Увеличительное стекло и микроскоп Левенгука
2024 ж. 8 Сәу.
15 929 Рет қаралды
Какое максимальное увеличение может давать увеличительное стекло? Как Левенгук с помощью своих весьма несовершенных линз увидел то, что до него никто не видел, и стал основоположником научной микроскопии?
Ключевые слова: лупа, собирающая линза, фокусное расстояние линзы, мнимое изображение, расстояние наилучшего зрения, увеличение лупы, линейное увеличение, угловое увеличение, разрешение микроскопа, оптические аберрации.
Благодарим вас за интерес к нашей работе!
Получить доступ к дополненным материалам и поддержать нас можно в нашем телеграм-канале: t.me/getaclass_channel/525
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Мир интереснее, чем нам кажется! Галилео выходит на новый уровень. Спасибо вам за то, что вы делаете.
Спасибо за ваш труд. Очень хорошо все показали и объяснили. Ваших объяснений мне как раз не хватало, чтобы лучше понимать эту тему. Ваши ролики надо рекомендовать к просмотру в школах!
Как обладатель микроскопа я таки имею, что ответить на вопрос. Во-первых, линзу тут уже нельзя рассматривать как тонкую, вследствие чего лучи, проходящие на удалении от оптической оси, будут пересекаться уже не в фокусе, а перед ним, это сферическая аберрация. Во-вторых, лучи разных длин волн будут отклоняться на разные углы, что даст хроматические аберрации. Для борьбы с этим используют ахроматические, планахроматические и прочие хитрые объективы. Еще некоторый вклад вносит неточность фокусировки, поскольку глубина резкости тем меньше, чем больше увеличение.
спасибо как всегда интересно 👍 рубахи отдельного лайка заслуживают❤
Вот, что мне нравится в пытливых умах ведущих, это абсолютно всё, чем они занимаются.
Ребята,правильную работу делаете! Спасибо! Уважаем семьёй! Хорошего фокуса, Вам!
Спасибо. Я где-то читал, что в первом микроскопе Левенгука вообще не было стекла. Роль линзы выполняла капля воды. И, благодая вашему ролику, стало понятно, что имелось в виду.
капля руперта )
@@101picofarad это вообще из другой оперы
Капните водичку на экран смартфона. Можно пиксели рассмотреть.
Я недавно делал микроскопы такой же конструкции из стеклянных шариков для рукоделия; они продаются на развес. Шарик диаметром около 1 мм даёт увеличение в ≈280 раз - очень похоже на литературные данные о микроскопах Левенгука.
Сферические аберрации, как тут уже упоминалось, влияют сильно; помогла диафрагма диаметром около 0,5 мм. Влияет ещё и угловой размер источника: при слишком большом изображение расплывается, при слишком маленьком - появляются интерференционные (?) артефакты.
Обалденно! Хочу также вместе с сыном сделать своими руками!!
Спасибо! Думаю, дело в первую очередь в маленькой глубине резкости, а во вторую в сферических аберрациях из-за влияния толщины линзы.
Да, идеальная линза имеет нулевую толщину.
Хорошо подходит линза от камеры телефона. С разбитых телефонов снимаю всегда, делаю крепление под чехол телефона.
Да там всё мешает: - мало света и/или мало контраста (глазами смотреть в окуляр 300х и больше прям боль, но это лечится фотоматрицей и выводом на экран). - неровность, неидеальность формы линзы и неточность расположения линз, неравномерность материалов - это даже не аберрации а просто ограничения материального мира - аберрации - сферическиая и хроматическая - внутренние отражения и другие артефакты - глубина резкости (ГРИП), причём она на одних весах с количеством света - ограничения длины волны: дифракция, интерференция. Причём это начинается не от деталей предмета сопоставимых с длиной волны (как некоторые могут подумать), а от "чего-то в схеме сопоставимого с длиной волны". Например, интерференция на тонких плёнках или кольца Ньютона могут возникнуть.
