图。 1.儿童显微镜“ Naturalist”（由于缺少更好的配件-交易平台的照片）
从那时起已经过去了三十多年，但是我没有忘记自己的童年爱好。然后有一天，在怀旧的影响下，我决定给自己买同样的玩具，只不过有点现代。但是，乍一看该互联网站点的相应部分显示，我对这一生并不了解。同一单词“显微镜”所描述的各种设备的丰富性简直使眼花azz乱。现在，我不得不坐下来至少了解现代显微镜的基本知识，而不是快速单击鼠标几下。结果如下。
警告：本评论并非详尽描述，而是针对对自己或孩子感兴趣的主题的业余爱好者。本文不包含任何与光学有关的理论；在其他材料中也很丰富。
显微镜的种类
有许多不同的任务需要详细检查对象的最小细节-从宝石和硬币到活细胞的内部。所使用的方法在很大程度上取决于我们需要看什么以及如何看待它们。让我们将诸如病毒或某种物质的分子结构之类的最小物体抛在后面，而将注意力集中在大小较大的物体上，这些物体的大小从细菌到细菌。用于此类任务的光学设备分为两大类：生物（复合）和立体显微镜。
我们不会详细介绍立体显微镜。我只会指出，与名称的潜意识期望相反，此类设备并非旨在创建立体图像。立体显微镜用于检查反射光中相对较大的不透明物体：微电路，石头，昆虫等。它们的光学放大倍数相对较低（40-60-80倍，尽管最先进的光学倍数甚至可以达到200倍），并且通常配备了内置显示器或数字接口。光源在样品上方。尺寸-从手持设备到固定安装。
一些用于工业目的的体视显微镜甚至没有光学目镜，并且专门用于通过USB / WiFi（“数字显微镜”）连接到计算机/智能手机。这些显微镜相对便宜。如果您需要很好地了解蟑螂，钻石或板上的元件焊接，则适合您使用这种类型的设备。只需记住，即使在最便宜的设备的说明中也经常可以找到像1600x这样的超级放大倍率，它们是数字放大倍率，甚至与真正的光学倍率都不接近。那是什么感觉 谁知道，制造商并不喜欢这样的细节。
数字：2.放大倍数为20倍/ 40倍的Aomekie立体显微镜（制造商的照片）
生物显微镜
我们将重点关注的设备的主要类别是所谓的生物显微镜，用英语术语“ compound”（化合物，来自化合物）。它用于在透射光下观察薄而透明的样品（组织切片，细菌，微生物等）。样品在适合工作平台的幻灯片上制备，光源在样品下方。
应当理解，在生物显微镜下很难推挤同一只蟑螂：对于功能强大的光学器件而言，镜片与制剂之间的距离实际上为十分之一毫米，制剂必须非常薄，平坦且透明，并经过特殊处理并且可能是有色的。通常是放置在载玻片和盖玻片之间的水滴或薄膜。一只蟑螂将放在低倍镜下（它们的焦距从几毫米到几厘米）。但是，您应该注意使用良好的外部光源，而不要依赖高景深：在任何给定时间，您都只能清楚地看到图像的某一层。
典型的生物显微镜由三部分组成：机械平台（底座，平台，瞄准和聚焦设备），照明和光学系统。
数字：3. Celestron显微镜（制造商的照片）
机械平台
机械部分包括一个底座，在该底座上安装了所有其他组件，以及一个放置样品的平台。力学的一个非常重要的部分是负责在三个维度上移动载物台的系统-这就是将样本带到固定物镜焦点的方式。有些型号可以移动镜头，但这是一种罕见的异国情调。在入门级设备中，机制是最原始的。高度调整（聚焦）只是粗略的，用手指在平面上移动样品。
在更复杂的模型中，除了粗略聚焦外，还会出现精细的聚焦，以及在水平面上移动滑块的夹具（其可移动侧具有特征性的新月形，可以在设备图像上清楚看到）。在最简单的显微镜中，垂直运动由不同的螺钉/手柄调节，在更高级的显微镜中，它们在同一轴上对齐。在没有精细聚焦的显微镜中，由于手笨拙的移动，确实存在压伤载玻片和物镜的危险。
外壳材料-塑料或金属。塑料更轻，但也更易碎。它通常用于为儿童或野外实验室设计的移动模型中，这些模型对于最大程度地减轻重量很重要。对于固定式显微镜，使用金属：金属不仅坚固，而且不易受到振动的影响，而高倍率变得至关重要。金属显微镜的重量为3-4公斤。
