http://4.bp.blogspot.com/-x_Z-L6NMlhc/T75j3Z-2htI/AAAAAAAAL9w/JxcL8hRAYyU/s1600/3235875052_8903bafd 6d_o.jpg Bi4170: Optické kontrastní a zobrazovací metody 1. úvod Šárka Mašová masova@sci.muni.cz Podzim 2015 Předběžný plán semestru •23. a 24. 9. 1. Úvod (A36/223) •30.9. a 1.10. 2. Fázový kontrast aj. (A36/223) •7.10. a 8.10. 3. Polarizační kontrast (přednáška: A36/223, prakticky: para) •14. a 15.10. 4. Digitální obraz, mikrofotografie (přednáška: A36/223, prakticky: para) •21. a 22.10. 5. Kresba (A36/223) •28. a 29.10. VOLNO + ODPADÁ VÝUKA •4. a 5.11. 6. Fluorescence a konfokální mikroskopie + trendy (přednáška: A36/223, praktická ukázka: LF, Ústav histologie a embryologie, přízemí) •11. a 12.11. 7. Základní úpravy – photoshop (A9-316) •23. a 25.11. 8. Photoshop (A9-316) •2. a 3.12. 9. Illustrátor – základy (A9-316) • 9. a 10. 12. 10. Práce na projektu (A9-316) •16. a 17.12. ODPADÁ VÝUKA – domácí dokončení projektu Podmínky kolokvia: docházka + protokoly / test 60% / projekt CELL BIOLOGY Light-sheet microscopes reveal cells in action Proč světelná mikroskopie? •V současné době je optická mikroskopie, jednou z hlavních metod požívaných ve výzkumu a diagnostice v nejrůznějších oborech (fyzika, chemie, průmyslová výroba, biologie a medicína). • ScienceCover.jpg Potyrailo03-microsensor.jpg http://www.nature.com/nmat/journal/v10/n1/images_article/nmat2904-f2.jpg http://4.bp.blogspot.com/_vfImvyorvjQ/TAuiq51vZlI/AAAAAAAAFCM/18E8M69Xsxk/s320/optical.jpg http://img1.cdn.tradejob.net/Y201112M1184250T6G1229842/W750H305/Goodbrother+Lighting+Group,LTD.jpg http://www.sciencephoto.com/image/116415/large/C0052346-Sunflower_stem_section-SPL.jpg Zdroje: Horní řada: 1:http://www.gbmicroscope.com/ 2:http://www.sciencephoto.com/media/116415/enlarge 3:http://www.basesciences.com/view/130174/CELL_BIOLOGY__Lightsheet_microscopes_reveal_cells_in_acti on_ spodní řada: Obr.1: Relaxation of a Single DNA Molecule Observed by Optical Microscopy - T. T. Perkins, S. R. Quake, D. E. Smith, S. Chu, Science 264, 822 (1994) (PDF file) Obr.2.: http://www.gereports.com/wearable-airborne-chemical-sensor-wins-nih-award/ Obr.3: http://nanopatentsandinnovations.blogspot.cz/2010/06/crystal-fibers-with-unique-internal.html (Yu, X., Zhang, Y., Kwok, Y.C. & Shum, P. Highly sensitive photonic crystal fiber based absorption spectroscopy. Sensors and Actuators B: Chemical 145, 110–113 (2010).) Obr.4: http://www.nature.com/nmat/journal/v10/n1/full/nmat2904.html •1873 fyzik Ernst Abbe: matematický důkaz, že optický mikroskop klasické konstrukce nemůže dosáhnout lepšího rozlišení, než je polovina vlnové délky světla, v němž je objekt pozorován • •= nelze pozorovat objekty menší než asi 0,2 µm (např. detaily buněčných organel, viry, molekuly) http://vesmir.cz/wp-content/uploads/2014/10/rozliseni.jpg Vývoj a pokrok: Superrozlišovací mikroskopie • optická mikroskopie umožňující pozorovat objekty s rozlišením vyšším než difrakční limit •difrakční limit: při běžné světelné mikroskopii neumožňuje odlišit dva body bližší než přibližně 250 nm rozměr nejmenších objektů, které mohou být rozlišeny, a také poloměr nejmenších částic, které mohou být zaměřeny https://www.microscopyu.com/articles/formulas/images/resolutionfigure1.jpg Zdroj spodní věty: http://www.jandur.cz/optics/difrakce/dif2.htm Superrozlišovací mikroskopie •2014 - Eric Betzig, Stefan W. Hell a William E. Moerner Nobelova cena za chemii The Nobel Prize in Chemistry 2014 was awarded jointly to Eric Betzig, Stefan