Neno "darubini" lina mizizi ya Kigiriki. Inajumuisha maneno mawili, ambayo katika tafsiri ina maana "ndogo" na "angalia." Jukumu kuu la darubini ni matumizi yake wakati wa kuchunguza vitu vidogo sana. Wakati huo huo, kifaa hiki hukuruhusu kuamua saizi na umbo, muundo na sifa zingine za miili isiyoonekana kwa macho.
Historia ya Uumbaji
Hakuna taarifa kamili kuhusu nani alikuwa mvumbuzi wa hadubini katika historia. Kulingana na vyanzo vingine, iliundwa mnamo 1590 na baba na mwana wa Janssen, bwana katika utengenezaji wa glasi. Mgombea mwingine wa jina la mvumbuzi wa darubini ni Galileo Galilei. Mnamo mwaka wa 1609, mwanasayansi huyu aliwasilisha kifaa chenye lenzi mbonyeo na mbonyeo kwa ajili ya kutazamwa na umma katika Accademia dei Lincei.
Kwa miaka mingi, mfumo wa kutazama violwa hadubini umebadilika na kuboreshwa. Hatua kubwa katika historia yake ilikuwa uvumbuzi wa kifaa rahisi cha lenzi mbili kinachoweza kubadilishwa kwa achromatically. Mfumo huu ulianzishwa na Mholanzi Christian Huygens mwishoni mwa miaka ya 1600. Macho ya mvumbuzi huyuziko kwenye uzalishaji leo. Upungufu wao pekee ni upana wa kutosha wa uwanja wa mtazamo. Kwa kuongeza, ikilinganishwa na vifaa vya kisasa, vifaa vya macho vya Huygens havifurahishi kwa macho.
Mchango maalum katika historia ya darubini ulitolewa na mtengenezaji wa vyombo hivyo Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723). Ni yeye ambaye alivutia umakini wa wanabiolojia kwa kifaa hiki. Leeuwenhoek alifanya bidhaa za ukubwa mdogo zilizo na moja, lakini lens yenye nguvu sana. Haikuwa rahisi kutumia vifaa kama hivyo, lakini havikufanya kasoro mara mbili ya picha zilizokuwa kwenye darubini za mchanganyiko. Wavumbuzi waliweza kurekebisha kasoro hii tu baada ya miaka 150. Pamoja na ukuzaji wa optics, ubora wa picha katika vifaa vya mchanganyiko umeboreshwa.
Uboreshaji wa darubini unaendelea leo. Kwa hiyo, mwaka wa 2006, wanasayansi wa Ujerumani wanaofanya kazi katika Taasisi ya Kemia ya Biophysical, Mariano Bossi na Stefan Hell, walitengeneza darubini ya hivi karibuni ya macho. Kutokana na uwezo wa kuchunguza vitu vilivyo na vipimo vya nm 10 na picha za 3D zenye ubora wa juu, kifaa kiliitwa nanoscope.
Uainishaji wa hadubini
Kwa sasa, kuna aina mbalimbali za zana iliyoundwa kuchunguza vitu vidogo. Kundi lao linategemea vigezo mbalimbali. Hili linaweza kuwa madhumuni ya darubini au mbinu ya kuangazia iliyopitishwa, muundo unaotumika kwa muundo wa macho, n.k.
Lakini, kama sheria, aina kuu za darubinizimeainishwa kulingana na azimio la chembechembe ndogo zinazoweza kuonekana kwa kutumia mfumo huu. Kulingana na mgawanyiko huu, hadubini ni:
- macho (mwanga);
-kielektroniki;
-X-ray;-uchunguzi wa kuchanganua.
Darubini zinazotumika sana ni za aina ya mwanga. Uchaguzi wao mpana unapatikana katika maduka ya optics. Kwa msaada wa vifaa vile, kazi kuu za kusoma kitu zinatatuliwa. Aina zingine zote za darubini zimeainishwa kama maalum. Matumizi yao kwa kawaida hufanywa katika maabara.
Kila aina ya vifaa vilivyo hapo juu ina spishi zake ndogo, ambazo hutumika katika eneo fulani. Kwa kuongeza, leo inawezekana kununua darubini ya shule (au elimu), ambayo ni mfumo wa ngazi ya kuingia. Imetolewa kwa watumiaji na vifaa vya kitaalamu.
Maombi
Darubini ni ya nini? Jicho la mwanadamu, kuwa mfumo maalum wa macho wa aina ya kibiolojia, ina kiwango fulani cha azimio. Kwa maneno mengine, kuna umbali mdogo kati ya vitu vilivyoangaliwa wakati bado vinaweza kutofautishwa. Kwa jicho la kawaida, azimio hili ni ndani ya 0.176 mm. Lakini vipimo vya seli nyingi za wanyama na mimea, microorganisms, fuwele, microstructure ya aloi, metali, nk ni ndogo zaidi kuliko thamani hii. Jinsi ya kusoma na kutazama vitu kama hivyo? Hapa ndipo aina mbalimbali za darubini huja kusaidia watu. Kwa mfano, vifaa vya aina ya macho hufanya iwezekanavyo kutofautisha miundo ambayo umbalikati ya vipengele ni angalau 0.20 µm.
Je, hadubini hufanya kazi vipi?
Kifaa, ambacho hurahisisha jicho la mwanadamu kuchunguza vitu hadubini, kina vipengele viwili kuu. Wao ni lens na eyepiece. Sehemu hizi za darubini zimewekwa kwenye bomba linaloweza kusongeshwa lililo kwenye msingi wa chuma. Pia ina jedwali la mada.