А, да, забыл. Ещё проблема - глубина предмета. Сколько препаратов и покровных стёкол раздавлено линзами - не сосчитать :)
Великолепно!!! Спасибо вам!
Аберрации, сферическая и хроматическая, разве нет? Линза толстая, линза неидеальной формы. Стало быть, если четкость сносная и есть, то ближе к центру картинки, что, кстати, и наблюдается.
В опыте малая ГРИП - Глубина резко изображаемого пространства, которая обратно пропорциональна фокусному расстоянию объектива и прямо пропорциональна диафрагменному числу. Фокусное расстояние по условиям опыта очень маленькое. В таком случае выручило бы применение диафрагмы малого диаметра и очень яркого освещения.
Могу сказать, что нечёткость изображения пальца объясняется тем, что палец сферической формы, и когда наблюдаем за ближайшей к лупе его частью, то другие части находятся на ином расстоянии, и чтобы их стало видно нормально, надо передвинуть лупу/палец поближе ) Это я когда таракана в микроскоп разглядывал с этим эффектом прям ярковыраженно столкнулся, когда невозможно его целиком разглядеть; или хотя бы его лапку :)
Я спрашивал у Анискина - какой микроскоп лучше для разглядывания букашек - он однозначно ответил что с длинным рабочим отрезком, вроде мбс. В остальных глубина резкости всё испортит.
На мой взгляд, чёткость линз определяется двумя факторами: - насколько маленькая сфера близка по форме к форме шара; - гладкостью поверхности. Первый параметр в инженерном деле называется допуском формы в данном случае сферичность, а второй шероховатостью поверхности. Допуск формы и шероховатость связаны между собой - чем точнее поверхность стеклянного шарика к форме шара, тем более гладкой должна быть поверхность. Увеличение маленьких линз ограничивается возможностью их создания - сферичности и шероховатости поверхности.
А почему мы говорим про сферу? Разве нам в идеале нужна поверхность не четвертного порядка?
@@micmac8171 тут моих познаний не хватает. Но и у поверхности 4 порядка есть своя номинальная поверхность и у поверхности есть шероховатость
По поводу "секрета" микроскопов Левенгука. В Детской энциклопедии 1965 года издания (5 том, стр. 530) есть очень подробное описание изготовления подобного устройства. Линза там делалась аналогичным образом из волокна, полученного вытягиванием стеклянной стойки из разбитой лампочки. Причем использовалась линза полусферическая, для чего шарик подвергался шлифовке и полировке (эти процессы тоже были описаны подробнейшим образом)
Даже подумать не мог о таком микроскопе... Всё гениальное - просто) Расскажите, может есть какой-нибудь простой телескоп?
Мне бы таких преподавателей физики в 1987й год.
В школьные годы делал подобный микроскоп с размером линзы 1мм , изготавливал препараты на стекле и смотрел , правда никаких микробов как Левенгук не увидел .
Делал подобные микроскопы Левенгука в детстве - как раз по этому журналу.