W. Hell and William E. Moerner "for the development of super-resolved fluorescence microscopy." Titulní foto: Dendrity nervové buňky v mozku živé myši. snímek pořízený pomocí STED mikroskopie. Zdroj: MPI for Biophysical Chemistry za vývoj fluorescenční mikroskopie se superjemným rozlišením, která optickému mikroskopu umožnila spatřit viry, jednotlivé molekuly bílkovin a další objekty menší než 0,2 mikrometru. Další podrobnosti v jedné z příštích přednášek http://vesmir.cz/2014/10/08/nobelova-cena-prekonani-limitu-optickeho-mikroskopu/ Obr. Nobelistů: http://www.scientificcomputing.com/news/2014/10/americans-german-awarded-2014-nobel-prize-chemistry https://undergrad.research.ucsb.edu/wp-content/uploads/m130131GA_onaxis_CPL_2um_AmR_2.jpg Vývoj a pokrok •chemické vazby v jednotlivých molekulách pomocí metody známé pod názvem bezkontaktní mikroskopie atomárních sil (AFM) •Zakončení hrotu oxidem uhelnatým funguje jako silná lupa, která odhaluje atomární strukturu molekuly včetně jejích vazeb. http://scienceworld.cz/aktuality/mikroskop-zachytil-chemicke-vazby-v-molekulach-7024 https://undergrad.research.ucsb.edu/wp-content/uploads/AFM_laser.gif https://undergrad.research.ucsb.edu/2014/03/atomic-force-microscope-tiny-record-player/ - je mikroskopická technika, která se používá k trojrozměrnému zobrazování povrchů -Tvůrci: 1986 - Binnig, Quate a Gerber dva různé kontrastní mechanismy pro rozlišení vazeb: První spočívá v měření malého rozdílu sil nad vazbami. druhý kontrastní mechanismus - měření pomocí AFM vykazovaly vazby rozdílné délky (příčinou tohoto rozdílu je ohnutí molekuly oxidu uhelnatého na konci hrotu mikroskopu) Obr.: http://www.nanotech-now.com/images/Art_Gallery/AS-AFM.jpg • http://www.nist.gov/mml/bbd/cell_systems/images/collagen_fiber_afm_4.jpg Atomic force microscopy images of collagen fibril matrices (a and c) in air and (b) in buffer. http://www.nist.gov/mml/bbd/cell_systems/collagen-films-protocol.cfm http://i.idnes.cz/09/112/gal/VSE2f0999_grb_photon_race.jpg •Fyzikálně se je podařilo objevit až ve 20. století • •Objev fotonů souvisí s historií výzkumu podstaty světla. •Od 17. do 19. století - dvě teorie vysvětlující vlastnosti světla –1. Newtonova (korpuskulární) teorie - chápe světlo jako proud částic –2. Huygensova (vlnová) teorie - světlo chápe jako vlnění světového éteru • Co je světlo? SVĚTLO J. C. Maxwell https://encrypted-tbn0.google.com/images?q=tbn:ANd9GcQLGa5xZ4k_qdoWeEzES985Ib2XGrqvtjZlqZYRj00XNhwX cXF2TA M. Planck proud částic (fotonů) EM vlnění Maxvel.jpg A. Einstein L. de Broglie současně částice i vlna – korpuskulárně vlnový dualismus (částicově vlnový dualismus) současně částice i vlna – korpuskulárně vlnový dualismus (částicově vlnový dualismus) https://encrypted-tbn2.google.com/images?q=tbn:ANd9GcTcRPb-FLJoGr7l9DuMMzMS6jZV73xHN_hijcjMVMF9ddSd GRkH albert_einstein-lg1.jpg zDROJ?: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/726-foton http://optics.upol.cz/userfiles/file/OPT_PO_CAST_I.pdf Obrazek vpravo nahoře: http://technet.idnes.cz/teorie-relativity-je-spravna-potvrdila-sonda-fermi-fhf-/tec_vesmir.aspx?c=A 091110_172954_tec_vesmir_vse •Video: •K vyzáření nebo pohlcení fotonu dochází při přechodech mezi energetickými hladinami atomu (foton vzniká, když se elektron vrátí do původního • stavu poté, co byl "vyražen" • na vyšší orbit jiným fotonem) http://virtual.itg.uiuc.edu/training/LM_tutorial/ http://www.nobelprize.org/educational/physics/quantised_world/w-p-images/wp.gif