从历史上看，显微镜的底座由固定的底座和可移动的臂组成，可移动的臂使显微镜相对于垂直方向重新定向。这不仅是为了工作舒适，而且是获得高质量背光的必要条件。但是，现代显微镜的整体式底座具有固定的眼管倾斜角度，这并不总是很方便。请记住，工作时颈部的舒适感直接取决于该角度，因此请选择适合您的角度的设备。
数字：4. AmScope M500具有最简单的平台，无需在飞机上移动（制造商的照片）
电气元件
将样品带到焦点还不够；还必须正确照明。不良的背光将导致图像太暗或曝光过度，以及场照明不均。
从历史上看，位于桌子上孔下面的凹面镜用于照明。但是，借助它的帮助，很难获得高质量的视场均匀照明，这在高放大倍率下至关重要。这也对显微镜相对于光源的放置以及光源本身施加了非常严格的限制。今天，这样的镜子只保留在最原始的设备中，通常在野外或儿童显微镜中，如本文开头显示的“自然主义者”中所示。但是，有时它可以作为附加选件提供，以代替主光源。
如今，底座中内置的不同类型的灯用于照明。直到最近才使用卤素灯或白炽灯，但是它们有其自身的问题。首先，这是由于这样的事实，即光是由细线产生的，并且被投射到圆形场上，这又造成了均匀性问题。但是，在现代条件下，该行业广泛使用LED光源，从而消除了问题。
背光由电池供电（此类显微镜特别适合儿童使用，因为它们可以随身携带），也可以由插座供电。如果您在国外订购有线设备，请记住插头适配器。
照明既可以通过灯的强度来控制，也可以通过工作台下的聚光器来控制，聚光器具有一个光阑和一个透镜，用于将光聚焦在样品上。在便宜的型号中，最常见的阿贝聚光镜或其改进版，经常在显微镜的描述中看到此名称。对于业余活动，通常使用“明场”类型的照明（在某种意义上，透明物体是在明亮的白色背景下查看的），尽管还有其他类型：“暗场”，它会提供倒置图像，荧光照明等。聚光镜可以更换，从而可以在同一显微镜下获得不同类型的照明。
也有一些型号带有额外的上部照明，如下图所示（生物显微镜和体视显微镜的一种混合体），但是通常这是业余设备和低倍放大倍数的原因：功能强大的透镜实际上粘在了防护玻璃上，只是阻挡了上部光。实际上，即使具有良好的外部照明，已经四十倍的镜头几乎看不到任何东西，而一百倍的镜头则显示出完全黑暗。
顺便提一下，请注意：图片中的显微镜没有成熟的聚光镜；只有一个光源和一个光阑。在桌子上，只有最原始的玻璃夹夹具，用手指在平面上移动样本。
数字： 5.输入水平的业余显微镜Swift SW150，具有额外的上部照明（制造商的照片）
光学系统-镜片
光学系统由物镜（直接观察样品）和目镜（目镜）组成。
直接观察样品的物镜安装在转盘上，以便快速更换。目前，它们具有四个典型的放大倍率：4-5倍（通常用于粗瞄准的扫描镜头），10-15倍（低倍镜），40-60倍（高倍镜）和90-100倍及更高（超倍镜）。放大倍率高于100倍的物镜很少见，当然在业余显微镜中也不会。
前三种类型（“干式”）通常是所有型号的标准配置，即使对于儿童也是如此。后一种类型的镜头出现在更高级的型号中，为了获得高质量的图像，需要特殊的使用技术-浸入式。底线是空气和玻璃的折射率对于不同的波长是不同的（这是白色分解成光谱的基础）。如果样品和透镜之间有空气，则在100倍放大倍率下会出现严重的色差，从而使清晰度下降到完全难以辨认的程度。
因此，对于强（九十倍以上）透镜，通常使用将物镜的前透镜浸入（浸入）与玻璃具有相同折射率的特殊油中的技术。在玻璃盖上滴一滴油，将物镜直接放到其中。检查后，将油从镜片上冲洗掉。这些镜片通常标有“油”字样。它们可以干燥使用，但在这种情况下无法获得高清晰度。具有这种物镜的显微镜的入门工具包中包含该油，也可以单独购买（雪松果油比天然油更理想）。油浸式切勿与功能不强的镜头（未明确提及）一起使用。
