Durant els seus gairebé 300 anys d'història de desenvolupament, el microscopi probablement s'ha convertit en un dels instruments òptics més populars, àmpliament utilitzat en totes les àrees de l'activitat humana. És especialment difícil sobreestimar el seu paper a l'hora d'ensenyar als escolars que aprenen amb els seus propis ulls el micromón que els envolta.
Una característica distintiva del microscopi proposat és l'ús "no estàndard" d'una càmera web convencional. El principi de funcionament és registrar directament la projecció dels objectes en estudi sobre la superfície de la matriu CCD quan s'il·lumina per un feix de llum paral·lel. La imatge resultant es mostra al monitor d'un PC.
En comparació amb un microscopi convencional, el disseny proposat no té un sistema òptic format per lents, i la resolució ve determinada per la mida de píxel de la matriu CCD i pot arribar a diverses micres. L'aspecte del microscopi es mostra a la Fig. 1 i fig. 2. Com a càmera web es va utilitzar el model “Wcam 300A” de Mustek, que té una matriu CCD de color amb una resolució de 640x480 píxels. La placa electrònica amb la matriu CCD (Fig. 3) es retira de la caixa i, després de petites modificacions, s'instal·la al centre de la caixa estanca a la llum amb una tapa que s'obre.La modificació de la placa va consistir en la revenda del connector USB per tal de poder instal·lar un vidre protector addicional a la superfície de la matriu CCD i segellar la superfície de la placa.
A la coberta de l'habitatge es fa un forat passant, al centre del qual un bloc de tres LEDs diferents colors de resplendor (vermell, verd, blau), que és una font de llum. Bloc LEDs, al seu torn, està cobert amb una carcassa a prova de llum. Ubicació remota LEDs des de la superfície de la matriu permet formar un feix de llum aproximadament paral·lel sobre l'objecte de mesura.
La matriu CCD es connecta al PC mitjançant un cable USB. El programari és estàndard i s'inclou amb la càmera web.
El microscopi proporciona un augment de la imatge de 50...100 vegades, amb una resolució òptica d'unes 10 micres amb una freqüència de refresc de la imatge de 15 Hz.
El disseny del microscopi es mostra a la Fig. 4 (no a escala).
Per protegir-lo dels danys mecànics, s'instal·la un vidre protector de quars 6 amb dimensions 1x15x15 mm a la finestra d'entrada de la matriu CCD 7 per protegir-lo dels danys mecànics. La protecció de la placa electrònica de líquids i danys mecànics s'assegura segellant la seva superfície amb segellador de silicona 8. L'objecte objecte d'estudi 5 es col·loca sobre la superfície d'un vidre protector 6. Il·luminació LEDs 2 s'instal·len al centre del forat de la coberta 4 i es cobreixen des de l'exterior amb una carcassa de plàstic a prova de llum 3. La distància entre l'objecte en estudi i el bloc LEDs és d'aproximadament 50...60 mm.
Els LED d'il·luminació (Fig. 5) s'alimenten amb la bateria 12 de tres cel·les galvàniques connectades en sèrie amb una tensió de 4,5 V.L'alimentació s'encén mitjançant l'interruptor SA1, el LED HL1 (1 a la figura 4) és una llum indicadora, situada a la carcassa protectora i indica la presència de tensió d'alimentació. Els LED d'il·luminació EL1–EL3 s'encenen i, per tant, es selecciona el color de la il·luminació mitjançant els interruptors SA2–SA4 (13) situats a la paret lateral de la carcassa 11.
Les resistències R1, R3-R5 limiten el corrent. La resistència R2 (14) està dissenyada per ajustar la brillantor dels LED EL1-EL3; s'instal·la a la paret posterior de la caixa. El dispositiu utilitza resistències constants S2-23, MLT, resistències variables - SPO, SP4-1. Interruptor d'alimentació SA1 - MT1, interruptors SA2 - SA4 - polsador SPA-101, SPA-102, LED AL307BM es pot substituir per KIPD24A-K
Com que la mida aparent de les imatges de sortida depèn de les característiques de la targeta de vídeo utilitzada i de la mida del monitor, el microscopi requereix calibratge. Consisteix a registrar un objecte de prova (regle transparent escolar), les dimensions del qual es coneixen (Fig. 6). Mitjançant la mesura de la distància entre els traços de la regla a la pantalla del monitor i correlacionant-los amb la mida real, podeu determinar l'escala de la imatge (ampliació). En aquest cas, 1 mm de la pantalla del monitor correspon a 20 micres de l'objecte mesurat.
Amb un microscopi, podeu observar diversos fenòmens i mesurar objectes. A la Fig. La figura 7 mostra una imatge de perforació làser d'un bitllet de 500 rubles. El diàmetre mitjà dels forats és de 100 µm i és visible una variació en la forma dels forats. A la Fig. La figura 8 mostra una imatge d'una màscara de tub d'imatge en color Hitachi. El diàmetre dels forats és d'unes 200 micres.
Una aranya, la seva pota i el bigoti van ser escollits com a exemples d'objectes biològics; es mostren a la Fig. 9 i fig. 10, respectivament (el diàmetre del bigoti és d'unes 40 micres), el cabell de l'autor (el diàmetre és de 80 micres) - a la Fig.11, escates de peix - a la Fig. 12. És interessant observar els processos de dissolució de les substàncies a l'aigua. Es posen com a exemple els processos de dissolució de sal i sucre. A la Fig. 13,a i fig. La figura 14a mostra partícules de sal seca i cristalls de sucre, respectivament, i a la Fig. 13.6 i fig. 14.6 - el procés de la seva dissolució en aigua. Les zones d'augment de la concentració de substàncies i els efectes de l'enfocament de la llum als centres de dissolució són clarament visibles.