http://www.nobelprize.org/educational/physics/quantised_world/w-p-images/wp.gif http://abyss.uoregon.edu/~js/images/wave_particle.gif https://mtblillie.files.wordpress.com/2010/01/fluorescent-lamp-atom.gif Zdroj obr u nadpisu: http://www.nobelprize.org/educational/physics/quantised_world/waves-particles-2.html • http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter2/graphics/particle_atom.jpg http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter2/aurora_atom.html (a) - a high-energy particle from the magnetosphere collides with an air molecule in the upper atmosphere (b) the air molecule is excited - has more energy (c) the air molecule then gives off this excess energy in the form of light in order to get back to the original energy level Refrakce - lom vlnění •Lom světla • Pokud se vlnění dostane k rozhraní dvou prostředí, ve kterých má vlnění různou fázovou rychlost, může dojít při průchodu vlnění tímto rozhraním ke změně směru šíření vlnění. Zdroj: http://kfrserver.natur.cuni.cz/studium/prednasky/mikro/ppt/3_mikroskop1.pdf Difrakce •ohyb světla •při přechodu malým otvorem nebo vedle okraje překážky • •Viz dále u fázového kontrastu http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/Difrakce_sterbina_mala.png na malé štěrbině http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Difrakce_sterbina_bodova.png na bodové štěrbině Zdroj obr: http://cs.wikipedia.org/wiki/Difrakce Optický mikroskop •pro vizualizaci využívá světelných paprsků •jednoduchý mikroskop - 1 čočka •složený mikroskop - 2 sady čoček a okulár a objektiv • • • • •1676 - holandský obchodník a vědec Anton van Leeuwenhoek • Historie •1. čočka – kapka vody cherry_drops_4clean.jpg http://bizarrelabs.com/images/micro3.gif micro3.gif micro4.gif Malá kapka vody má úplně stejnou funkci jako sférické čočky a umožňuje dosáhnout velkého zvětšení pozorovaného objektu http://www.pixiq.com/article/water-drop-lenses-how-to-set-up-the-shots Jak si udelat mikroskop s kapkou! http://bizarrelabs.com/micro.htm - http://www.history-of-the-microscope.org/microscope-history-timeline-design-development-inventions. php Historie •Nimrudská čočka: nejstarší předmět sloužící podobně jako dnešní brýlové čočky http://www.muslimheritage.com/uploads/Fig_1_Nimrod_lens_found_in_Nimrod_palace.JPG Nimrudská čočka •krystal •archeolog: Sir A. H. Layard (1850) •v oblasti Asýrie - Nimrud (dnešní Írák) •odhadované stáří - asi 3000 let. • možné použití: zvětšovací sklo, podpalování ohňů, sklo z dalekohledu • http://news.nationalgeographic.com/news/2003/06/photogalleries/nimrud/images/primary/iraqcalah_n.jp g Nimrud lens British Museum.jpg rozměry Průměr: 1,25 cm Tloušťka: 0,25 cm (max.) Délka: 4,2 cm Šířka: 3.45 cm Délka: 12 cm (ohnisková vzdálenost) http://www.britishmuseum.org/research/search_the_collection_database/search_object_details.aspx?obj ectid=369215&partid=1: http://muslimheritage.com/topics/default.cfm?articleid=1008 •Starověk (3. stol. př. n. l.) •Počátky optiky – zrcadla z mědi a bronzu •První teorie o původu světla a vidění •(řečtí filozofové-Pythagoras, Démokritos, Platón; studium lomu světla (Eukleidos, Ptolemaios) •Řekové: skleněné koule • naplněné vodou •Plinius – skleněné čočky • http://farm1.static.flickr.com/114/289428138_d9c1239ebc.jpg Obr. http://www.google.com/imgres?um=1&hl=en&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:cs:official&channel=f flb&authuser=0&biw=764&bih=451&tbm=isch&tbnid=NGQsDsrATVGe-M:&imgrefurl=http://creationscience4kids .com/2012/04/27/ancient-optics/&docid=y3WVUGobKwUeOM&imgurl=http://farm1.static.flickr.com/114/2894 28138_d9c1239ebc.jpg&w=499&h=500&ei=F65hUIb7C9HotQbkmoDIAg&zoom=1&iact=rc&dur=398&sig=1152741785652 31660146&page=7&tbnh=132&tbnw=144&start=71&ndsp=12&ved=1t:429,r:6,s:71,i:334&tx=70&ty=39 Seneca znal zvětšující účinky skleněných nádob naplněných vodou. První skutečně zvětšující skla se objevila nejspíš v 11. století v Káhiře v dílně slavného arabského optika Alhazena (Abu Ali al Hasana ben al Hostina). Sloužila ke čtení posvátného písma mohamedánů, koránu. Jeho ploskovypuklé zvětšovací sklo se pokládalo přímo na stránku knihy. Nezávisle na Alhazenovi objevil zvětšovací sklo mnich Roger Bacon. Bylo používáno podobně jako Alhazenovo sklo, ke čtení Bible. K výrobě lup se používal křemen nebo beryl. Postupně se tato čtenářská pomůcka oddálila od papíru a vzniky brýle (beryl – brille – brýle). Lupa je nejjednodušší optický přístroj. Tvoří ji spojka s malou ohniskovou vzdáleností opatřená držadlem. Tato čočka je však příliš vypuklá, a proto zkresluje obraz. Přímky se mění v křivky a obrazy mají několik barevných obrysů. Proto jednoduchou čočku lze užít jako lupu jen asi pro čtyřnásobné zvětšení. Lupou získáme obraz zdánlivý, zvětšený a vzpřímený. Stephen Gray –angličan, vodni mikroskop, použil kapku vody jako zvětšovací čočku Zacharias Jansen (1580 -1638) was a Dutch spectacle-maker from Middelburg associated with the invention of the first optical telescope. Jansen is sometimes also credited for inventing the first truly compound microscope. However, the origin of the microscope, just like the origin of the telescope, is a matter of debate. His name is also spelled as Zacharias Janssen or Sacharias Jansen. Jansen is associated with invention of the a single-lens (simple) optical microscope and the compound (2 or more lens) 9x magnification optical microscope, probably with the help of his father in 1595 while trying to find a way to make magnification even greater, to help people with seriously poor eyesight. Jansen's attribution to these discoveries is debatable since there is no concrete evidence as to the actual inventor. Also Jansen's date of birth may be as late a 1590 making him 5 years old at the claimed time of invention. Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723) - Stal se objevitelem mikroorganismů: 1676, krevních buněk, spermií, svalových vláken a dalších mikroskopických útvarů a je nazývám „otcem mikrobiologie“. Objevil jednoduchou metodu, jak vyrábět přesné skleněné kuličky nepatrných rozměrů, které používal jako čočky svých přístrojů, a tak překonal úroveň tehdy dostupné mikroskopické techniky. Tajemství výroby si ovšem celý život držel pro sebe, aby si zajistil vědecké prvenství a prestiž. Jejich optickou část tvořila jediná čočka zasazená do mosazné destičky, vzorek se umisťoval na hrot před čočku a jeho pozice se dala nastavit dvojicí šroubů. Mikroskop se držel v ruce těsně u oka. Zatímco složitější přístroje ostatních konstruktérů dosahovaly s bídou padesátinásobného zvětšení, Leeuwenhoekovy mikroskopy zvětšovaly až 270krát. •Kolem r. 1000 n.l. – neznámý vynálezce – „čtecí kámen“ – broušené sklo Circa 1000AD – The first vision aid was invented (inventor unknown) called a reading stone. It was a glass sphere that mag... •Cca 1284 - Salvino D’Armate (Ital) první nasazovací brýle https://jcwillett.files.wordpress.com/2011/10/shapeimage_1-1.jpg http://www.history-of-the-microscope.org/images/first-spectacles1.jpg