有趣的是，即使在上个世纪中叶也浸没了50倍镜头，但自那时以来，这项技术已取得了重大进展。从历史上看，第一种浸入液体是普通水（该技术是在19世纪初发明的）；在本世纪末，人们首次使用了合适的油。
同样，100倍的物镜可以直接邻接制剂的保护玻璃。通常使用特殊的弹簧框架（镜头说明中的弹簧）对前镜头进行保护。尽管找不到定义，但在描述中有几次我也遇到了羽毛一词，而不是春天。对于业余研究而言，这样的镜片在增加额外的价格和花费的精力方面都是多余的。它们在家里并不代表太多附加价值。
数字：6.一组来自OMAX的消色差透镜，典型倍数为4倍，10倍，40倍和100倍（制造商的照片）。弹簧框在100倍镜头上清晰可见
光学系统-目镜
可更换的目镜插入显微镜顶部的试管中，并具有自己固定的放大倍率，例如10x，16x，25x。放大倍率越高，目镜越短。像我这样的眼镜需要牢记，与照相机不同，使用带眼镜的显微镜目镜非常困难：实际上应该将目镜压在眼睛上。普通目镜的护目镜为7-13毫米，戴眼镜时，您需要具有高偏移量（15-20毫米）的特殊目镜。但是，这不是一个特殊的问题。在任何情况下，显微镜的锐度都会根据眼睛的不同进行调整。即使在高度近视的情况下，在显微镜下也可以看到清晰的图像。唯一的缺点是您必须始终脱下眼镜并戴上眼镜。
目镜可以是宽焦点（标有字母WF的宽焦点）。该目镜具有广阔的视野，可以轻松进行广泛的准备工作。
增倍镜也值得一提。这是一个附加的三层透镜，可安装在目镜前面的光学设备的镜筒中，并具有较小的附加放大倍率。通常，在显微镜的供货范围内可以找到2x巴洛镜。这是司空见惯的营销marketing头。廉价的消色差玻璃（或什至是上帝禁止的塑料）透镜会明显降低图像质量，因此在强大的放大倍率下毫无意义。在中低档时，镜头和目镜的组合就足够了。
根据目镜的数量，显微镜分为经典的单目（一个目镜），双目（两个目镜用两只眼睛看）和三目（第三个镜筒/端口通常垂直安装，用于连接照片或摄像机）。
最容易使用的单眼。习惯起来很容易，而且会带来唯一的问题-一只眼睛的负担过重而另一只眼睛放松。长时间使用会导致视力不适。
双目显微镜可同时用于两只眼睛并创建立体图像。它们使您可以调整目镜之间的距离以适合您的瞳孔。同样，双筒望远镜的其中一个镜筒包含一种调节，以补偿眼睛之间屈光度的差异。但是，应该牢记的是，用双目镜创建实心图像要比用单目镜困难得多，并且需要一些时间来适应。此外，调整对瞳孔之间的距离有其自身的局限性，因此可能无法针对儿童进行调整。儿童应使用单眼显微镜，双筒望远镜对于偶尔的业余锻炼并不是特别有用。
三目镜设备在工作中同时向外部广播图像时看起来有效且方便。但是，应该记住，并非总是可以同时使用所有三个端口。在某些解决方案中，例如，您必须在一个眼管和另一个端口之间进行选择。
数字：7.三目Omax M837ZL，带有用于摄像机的垂直端口（制造商的照片）
光学系统-结论
生物显微镜的总焦度是目镜与物镜放大倍数的乘积。例如，使用40倍物镜和10倍目镜，总放大倍数为400倍。但是，应该记住，对于标准消色差透镜，由于光学定律，几乎不可能以超强放大率获得清晰的图像。从某个角度来看，镜头只会放大已经可见的细节，而不会添加新的细节。最大有效光学放大倍率约为1500倍，甚至更低，在家里1000倍是实际的上限。为了获得更高的分辨率，需要使用昂贵的复消色差透镜或电子显微镜，这是完全不同的情况。
1000x是多少？金黄色葡萄球菌的大小约为1微米（1/1000毫米），变形虫为200-600微米，单细胞藻类约为40微米。一千倍的放大倍数足以看到所有这些细节。因此，不要过分关注镜头和目镜的最大放大倍率所获得的最大放大倍数2500-3000x的市场数据。要安装，您将安装它，只有这样，结果才会像歌曲“丁香雾漂浮在镜头下...”中一样
