2017年11月5日 星期日

手機顯微鏡


兩種顯微鏡的比較,左是單式顯微鏡,右是複式顯微鏡。


顯微鏡泛指將微小不可見或難見物品之影像放大,而能被肉眼或其他成像儀器觀察之工具。為何顯微鏡可以放大物體呢?

物體放在凸透鏡的一倍焦距內,可以得到放大正立的虛像

凸透鏡是一種可以會聚光線的透鏡,根據光線進入凸透鏡後折射的作圖,物體在凸透鏡前由遠靠近透鏡時,其得到的影像分別為:倒立縮小實像、倒立相等實像、倒立放大實像、正立放大虛像。因此凸透鏡具有將物體放大的功能。

1.單式顯微鏡:
只有使用一組凸透鏡來成像,可以得到放大正立的虛像。
高倍率的單式顯微鏡是由列文虎克( Anton van Leeuwenhoek )所發明。列文霍克的顯微鏡構造非常簡單,是由一個黃銅片上開一個孔,鑲上極小的透明圓珠做為透鏡就完成了。但是這樣的顯微鏡就已經有近300倍的放大倍率。他以自己設計的單透鏡顯微鏡觀察水滴、雨水、血液、精液,看到了一個全新的世界,原來在肉眼看不到的細微環境中,有著大量的微生物。

自製的單式手機顯微鏡放大倍率約20倍,若配合手機的放大功能,則可達百倍。因成像在手機的ccd上,所以用手機看到的是放大實像,影像本應該是倒立,但手機會把它調整為正立。
物體在1倍到2倍焦距間,可得放大倒立實像

單式手機顯微鏡



單式手機顯微鏡觀察年輪


2.複式顯微鏡:
用兩組凸透鏡來成像,可以得到放大倒立的虛像。
羅伯特虎克(RobertHooke)是最早對顯微鏡的原始設計做出實質改進的人之一。羅伯特虎克的顯微鏡和早期的望遠鏡有許多共同之處:眼杯用來維持眼睛和目鏡之間的正確距離,對焦使用分開的套管,球窩接頭用以托住傾斜的身體。至於光學方面,羅伯特虎克使用雙凸物鏡,置放在鼻子上,加上一個目鏡,一個管子或調整型透鏡。

自製的複式手機顯微鏡放大倍率配合所使用的物鏡倍率,再加上手機的放大功能,則可達千倍,但畫質會不好。
     
複式手機顯微鏡



複式手機顯微鏡觀察氣孔


單式(單式與複式手機顯微鏡比較)

(複式)單式與複式手機顯微鏡比較

另一版本的複式手機顯微鏡







參考:
http://scimage-tw.blogspot.tw
https://sites.google.com/site/sumahokenbi/_/rsrc/1464243577355/home/
http://www.chinatimes.com/realtimenews/20161024002900-260408
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=1464
https://www.nani.com.tw/nani/jlearn/natu/ability/a1/3_a1_4_6.htm
http://developer.hanluninfo.com:8088/2005/hkcee/phy/chapter03/index_03_07_04_02.htm
         

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