Indormace a první obrázek: https://jcwillett.files.wordpress.com/2011/10/shapeimage_1-1.jpg (https://jcwillett.wordpress.com/2011/10/25/bespectacled/) Brýle: http://www.history-of-the-microscope.org/images/first-spectacles1.jpg •Mikroskop složený z objektivu a okuláru se zrodil na přelomu 16. a 17. století •Spolehlivě není znám ani rok vynálezu, ani jméno vynálezce: ?Galileo Galilei (hvězdář) vs. otec a syn Hans a Zacharias Jansenové (výrobci brýlí) janssen Hans a Zacharias Jansenové •poprvé zkonstruovali • mikroskop složený • z více čoček •Mikroskop zvětšoval 60× (jejich krajan Jan Swammerdam (1637-1680) – pozoroval červené krvinky) •O vynálezu existuje pouze záznam z pozdější doby v dílech spisovatelů Pierre Borela (1620-1671) a Willema Boreela (1591-1668). • http://www.history-of-the-microscope.org/images/possible-design-of-the-first-microscope1.jpg https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSkkQArmyE8Z0Tn3-fUSwg3_DMs3wJYY0DIShwi11r02RV z6QhE http://www.history-of-the-microscope.org/images/Zacharias-Jansen.jpg Galileo Galiei (1564-1642) •Různé údaje: –1609: zkonstruoval první mikroskop složený ze spojky a rozptylky, nazval ho occhiolino –1610: obrátil dalekohled okulárem dopředu a pozoroval jím muší oko •1612: Galileo Galiei předvádí své occhiolino polskému králi Zikmundovi III. • https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRskVjLaZrpawKaLiP4hBqXY776At1pIkJJQqKBGgxDTsF 5l_T2 https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRskVjLaZrpawKaLiP4hBqXY776At1pIkJJQqKBGgxDTsF 5l_T2 https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRPYSIlJCKQ8Oa4JX3GhAupYo7k_zuPx8cpn7KIzwlgeJg yuhUZsw Cornelius Drebbel (1572-1633) •1619 - předvádí v Londýně mikroskop založený na dvou spojných čočkách Giovanni Faber z Bambergu (1574-1629) •osobní lékař papeže Urbana VIII. •1625 používá poprvé slovo mikroskop odvozené od slova teleskop. https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRubXbHL8STgZTq1Y7kshJ3rgCEPQ-USUtYq8nmV0SF6kl iZl8n https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTOHI3r6vVHS0qgYYXf7_gsDfJZvPrZGTbdcMGBm1w0z9l 9LEEENg https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTOHI3r6vVHS0qgYYXf7_gsDfJZvPrZGTbdcMGBm1w0z9l 9LEEENg 01_F08b Robert Hook (1635-1703) •1665 traktát Micrographia (o mikroskopickém pozorování rostlinných tkání a struktury minerálů) • 01_F08a Robert Hook •1655 – použil složený mikroskop k pozorování korku – dírky v něm nazval „póry“ nebo „buňky“ hookecork Antony van Leeuwenhoek z Leydenu (1632-1723) •obchodník se suknem •Zpočátku amatérský brusič čoček •Za život prý vyrobil 500 mikroskopů s 1 silně zvětšující čočkou •Rozlišovací schopnost jeho čoček lepší než tehdejší složené mikroskopy (do vynálezu JJ Listera 1829 – achromatický objektiv) •popsal chování lidských spermií •první viděl jednobuněčné organismy • • • https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQBAAICTGnI62RFJa15-NslchNqDUV32KDsdVPTGVCeVan MX15wZw https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSr_KCPjo9IEqmnSWc7YzGSzqL3gHYteerCoqToeYNIu0_ a356E Znamka: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQBAAICTGnI62RFJa15-NslchNqDUV32KDsdVPTGVCeVan MX15wZw Sperime: https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSr_KCPjo9IEqmnSWc7YzGSzqL3gHYteerCoqToeYNIu0_ a356E • AvL •Půvpdní kresby mikroorganismů figure 1-9a figure 1-9b Marcello Malpighi (1628 - 1694) •1661 nalezl díky mikroskopu krevní kapiláry • • •italský přírodovědec •Díky