在进行准备工作时，正确安装冷凝器膜片也很重要。狭窄的光圈可增加对比度和清晰度，但会使图像变暗。大光圈可以增加光线，但会使图像看起来曝光过度和对比度低，从而隐藏细节甚至整个对象。每种药物隔膜的选择分别进行。
在下图中，请注意旋转的显微镜头，它使您可以将目镜定向到所需的方向。与几个人一起工作时，此设计很方便。但是，每个人仍然必须调整清晰度以适合各自的眼睛。
图8.双目显微镜Motic BA80（制造商的照片）。中央桌子下方清晰可见冷凝器，桌子上有一个月形的玻璃滑片夹
光学系统-将显微镜与计算机配对
将显微镜连接到外部设备（例如监视器或计算机）是通过安装专用摄像机*而不是目镜或专用的三目镜端口来进行的。应该记住的是，在这种情况下，目镜所给的放大倍率会丢失，只有物镜和不可调节相机镜头的倍率保留下来。相机参数通常仅指示其矩阵的容量（3、5、10和更大的百万像素），光学放大倍数仍然是七个印章背后的秘密。另外，相机的视场比人眼的视场要窄得多。
相机本身可能无法被标准Windows工具和应用程序识别（并且没有必要-无需显微镜就完全看不见），因此制造商在相机上附加了专用软件。它可以让您拍照和录制视频。市场上有各种类型的相机-从分辨率为640x480的旧相机到分辨率高达20兆像素的现代相机。它们的接口也不同，这首先会影响视频录制功能（通过USB 2.0接收具有较高FPS和分辨率的视频流将很困难）。而且，相机可以通过HDMI直接连接到监视器或其他设备，具有WiFi接口等。
许多制造商还为显微镜提供照相机，但是没有人愿意从另一家供应商那里购买照相机。仅应记住，试管的直径可能会因一台显微镜的不同而有所不同，因此，应确保此相机适用于该试管。好吧，或者使用也出售的适配器。生物显微镜目镜的标准直径为23.2毫米，体视显微镜的标准直径为30和30.5毫米。
还有一些相对便宜的附件，使您可以将目镜的光流重定向到智能手机相机镜头。这种装置的优点是保留了原始的放大倍率，因为它们安装在目镜上。缺点是，由于智能手机的功能有限，获得和保存图像的可能性受到限制。好吧，这种相机的视野仍然比眼睛窄。
数字：9. Puls Life Science DCM-310显微镜的数码相机（制造商的照片）
价格和制造商
生物显微镜的价格差异很大。那些面向儿童的产品售价为30至40欧元，但是，您应该记住可能的限制，例如不支持安装摄像头的固定10倍目镜，没有聚光镜，甚至一般的背光，原始阶段等。在欧洲，您可以购买专为发烧友和学生设计的带三个透镜的单眼显微镜，价格范围从100欧元起。显微镜用照相机-50欧元起（更深入太空：一台20兆像素的照相机要花费700欧元）。更专业的显微镜-具有100倍物镜的双目和三目镜-起价250欧元。最后，许多供应商提供了专门为孩子，学生和爱好者设计的工具包。它们可以包括输入级单眼，简单的摄像机，基本的仪器和载玻片等这种工具包的价格从一百五十欧元起。
必须在购买时增加至少一套标本和盖玻片（从8欧元到10欧元-注意，这是一种消耗品），并且，如果需要，还应准备一套预先准备好的制剂（机翼，腿，尾巴，树叶和类似物品）进入主题）。那么，然后-取决于您的爱好，手术刀，镊子，切片机，培养皿，试管，准备针等，等等。另外，请务必购买异丙醇（浓度越高，效果越好），刷子，吹风机，超细纤维布等。 -光学器件容易变脏和尘土飞扬，甚至显微镜镜头上的单个灰尘颗粒也会被图像上的斑点打掉。
请记住，在美国，英国和德国的亚马逊（更不用说eBay）上，相同商品的价格可能会相差很大，因此，在选择型号之后，您应该在不同的站点进行翻盘搜索以寻求更低的价格。您也可以在Aliexpress上搜索显微镜。但是，尽管那里的价格明显低于欧洲，但交付成本与显微镜本身的价格相当，这完全剥夺了任何意义的想法。
