micras. La apariencia del microscopio se muestra en la Fig. 1 y la fig. 2. El modelo Wcam 300A de la firma Mustek se utilizó como cámara web y tiene un CCD en color con una resolución de 640x480 píxeles. Se retira una placa electrónica con una matriz CCD (Fig. 3) de la caja y, después de un pequeño refinamiento, se instala en el centro de la caja a prueba de luz con una tapa que se abre. La finalización de la placa consistió en volver a soldar el conector USB para proporcionar la posibilidad de instalar vidrio protector adicional en la superficie de la matriz CCD y sellar la superficie de la placa.

Se hizo un orificio pasante en la cubierta de la carcasa, en el centro del cual hay un bloque de tres LED de diferentes colores brillantes (rojo, verde, azul), que es una fuente de luz. El bloque de LED, a su vez, está cerrado por una carcasa opaca. La ubicación remota de los LED desde la superficie de la matriz permite la formación de un haz de luz aproximadamente paralelo en el objeto de medición.

El CCD está conectado a una PC mediante un cable USB. Software: a tiempo completo, incluido en la entrega de la cámara web.

El microscopio proporciona una ampliación de imagen de 50 ... 100 veces, con una resolución óptica de aproximadamente 10 micras con una frecuencia de actualización de imagen de 15 Hz.

El diseño del microscopio se muestra en la Fig. 4 (no a escala).

Para la ventana de entrada de la matriz CCD 7 para su protección contra daños mecánicos, se instaló un vidrio protector de cuarzo 6 con dimensiones 1x15x15 mm. La protección de la placa electrónica contra líquidos y daños mecánicos se garantiza sellando su superficie con sellador de silicona 8. El objeto de prueba 5 se coloca en la superficie del vidrio protector 6. Los LED de iluminación 2 se instalan en el centro de la abertura de la tapa 4 y se cierran externamente mediante una carcasa de plástico resistente a la luz 3. La distancia entre el objeto de prueba y el bloque de LED es de aproximadamente 50 ... 60 mm.

Los LED de alimentación (Fig. 5) funcionan con una batería de 12 de las tres celdas de 4.5 V conectadas en serie. El interruptor SA1 enciende la alimentación, el LED HL1 (1 en la Fig. 4) es un indicador ubicado en la cubierta protectora y señala la presencia de Tensión de alimentación. Los LED de iluminación EL1-EL3 se encienden y, por lo tanto, el color de la iluminación se selecciona mediante los interruptores SA2-SA4 (13) ubicados en la pared lateral de la carcasa 11.

Resistencias R1, R3-R5 - limitación de corriente. La resistencia R2 (14) está diseñada para ajustar el brillo de los LED EL1-EL3, se instala en la pared posterior de la carcasa. El dispositivo utiliza resistencias constantes C2-23, MLT, variable - SPO, SP4-1. Interruptor de encendido SA1 - MT1, interruptores SA2-SA4 - botón SPA-101, SPA-102, LED AL307BM puede ser reemplazado por KIPD24A-K

Dado que el tamaño aparente de las imágenes de salida depende de las características de la tarjeta de video utilizada y del tamaño del monitor, el microscopio requiere calibración. Consiste en registrar un objeto de prueba (regla escolar transparente), cuyas dimensiones son conocidas (Fig. 6). Al medir la distancia entre los trazos de la regla en la pantalla del monitor y correlacionarlos con el tamaño real, puede determinar la escala de la imagen (aumento). En este caso, 1 mm de la pantalla del monitor corresponde a 20 μm del objeto medido.

Usando un microscopio, puede observar varios fenómenos y medir objetos. En la fig. 7 muestra una imagen de perforación láser de un billete de denominación de 500 rublos. El diámetro promedio de los agujeros es de 100 μm, la dispersión de los agujeros en forma es visible. En la fig. 8 es una imagen de una máscara de máscara de imagen en color de Hitachi. El diámetro de los agujeros es de aproximadamente 200 micras.

Como ejemplo de objetos biológicos, se seleccionan una araña, su pata y bigote; se muestran en la fig. 9 y fig. 10, respectivamente (el diámetro del bigote es de aproximadamente 40 micras), el cabello del autor (diámetro - 80 micras) - en la Fig. 11, escamas de pescado - en la fig. 12. Es interesante observar los procesos de disolución de sustancias en el agua. Como ejemplo, se dan los procesos de disolución de sal y azúcar. En la fig. 13a y la fig. La Fig. 14a muestra partículas de sal seca y cristales de azúcar, respectivamente, y la Fig. 13.6 y la fig. 14.6 - el proceso de su disolución en agua. Las zonas de mayor concentración de sustancias y los efectos de enfocar la luz en los centros de disolución son claramente visibles.