němu tvar mikroskopu, jak ho • známe dnes V druhé polovině devatenáctého století zkonstruoval optické zařízení mikroskopu Giovanni B. Amici (1768 – 1863) Ernst Abbe (1840 – 1905) https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSJ8kHXnpWoUmFclVnlI0A2J7G_pnD1LiUSl-ljPjaSP5k ei7-GkA http://microscopist.net/images/LinksGBAmici.jpg https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRkTe7m55TWbSesTkFxCV_ZLKpWs-pMbCuQB7qd6LGxrGJ SKiOUtg https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSJ8kHXnpWoUmFclVnlI0A2J7G_pnD1LiUSl-ljPjaSP5k ei7-GkA http://microscopist.net/images/LinksGBAmici.jpg http://www.google.com/imgres?um=1&hl=en&client=firefox-a&sa=N&rls=org.mozilla:cs:official&authuser= 0&biw=764&bih=451&tbm=isch&tbnid=2xdbqqlhkbu5ZM:&imgrefurl=http://www.jena.de/sixcms/detail.php%3Fi d%3D8923%26_nav_id1%3D5668%26_nav_id2%3D5807%26_nav_id3%3D6407%26_lang%3Dde%26_img_id%3D28379&docid =KttNHsg99Cla0M&imgurl=http://www.jena.de/fm/430/thumbnails/Ernst%252520Abbe-klein.9661.jpg.9662.jp g&w=460&h=617&ei=IbRhUPjDO9H3sgbHvIDQBw&zoom=1&iact=hc&vpx=489&vpy=52&dur=393&hovh=260&hovw=194&tx= 74&ty=194&sig=115274178565231660146&page=1&tbnh=121&tbnw=96&start=0&ndsp=10&ved=1t:429,r:3,s:0,i:83 Historické mikroskopy – přehled: •http://microscopist.net/Links.html • http://microscopist.net/images/LinksGeorge.jpg http://microscopist.net/images/LinksBononiaemicroscope.jpg http://microscopist.net/images/LinksLundy.jpg http://microscopist.net/images/LinksOptischer.jpg http://microscopist.net/images/LinksUAz.jpg http://microscopist.net/images/LinksGemmary.jpg Mikroskop ze smartphonu • https://scontent-b-ams.xx.fbcdn.net/hphotos-prn2/1378835_688521294502218_2126006851_n.jpg Návod: http://www.instructables.com/id/10-Smartphone-to-digital-microscope-conversion/ Adresa obrazku: https://scontent-b-ams.xx.fbcdn.net/hphotos-prn2/1378835_688521294502218_2126006851_n.jpg http://www.geekosystem.com/smartphone-microscope-diy/ http://www.instructables.com/id/10-Smartphone-to-digital-microscope-conversion/ http://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/2012/03/img_5048.jpg?w=580&h=435 Návrh na domácí pokus: stačí přidat kapku vody … •http://en.rocketnews24.com/2012/03/15/it-really-works-turn-your-iphone-into-a-microscope-with-just -a-drop-of-water/ • http://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/2012/03/img_5037.jpg http://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/2012/03/img_5034.jpg http://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/2012/03/img_5054.jpg http://sociorocketnewsen.files.wordpress.com/2012/03/img_5027.jpg • http://blogs.scientificamerican.com/compound-eye/2012/03/12/transform-your-iphone-into-a-microscope -just-add-water/ http://blogs.scientificamerican.com/compound-eye/files/2012/03/iPhone_water_lens.jpg http://blogs.scientificamerican.com/compound-eye/files/2012/03/iPhone_water1.jpg Crocus flower as seen by an iPhone 4s through a water droplet. Mikroskop z kapky vody – s vodní čočkou •Zvětšení kolem 110 (1,5 mm průměr vodní čočky) až 80 (2,0 mm průměr vodní čočky). microscope Návod na sestavení vodního mikroskopu •Materiál a nástroje: Plastová láhev o objemu 1,5 l. černý popisovač, pravítko,párátka, malý zásovbík na vodu a nůžky • • Rozřízněte 1,5l láhev jak je ukázáno na obrázku. Zahlaďte horní a dolní okraj láhve. Měly by zůstat pouze dvě drážky. Přeřízněte kolmo v protilehlých rozích část láhve. Měly by vzniknout dva L tvary. how to cut bottle 02 01 02a Vyberte si jeden tvar L a upravte ho jak je uvedeno na obrázku výše. Zahněte pásek jak je na obrázku výše, aby vznikla část pro umístění kapky. Zadní stranu pásku nabarvěte černým lihovým popisovačem. Ponechte 1.5 mm kruh průhledný kruh ve středu začerněné části. Zahákněte pravý konec pásku za bázi. 01c 03c 04a Obraťte mikroskop. Umístěte pozorovaný objekt (např tenkou rostlinnou tkáň - epidermis cibule) právě nad dírku v černém pásku. Přidejte kapku vody (např .párátkem). 