Я не специалист потому могу ошибатся, но гдето читал/слышал что максимальное ограничение для оптических микроскопов, 700 крат. А по вопросу в конце, в начале ограничение связано с чистотой материала линз, со всякими примесями в стекле в общем. А потом иза самой структуры стекла линз, если увеличение становится слишком большим то вы уже начинаете видеть не объект а молекулы стекла линз, потому увидеть то на что наведены эти микроскопы уже нельзя, сами линзы этому мешают. Наверно очень мутно и неточно все описал, так как слышал про это учень давно еще пацаном, да и сам не во всем написаном уверен. П.С. Большее увеличение можно получить электроным методом, облучая объект по сути радиоволнами как от радара, и по отраженому сигналу видя объект, понятно что диапазон такого "радара" должен быть далеко за видимым спектром. Атомный микроскоп не рассматриваю, там совершщено другой принцип, по сути это механический микроскоп, с "ощупыванием" отдельных атомов. :)
6.34 говорится что 1980 году догадались как делать линзы левегуга я читал это в детской книжке в году этак 1975 и даже повторил это главный секрет стелянная нить должна быть как можно тоньше тогда шарики получаются идеальной формы
Очень все понравилось, но хотелось бы больше наглядных экспериментов, например как самому изготовить мини ручной микроскоп ( карманный имеется ввиду ) у меня есть недорогой китайский, качество конечно хромает, но допустим мне захотелось изготовить такой самому, как он устроен, какой тип линз в нем установлены, как это настраивать и калибровать итд
Примечательный факт: на экзамене по экспериментальной физике для получения докторской степени Вернер Гайзенберг не смог вывести формулу увеличения микроскопа (а также и телескопа) и ему поставили самый низкий проходной балл из возможных лишь благодаря заступничеству научного руководителя. Принимал экзамен нобелевский лауреат Вильгельм Вин. Спустя девять лет незадачливый соискатель сам станет нобелевским лауреатом.
Насколько я понимаю, есть два типа причин, ухудшающих изображение. Первое - это неидеальность линзы, механические вибрации и т.п. А второе - это ограничения, связанные с волновой природой света. Мне кажется, что в опытах, показанных в фильме пока еще не дошли до волновых ограничений.
В CD и DVD приводах подходящие линзы.
Вообще если это линзы из оптических приводов, а не мышей, то по центру поля они должны давать близкое к дифракционно-ограниченному разрешение на рабочей длине волны. Тогда главная аберрация будет хроматизм. Не по центру поля вылезут все остальные аберрации: сферическая, астигматизм, кома, кривизна поля. Отсутствие широкополосного просветления и защиты от бокового света понижает контраст. Потом ошибка соосности с камерой телефона может подпортить центр кадра, ну и объектив телефона добавит своих искажений.
Нечеткость дает зависимость показателя преломления от длины волны?
Думаю, чёткость изображения страдает от неидеальности одиночных линз - аберраций, которые устраняются сложными многолинзовыми объективами.
07:28 - своим опытом со стеклянной трубкой вы однозначно доказали, что функциональную линзу для микроскопа сделать невозможно. Она будет бесполезна. 08:59 - готовые линзы подобного качества, как пишут в официальных источниках, начали производить с 1811 года. Вопрос: что в 17-м веке мог увидеть в свой микроскоп Левенгук, если линзы у него были такого же качества, как вы показали на 06:59?
Меня всегда интересовал вопрос, зачем в объективе, допустим фотоаппарата, так много линз? Ведь с поверхности каждой линзы идет отражение (хотябы частичное) света и в камеру попадает меньше света, чем если бы стояла одна линза. Я уж не говорю о увеличении стоимости объектива, в чём же плюсы, которые перевешивают столько минусов?
Здравствуйте супер канал. Просьба к вам описать принцип работы безлопастного вентилятора.
Принцип в том что у него есть лопасти, просто они скрыты от глаз)
Расстояние наилучшего зрения с возрастом увеличивается. И с 25 см в молодости увеличивается примерно до 50 см в старости 😄))
Малый размер линзы даёт дифракцию. Малое фокусное расстояние - малую глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). Предметы у нас не плоские, нужно рисовать два объекта на схеме и смотреть, насколько разойдутся их изображения. А вообще вот задачка в тему резкости: допустим, у нас дрожат руки и края линзы двигаются с амлитудой 1мм. Какое движение лупы самое неприятное, приводящее к наибольшему размытию изображения?
шумы матрицы тоже вносят искажения
Оптическая аберация мешает
хотел увидеть то, что увидел Левенгук. Всякую очень мелкую живность
Манера разговора у ведущих один в один.
Я не понял эту схему с линиями. Пересечение голубых линий - это линза, вроде как. Но дальше ничего не понял.
абберации