Mikroskop

Mikroskop (z gréckeho μικρός: malý; σκοπεῖν: pozorovať) alebo drobnohľad je optický prístroj, ktorý slúži na zväčšené zobrazenie malého objektu.

Pod označením mikroskop sa obvykle myslí optický mikroskop, ktorý na zobrazenie používa svetelné lúče, existujú však aj mikroskopy využívajúce iné princípy a spôsoby zobrazenia, napr. elektrónový mikroskop alebo polarizačný mikroskop.

Zloženie optického mikroskopu

Mechanická časť 
Tvorí ju hlavne statív – teda to, čo nesie ostatné prvky. Stabilita  zaistená ťažkou nohou. Statív je (pohyblivým výklopným kĺbom) spojený s nosičom tubusu vybaveným mechanizmom pre presný, jemný vertikálny pohyb tubusu. Tubus je obvykle kovová, zvnútra začiernená trubica. Zhora sa naň nasadzuje okulár a zdola objektív. Zabezpečuje ohniskové vzdialenosti medzi objektívom a tubusom, zároveň bráni pôsobeniu svetla zo strán. Ďalšou časťou je stolček – naň sa pomocou pružín upevňuje preparát na sklíčku. Stolček umožňuje presný pohyb v dvoch smeroch roviny.

Optická časť 

Optickú časť tvorí zdroj svetla – lampa alebo zrkadielko. U novších typov mikroskopov je zdroj svetla integrovaný do statívu. 
Kondenzor je umiestnený hneď pod stolčekom a skladá sa z viacerých šošoviek. Slúži na koncentráciu a reguláciu množstva svetla do preparátu cez kruhový otvor v stolčeku. V kovovej obrúčke pod kondenzorom je umiestnená tzv. irisová clona pre reguláciu množstva svetla, zároveň nesie mliečne a farebné optické filtre. Po prestúpení cez preparát lúč svetla pokračuje do zväčšovacieho optického systému tvoreného objektívom a okulárom. Objektívy (obvykle 3) sú uložené v revolverovom meniči. Sú zložené zo systému šošoviek. Každý z objektívov má iné zväčšenie. Rozlišujeme suché (napr. 5x, 10x, 45x) a imerzné (100x) objektívy. Objektív obsahuje šošovky s malou ohniskovou vzdialenosťou. Používa sa na veľké zväčšenie obrazu malého predmetu umiestneného v blízkosti ohniska. Svetlo z objektívu prechádza do okulára, ktorého optický systém pridáva ďalšie zväčšenie. Okulár sa zasúva do horného otvoru tubusu. Výsledné zväčšenie mikroskopu dostaneme vynásobením zväčšenia objektívu a okulára. Optický mikroskop zväčšuje 100 – 3 000-krát.

Opis mikroskopu 

Základom mikroskopu sú šošovky, ktoré tvorí objektív a okulár. Okuláre a objektívy sú často výmenné. Jednoduchý mikroskop je zložený z dvoch spojných sústav šošoviek, ktoré majú spoločnú optickú os. Časť mikroskopu, ktorá je nazývaná objektív, má malú ohniskovú vzdialenosť (rádovo v milimetroch). Pozorovaný predmet sa umiestňuje blízko pred ohnisko, takže vzniká skutočný, zväčšený a prevrátený obraz. Tento obraz vzniká medzi druhou časťou mikroskopu, tzv. okulárom, a jeho predmetovým ohniskom. Vzniknutý obraz potom pozorujeme okulárom podobne ako lupou, čím získavame ďalšie zväčšenie. Ohnisková vzdialenosť okulára sa pohybuje rádovo v centimetroch. Obrazové ohnisko objektívu a predmetové ohnisko okulára nesplývajú, ale sú od seba vzdialené o hodnotu optického intervalu, ktorého hodnota sa u mikroskopu pohybuje medzi  a .

Zväčšenie 
Pre uhlové zväčšenie mikroskopu platí vzťah
,
kde  a  označuje zväčšenie objektívu a okulára,  je obrazová ohnisková vzdialenosť objektívu,  je predmetová ohnisková vzdialenosť okulára,  je optický interval mikroskopu a  je konvenčná zraková vzdialenosť.