07b 07c 07c1 Přikryjte tkáň 8 mm x 10 mm rovným plastovým "krycím sklíčkem", který lze vystřihnout ze stejné láhve. Opět otočte mikroskop. Za použití např. párátka umístěte malou kapku vody 1.5 až 2.0 mm v průměru a avytvořte tak vodní čočku nad dírkou v černém pásku. Pokuste se několikrát o dokonalou kapku. Namiřte vodní čočku k svému oku a dno báze ke zdroji světla. Vyrovnejte zaostření lehkým mačkáním a uvolňováním pásku s kapkou. 07d 08 how to use sample and cover 10e Domácí laserový projekční mikroskop (VIDEO) http://www.rozhlas.cz/meteor/magazin/_zprava/domaci-laserovy-mikroskop-video--1080634 Návody na laserový kapkový mikroskop •http://clanky.rvp.cz/clanek/r/GCCAC/2622/MIKROSKOP-Z-KAPKY-VODY.html/ •https://is.muni.cz/auth/th/209747/pedf_b/?lang=cs DSCF1550 http://www.youtube.com/watch?v=Efiss38x2C8 http://gammacephei.files.wordpress.com/2011/12/composite_laser.png http://gammacephei.wordpress.com/2011/12/24/laser-microscopy-in-20-minutes/ Biologický mikroskop Olympus CX31 • http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus01.gif Uvedení mikroskopu do provozu •Před zapnutím mikroskopu kolébkovým spínačem (1) se přesvědčte, že napětí přiváděné ke světelnému zdroji je staženo na minimum, tedy že otočný potenciometr (2) je nastaven na hodnotu 1. •Teprve po zapnutí spínače (1) je možné zvyšovat napětí (otáčení potenciometru ve směru šipky) a tedy intenzitu emitovaného světla. •Otočný potenciometr používejte i v průběhu mikroskopování k úpravě světelné intenzity, např. vždy při změně objektivu. http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus03.gif •Na pracovní stolek mikroskopu vložte připravený preparát tak, že pomocí páčky (1) odkloníte držák preparátu (3). Zaostřete na preparát pomocí ostřícího šroubu (2). http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus04.gif •Pro posouvání preparátu po pracovním stolku mikroskopu používejte mechanismus křížového posunu (viz šipky). http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus05.gif •Pro jemné doostření preparátu používejte šroub jemného zaostření (1). http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus04B.gif Centrování a nastavení výšky kondenzoru •Pro centrování použijte objektiv 10×. Zaostřete na preparát a přivřete kolektorovou clonu (1) téměř k minimu. •Otevřete na maximum aperturní clonu páčkou na přední straně kondenzoru. http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus08.gif •Nastavte výšku kondenzoru pomocí šroubu (2) do takové pozice, v níž hrana kolektorové clony pozorovaná v okuláru bude co nejvíce zaostřená (bude viditelný nejmenší barevný rozptyl světla, téměř v horní poloze kondenzoru). •Pomocí centrovacích šroubů vycentrujte kondenzor tak, aby obraz kolektorové clony byl ve středu zorného pole okuláru. •Jako kontrolu použijte postupné otevírání kolektorové clony, kdy postupně se rozšiřující světlé pole musí přesně vyplnit zorné pole - v případě potřeby lze pozici kondenzoru jemně zkorigovat centrovacími šrouby. http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus08.gif