您应该选择哪个品牌？由于显微镜的光学元件至关重要，因此与光学元件相关的大型制造商-奥林巴斯，蔡司，徕卡，尼康等均已进入该市场。但是，将它们的设备价格，即使是入门级设备，价格也不太令人鼓舞，而且可能根本无法在零售中使用。因此，业余爱好者应该仔细研究更民主的供应商，例如Swift，Bresser，Omax或AmScope。您还可以购买单独的镜片和目镜，包括中国制造的镜片和目镜（根据评论来看，它们是相当好的），但是在这种情况下，您需要确保它们与显微镜兼容。螺纹以及其他机械和光学参数的欧洲标准称为DIN。
一点练习。现实中的玩具
经过一个月的痛苦思考，其中有一个幼稚的“我想要！”我以成人的ing弱和理性主义拼命地战斗，我选择了Swift 350B双筒望远镜。为什么？没什么好说的：Swift显微镜价格合理，即使在实验室条件下也具有合适的质量。另外，在英国亚马逊的秋季拍卖会上，该型号仅售160磅。为了避免起床两次，购买的第二个要素是80英镑的Swift（3MP相机）。
显微镜的交货范围如下：
旋转环中已经安装了四个物镜（4x，10x，40x和100x），目镜组（10x和25x）也分别包括在内。注意头部上方的垂直垂直槽口和两个空槽-包装通用，也设计用于三目镜。电源线/插座-C13 / C14，电源集成在底座中。该套件包括一个简单的塑料盖，称为“普通垃圾袋”。
组装并连接到PC后，它看起来像这样（在监视器上-显微镜观察到的蜜蜂腿部图像）：
现在，让我们看看从相机播放的样本在不同放大倍数下的外观。让我们从市售样品套件中的福禄考叶制备开始（横截面）。使用的镜头为4倍，10倍，40倍和100倍（无油）。
（4倍）
（10倍）
（40倍）
（100倍）
如您所见，如果不浸入水中，百倍镜头无法显示任何可理解的东西。显示40倍，但由于景深较浅，您必须选择要考虑的准备工作的哪一层。由于使用了相机光学元件而不是目镜，因此我很难确定最终的光学倍率。为了进行比较：下图是手机相机通过25倍目镜和4倍镜头（总放大倍数100倍）看到的图像。因为我没有买手机的支架，所以将它从手中移开了，因此侧面有切口。
可以假定相机的放大倍率为20-25倍，但是很难确定相机的哪个部分是光学的，什么是数字的。
第二种药物是您自己制造的。盖玻片下的厨房水槽只需滴一滴水，无需任何准备。镜头是相同的：4倍，10倍，40倍。
（4x）
（10x）
（40x）
注意液滴边框周围的虹彩边框（第二和第三张照片中的弧形黑线）。如果在4倍时看不到像差，那么在10倍时，对象边界处已经存在轻微的颜色失真。在40倍时，彩虹变得如此引人注目，以至于即使在相机图像中彩虹也清晰可见，并且清晰度明显恶化。为了消除这种影响，将100倍镜头浸入油中。
为了进行比较：智能手机相机以4倍* 25倍的组合透过目镜看到的东西：
最后，谈谈眼镜。除观察对象外，制剂还包括一个厚玻璃片和一个薄盖玻片。幻灯片放在桌子上，盖玻片面向目镜。使用保护玻璃时，应格外小心：厚度为0.13-0.17毫米，尽管经过特殊处理，但它们的边缘非常锋利。如果处理不当，它们很容易将手指张开，甚至折断伤口。在任何情况下都不允许小孩子与他们一起工作，并且在初始阶段还应该对青少年进行监视。
在使用该药物后，您应该正确清洁玻璃杯并给玻璃杯除油。残留的油脂会导致液滴不散布在玻璃上，而是分解成更小的液滴，使观察变得困难。实验室中使用了不同的脱脂方法，但它们不安全，需要特殊的化学药品（通常是有毒的）和诸如抽油烟机之类的设备。在家里，最简单的方法是使用异丙醇或在2-5％小苏打溶液（每100毫升约1茶匙）的溶液中小火煮半小时。肮脏的盖玻片相当容易丢弃-它太脆弱且容易折断。而且您也不应该握住幻灯片-这是一种便宜的耗材。可以通过与其他光学器件相同的方式将油从浸没式透镜上去除：异丙醇在超细纤维上。
到此为止，对光学显微镜的基础知识进行了介绍。在独立游泳中好运。