Optickým mikroskopom sa bežne dosahuje zväčšenie 50× až 1 000×. Maximálne teoretické zväčšenie je asi 2 000× a to už naráža na fyzikálne bariéry kvôli obmedzeniu dĺžky svetelných vĺn.

Druhy mikroskopov 
 Stereoskopický mikroskop (binokulárny). Konštrukcia umožňuje sledovať obraz oboma očami.
 Metalografický mikroskop. Mikroskopická vzorka je nepriehľadná, osvetlená zhora. Slúži na´mikroskopické sledovanie kovov a zliatin, viditeľné sú štruktúry kovov – zrná.
 Komparačný mikroskop - skladá sa z dvoch združených mikroskopov, takže súčasne môžeme vedľa seba pozorovať a priamo porovnávať dva rôzne objekty.
 Ultramikroskop. Obsahuje aparatúru, pomocou ktorej sa skúmaný materiál osvetľuje svetelným bodom umiestneným v pravých uhloch voči rovine objektívu s ohniskom priamo pod ním. Z ohybu svetla sa zisťuje prítomnosť veľmi malých čiastočiek, ktoré sú menšie ako rozlišovacia schopnosť mikroskopu.
 Fluorescenčný mikroskop. Je založený na princípe, že niektoré látky (hlavne biologickej povahy) po absorpcii ultrafialového žiarenia vysielajú žiarenie väčšej vlnovej dĺžky. Skúmajú sa tiež prirodzene fluoreskujúce látky. V biológii sa využíva fluoreskujúca vlastnosť farbív viazaných na skúmané štruktúry buniek.
 Zrkadlový mikroskop. Jeho objektív je tvorený zrkadlovou optikou.
 Polarizačný (petrografický) mikroskop. Jeho optika obsahuje dva polarizačné prvky, skúmané výbrusy sa sledujú v lineárne polarizovanom svetle, čo umožňuje (polarizátor a analyzátor), tzv. nikoly.
 Fázovo kontrastný mikroskop slúži na pozorovanie živých buniek. Princíp spočíva v nerovnakej priepustnosti a lámaní sa lúčov, prechádzajúcich pozorovaným objektom. Dochádza tu ku fázovému posunu. Pomocou fázového mikroskopu sa sledujú detaily bunkových štruktúr.
 Interferenčný mikroskop. Princíp je podobný ako pri fázovo kontrastnom mikroskope s tým rozdielom, že pomocou tohto mikroskopu môžeme získať kvantitatívne údaje ako hrúbka štruktúr, index lomu a pod. Zmena fázy vyvoláva zmenu zafarbenia (interferenčné pruhy).
 Elektrónový mikroskop. Obraz vzniká detekciou elektrónov získaných odrazom alebo prechodom cez skúmanú látku.
 Rastrovací elektrónový mikroskop (SEM) využíva rastrovanie urýchleného zväzku primárnych elektrónov po povrchu vzorky, pričom v každom bode rastrovania sa zaznamená množstvo sekundárnych alebo spätne odrazených elektrónov zo vzorky.
 Rastrovací tunelový mikroskop (STM) zisťuje presnú polohu jednotlivých atómov využívajúc jav kvantového tunelovania.

 História 
Podľa niektorých zdrojov prvé drobnohľady zostavil v roku 1590 v Holandsku Zacharias Jansen. V roku 1610 sa na základe Jansenovej konštrukcie mikroskopiou zaoberal Galileo Galilei. Jeden z jednoduchých mikroskopov zostavil v roku 1676 holandský obchodník a vedec Anton van Leeuwenhoek, ktorého práce patrili k vrcholom mikroskopických pozorovaní 17. storočia. Významným prelomom v rozvoji mikroskopie bolo dielo britského geológa Roberta Hooka Micrographia'' vydaného v Londýne, v ktorom opísal v roku 1665 konštrukciu mikroskopu s oddeleným objektívom, okulárom a osvetľovacím zariadením. Okrem toho v ňom bolo obsiahnutých mnoho vyobrazení získaných pomocou mikroskopov, čím boli prvýkrát doložené možnosti prístroja vo vedeckom výskume. 

Ako prvá začala výrobu mikroskopov firma Carl Zeiss v roku 1847.

Pozri aj 
 Lupa
 Ďalekohľad

Referencie

Iné projekty

Zdroj 

Optické prístroje
Laboratórne vybavenie