http://www.sci.muni.cz/%7Eanatomy/mikroskop/Olympus09.gif https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRJLoIw7JvotYx7hUWjX4n3C02l5IXvjSbX7ZMm29ahhCY 4u7n5 Nastavení aperturní a kolektorové clony při mikroskopování •Každý objektiv je charakterizován několika znaky, z nichž nejdůležitější jsou hodnoty zvětšení a numerické apertury. • Olympus11.gif (3410 bytes) Numerická apertura (NA) vyjadřuje v mikroskopii účinnou světelnost objektivu. Je to bezrozměrné číslo, které lze vyjádřit matematickým zápisem NA = n sin θ, kde: n je index lomu prostředí před objektivem, θ je polovina vrcholového úhlu kužele paprsků vstupujících do objektivu. Numerická apertura je tím větší, čím větší je sinus vrcholového úhlu kuželu paprsků, které může objektiv zpracovat a u nejkvalitnějších objektivů bývá asi 1,3 až 1,4. •Otevřenost aperurní clony umístěnou na kondenzoru nastavíme pomocí páčky (2) maximálně na hodnotu numerické apertury objektivu, který právě používáme. •S postupným uzavíráním aperturní clony se zvyšuje hloubka ostrosti a zvyšuje kontrast, postupně však vystupují i různé nečistoty nebo nežádoucí vrstvy buněk. Olympus12.gif (2224 bytes) •Obvykle bývá dosaženo nejlepších výsledků při hodnotě nastavení aperturní clony na 70 až 80 % numerické apertury použitého objektivu. •Kolektorovou clonu nastavíme otáčením jejího prstence (1) tak, aby světlo právě vyplňovalo celé zorné pole okuláru. Olympus12.gif (2224 bytes) Olympus13.gif (3825 bytes) KÖHLEROVO OSVĚTLENÍ •technika pro rovnoměrné osvětlení vzorku nejednotným zdrojem světla (například spirálovým vláknem žárovky) August Köhler (1866-1948) schéma Köhlerova osvětlení, které má navíc jednu čočku zvanou kolektor. Kolektor mění dráhu světelných paprsků. Tato úprava vede k tomu, že vlákna žárovky se zobrazí do předmětové roviny kondenzoru, a proto se nezobrazí v rovině pozorovaného vzorku. Z tohoto důvodu Köhlerovo osvětlení poskytne rovnoměrnější osvětlení vzorku, které je požadováno pro pozorování mikroskopem. [1] KEPRT E.: Teorie optických přístrojů II., Teorie a konstrukce mikroskopu, SPN Praha 1966, 222 stran. [2] FUKA J., HAVELKA B.: Optika a atomová fyzika: Optika, SPN Praha 1961, 845 stran. Nastavení Köhlerova osvětlení •1. Umístíme preparát na stolek mikroskopu a zaostříme s objektivem 10x. •2. Uzavřeme polní clonu světelného pole •3. Kondenzor zvyšujeme nebo snižujeme tak dlouho, až vidíme obraz clony světelného pole ostře ohraničený. To nastává většinou v případě, když je kondenzor značně vysoko. •4. Clonu světelného pole pak otevřeme co nejvíc, aby se okraje jejího obrazu dotýkaly okraje zorného pole. •5. Pokud obraz clony neleží uprostřed světelného pole, posunujeme jej (centrovacími šrouby kondenzoru) do středu zorného pole tak dlouho, až se všemi svými vrcholy dotýká obvodu. •6. Má-li kondenzor stupnici numerické apertury, nastavíme na ní hodnotu přibližně ¾ numerické apertury objektivu. Výsledkem Köhlerova nastavení je rovnoměrné a maximální osvětlení průhledného preparátu, ležícího v předmětové rovině. Současně by měla být dosažena nejlepší kombinace mezi rozlišovací schopností a kontrastem. •Výsledkem Köhlerova nastavení je rovnoměrné a maximální osvětlení průhledného preparátu, ležícího v předmětové rovině. •Současně by měla být dosažena nejlepší kombinace mezi rozlišovací schopností a kontrastem. • https://encrypted-tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTqe0XJnq7pMDAS7BcWmBqgUb-Lq2mGVpSJpJe5TWq36ib BfMBs6A