Как превратить болт в красивый маленький сувенирный охотничий нож | Freee.ru

Как превратить болт в красивый маленький сувенирный охотничий нож

Микроскоп без линз.

За свою почти 300-летнюю ис­торию развития микроскоп стал, наверное, одним из самых массовых оптических приборов, широко используемым во всех областях человеческой дея­тельности. Особенно трудно переоценить его роль в обуче­нии школьников, познающих окружающий микромир своими глазами.

Отличительной особенностью предлагаемого микроскопа яв­ляется “нестандартное” исполь­зование обычной Web-камеры. Принцип действия состоит в непосредственной регистрации проекции исследуемых объек­тов на поверхность ПЗС матри­цы при освещении их парал­лельным пучком света. Полу­ченное изображение выводится на монитор ПК.

По сравнению с обычным микроскопом в предлагаемой конструкции отсутствует опти­ческая система, состоящая из линз, а разрешение опреде­ляется размерами пикселя ПЗС матрицы и может достигать единиц микрон. Внешний вид микроскопа показан на рис. 1 и рис. 2. В качестве Web-каме­ры использована модель “Wcam 300А” фирмы Mustek, имеющая цветную ПЗС матрицу разрешением 640×480 пиксе­лей. Электронная плата с ПЗС матрицей (рис. 3) демонтиро­вана из корпуса и после не­большой доработки установле­на в центре светонепроницае­мого корпуса с открывающейся крышкой. Доработка платы состояла в перепайке USB- разъема с целью обеспечения возможности установки допол­нительного защитного стекла на поверхность ПЗС матрицы и герметизации поверхности платы.

В крышке корпуса сделано сквозное отверстие, в центре которого установлен блок из трех светодиодов разного цвета свечения (красный, зеленый, синий), являющийся источни­ком света. Блок светодиодов, в свою очередь, закрыт светоне­проницаемым кожухом. Удален­ное расположение светодиодов от поверхности матрицы позво­ляет сформировать приблизи­тельно параллельный пучок света на объекте измерения.

None Микроскоп обеспечивает увеличение изображения в 50…100 раз, при оптическом разрешении около 10 мкм с частотой обнов­ления изображения 15 Гц.

Конструкция микроскопа по­казана на рис. 4 (без соблюде­ния масштаба).

На входное окно ПЗС матри­цы 7 для ее защиты от механи­ческих повреждений установ­лено кварцевое защитное стек­ло 6 размерами 1x15x15 мм. Защита электронной платы от жидкостей и механических по­вреждений обеспечивается герметизацией ее поверхности силиконовым герметиком 8. Исследуемый объект 5 раз­мещают на поверхности за­щитного стекла 6. Осветитель­ные светодиоды 2 установлены в центре отверстия крышки 4 и снаружи закрыты светонепро­ницаемым пластмассовым ко­жухом 3. Расстояние между ис­следуемым объектом и блоком светодиодов составляет при­мерно 50…60 мм.

Питание осветительных све­тодиодов (рис. 5) осуществ­ляется от батареи 12 из трех последовательно соединенных гальванических элементов на­пряжением 4,5 В. Включение питания осуществляют выключа­телем SA1, светодиод HL1 (1 на рис. 4) — индикаторный, распо­ложен на защитном кожухе и сигнализирует о наличии питаю­щего напряжения. Включение осветительных светодиодов EL1—EL3 и тем самым выбор цвета освещения осуществляют выключателями SA2—SA4 (13), расположенными на боковой стенке корпуса 11.

Резисторы R1, R3—R5 — токо ограничивающие. Резистор R2 (14) предназначен для регули­ровки яркости свечения свето­диодов EL1—EL3, он установлен на задней стенке корпуса. В устройстве применены постоян­ные резисторы С2-23, МЯТ, пере­менный — СПО, СП4-1. Выклю­чатель питания SA1 — МТ1, вы­ключатели SA2—SA4 — кнопоч­ные SPA-101, SPA-102, светоди­од АЛ307БМ можно заменить на КИПД24А-К.

Поскольку видимые размеры выводимых изображений зави­сят от характеристик исполь­зуемой видеокарты и размеров монитора, микроскоп требует калибровки. Она заклю­чается в регистрации тест-объекта (прозрач­ная школьная линейка), размеры которого изве­стны (рис. 6). Измеряя расстояние между штри­хами линейки на экране монитора и соотнеся их с истинным размером, можно определить мас­штаб изображения (уве­личения). В данном слу­чае 1 мм экрана монито­ра соответствует 20 мкм измеряемого объекта.

С помощью микроско­па можно наблюдать раз­личные явления и изме­рять объекты. На рис. 7 показано изображение лазерной перфорации денежной купюры досто­инством в 500 руб. Сред­ний диаметр отверстий — 100 мкм, виден разброс отверстий по форме. На рис. 8 представлено изо­бражение маски цветного кинескопа фирмы Hitachi. Диаметр отверстий со­ставляет около 200 мкм.

В качестве примеров биологических объектов выбраны паучок, его лап­ка и усы; они показаны на рис. 9 и рис. 10 соот­ветственно (диаметр уса составляет около 40 мкм), волос автора (диаметр — 80 мкм) — на рис. 11, чешуя рыбы — на рис. 12.

Интересно наблюдать процессы растворения ве­ществ в воде. В качестве примера приведены про­цессы растворения соли и сахара. На рис. 13,а и рис. 14,а показаны части цы сухой соли и кристаллы сахара соот­ветственно, а на рис. 13,6 и рис. 14,6 — процесс их растворения в воде. Хорошо видны зоны повышенной концентрации веществ и эффекты фокусировки света в центрах растворения.

None Чанхуэй Ян (Changhuei Yang), главный автор новинки, сумел соединить традиционную технологию (а именно — матрицу ПЗС, сходную с теми, что работают в цифровых фотоаппаратах) и набирающую обороты технологию микропотоковую.

На поверхность формирующей изображение матрицы учёные нанесли слой металла. Затем исследователи проделали в покрытии ряды «дырок» — с шагом пять микрометров и диаметром отверстия менее одного микрометра. Причём каждое отверстие пришлось точно напротив одного пикселя в матрице.

Далее сверху разместили микропотоковую схему, по которой должна проходить исследуемая жидкость (под действием силы тяжести, либо — за счёт приложенного электрического заряда). Освещение — естественное, на просвет.

Проецирование изображения объекта на ПЗС-матрицу тут происходит напрямую, фактически без традиционной оптической системы. В таком микроскопе бактерии или клетки крови, проходя над отверстиями, перекрывают доступ света к элементам ПЗС-матрицы, позволяя себя увидеть.

Учёные построили два экземпляра так называемого оптопотокового микроскопа на чипе, различающихся некоторыми деталями и разрешением — 0,8 и 0,9 микрометра. Данное устройство пригодится для оперативных «полевых» работ: изучения проб крови на предмет заражённости малярией или для анализа воды в поисках лямблий (микроскопических паразитов), в других сходных ситуациях.

А ещё, считает Ян, в будущем подобные сверхминиатюрные микроскопы могут войти в состав медицинских имплантатов. В теле человека эти аппараты могли бы выбирать из кровотока раковые клетки и делать их снимки (для анализа). К тому же этот отбор могло бы замедлить развитие заболевания.

None Читайте также об оптике, заходящей за дифракционный предел.

Ученые из Калифорнии придумали, как упростить анализ биопсии. Для этого они использовали простой способ сделать ткани прозрачными и голографический микроскоп без линзы. Так процедура, необходимая для диагностики рака, может стать доступнее.

Биопсия — это образец ткани, который берут у пациента на анализ. Она нужна, чтобы точно поставить диагноз, например при подозрении на рак. Для анализа образцы ткани нужно подготовить и, кроме того, запастись оборудованием для их изучения.

Из-за этого биопсия — процедура достаточно дорогая и сложная. Не во всех странах она доступна.

Ученые придумали, как сделать анализ дешевле и проще. Во-первых, для подготовки образцов они использовали метод CLARITY (англ. «ясность, прозрачность»). Работает он так: образец ткани заполняется акриламидом (амид акриловой кислотой), в результате чего он становится прозрачным и не разрушается — почти все белки и нуклеиновые кислоты остаются на своих местах. Во-вторых, вместо сканирующего оптического микроскопа, который обычно используется для анализа тканей, ученые применили безлинзовый голографический микроскоп на чипе. Этот микроскоп работает за счет сложения пучков света от одного и того же лазера. Один пучок проходит сквозь подготовленный образец, а второй — в обход него. Эти пучки складываются на чипе. Получается изображение. Такой микроскоп компактный, портативный, и для работы ему не нужна сложная оптика и дорогие линзы.

Свой метод ученые опробовали на тканях мозга мыши. В ходе работы они подобрали оптимальную длину волны лазера и толщину образца ткани. Это позволило сократить количество записываемой и обрабатываемой информации. Кроме того, глубина резкости в эксперименте с голографическим микроскопом получилась даже большей, чем на изображении, полученном с помощью сканирующего оптического микроскопа.

Эксперимент с тканями мозга мыши описан в журнале Science Advanced. В дальнейшем ученые планируют опробовать метод и на других тканях.

В другой работе ученые сделали ткани мышей прозрачными, чтобы понять, как распространяются метастазы по телу.

ОКНО В НЕВИДИМОЕ (ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП)Еперь вы можете легко понять, как получают при по­мощи элекФронов изображения. Для этого в трубке, похожей по устройству на трубку, изображённую на рисунке 7, помещают на пути расходящегося пучка элек­тронных лучей какое-либо непрозрачное для них препят­ствие, например, металлическую звезду. И тогда на флюоресцирующем экране получается её резко очерчен­ная тень. Стоит убрать препятствие с пути электронов, как тень исчезает. Так при помощи электронов можно получать изображения, похожие на те, которые изобра­жены на рисунке 6.

Эти изображения можно не только видеть, но и фото­графировать. Для этого нужно только расположить фо­топластинку возле флюоресцирующего слоя или же дать возможность электронам падать непосредственно на фоточувствительный слой. Оказывается, электронные лучи производят такое же фотографическое действие, как и световые лучи. Почернение на негативе будет больше в тех местах, куда упало больше электронов.

Предыдущая
Мастер-классСамодельный погружной насос 12 В для полива
Следующая
Мастер-классКак шумоизолировать раковину из нержавейки
Нудно
0
Полезно
0
Супер
1
Добавить комментарий
Adblock
detector