Aina za kisasa za darubini huwa na mfumo wa taa. Hii ni, hasa, condenser yenye diaphragm ya iris. Seti ya lazima ya vifaa vya kukuza ni screws ndogo na macro, ambayo hutumikia kurekebisha ukali. Muundo wa darubini pia hutoa uwepo wa mfumo unaodhibiti nafasi ya kibandio.
Katika darubini maalum, ngumu zaidi, mifumo na vifaa vingine vya ziada hutumiwa mara nyingi.
Lenzi
Ningependa kuanza maelezo ya darubini kwa hadithi kuhusu mojawapo ya sehemu zake kuu, yaani, kutoka kwa lenzi. Wao ni mfumo changamano wa macho ambao huongeza ukubwa wa kitu kinachohusika katika ndege ya picha. Muundo wa lenzi ni pamoja na mfumo mzima wa si moja tu, bali pia lenzi mbili au tatu zilizounganishwa.
Utata wa muundo kama huo wa kielektroniki hutegemea anuwai ya majukumu ambayo lazima yatatuliwe na kifaa kimoja au kingine. Kwa mfano, darubini changamano zaidi ina hadi lenzi kumi na nne.
Imejumuishwa kwenye lenzini sehemu ya mbele na mifumo inayoifuata. Je, ni msingi gani wa kujenga picha ya ubora unaohitajika, pamoja na kuamua hali ya uendeshaji? Hii ni lenzi ya mbele au mfumo wao. Sehemu zinazofuata za lenzi zinahitajika ili kutoa ukuzaji unaohitajika, urefu wa kuzingatia na ubora wa picha. Hata hivyo, utekelezaji wa kazi hizo inawezekana tu pamoja na lens ya mbele. Inafaa kutaja kwamba muundo wa sehemu inayofuata huathiri urefu wa bomba na urefu wa lenzi ya kifaa.
Vipande vya macho
Sehemu hizi za darubini ni mfumo wa macho ulioundwa ili kujenga picha muhimu ya hadubini kwenye uso wa retina ya macho ya mwangalizi. Vipande vya macho vina makundi mawili ya lenses. Jicho lililo karibu zaidi na mtafiti huitwa jicho, na lile la mbali huitwa uwanja (kwa msaada wake, lenzi hutengeneza taswira ya kitu kinachochunguzwa).
Mfumo wa taa
Darubini ina muundo changamano wa diaphragm, vioo na lenzi. Kwa msaada wake, mwangaza sare wa kitu kilicho chini ya utafiti unahakikishwa. Katika darubini za mwanzo, kazi hii ilifanywa na vyanzo vya mwanga vya asili. Vifaa vya macho vilipoimarika, vilianza kutumia kwanza vioo bapa na kisha kubana.
Kwa usaidizi wa maelezo rahisi kama haya, miale ya jua au taa ilielekezwa kwenye kitu cha utafiti. Katika microscopes ya kisasa, mfumo wa taa ni kamilifu zaidi. Inajumuisha condenser na mkusanyiko.
Jedwali la mada
Maandalizi madogo madogo yanayohitaji utafiti,zimewekwa kwenye uso wa gorofa. Hii ndio jedwali la mada. Aina mbalimbali za darubini zinaweza kuunda uso huu kwa njia ambayo kitu cha utafiti kitazunguka katika uwanja wa mtazamo wa mtazamaji kwa usawa, wima au kwa pembe fulani.
Kanuni ya uendeshaji
Katika kifaa cha kwanza cha macho, mfumo wa lenzi ulitoa taswira ya kinyume ya violwa vidogo. Hii ilifanya iwezekane kuona muundo wa maada na maelezo madogo kabisa ambayo yangechunguzwa. Kanuni ya uendeshaji wa darubini ya mwanga leo ni sawa na kazi iliyofanywa na darubini ya refractor. Katika kifaa hiki, mwanga hutafutwa inapopitia sehemu ya kioo.
Darubini nyepesi za kisasa hukuza vipi? Baada ya boriti ya mionzi ya mwanga kuingia kwenye kifaa, inabadilishwa kuwa mkondo sambamba. Ni hapo tu ndipo kinzani ya mwanga kwenye mboni ya macho, kwa sababu ambayo picha ya vitu vya microscopic huongezeka. Zaidi ya hayo, maelezo haya yanaingia katika umbo linalohitajika kwa mwangalizi katika kichanganuzi chake cha kuona.
Aina ndogo za darubini nyepesi
Ala za kisasa za macho zimeainishwa:
1. Kulingana na aina ya uchangamano wa utafiti, kazini na hadubini ya shule.
2. Kwa uga wa maombi ya upasuaji, kibayolojia na kiufundi.
3. Kwa aina za hadubini kwa vifaa vya mwanga unaoakisiwa na kupitishwa, mguso wa awamu, mwangaza na polarizing.4. Katika mwelekeo wa mtiririko wa mwanga hadi kugeuzwa na kuelekeza.
Hadubini za elektroni
Baada ya muda, kifaa kilichoundwa kuchunguza vipengee vidogo kimekuwa kamilifu zaidi na zaidi. Aina kama hizo za darubini zilionekana ambapo kanuni tofauti kabisa ya operesheni, isiyotegemea kinzani ya mwanga, ilitumiwa. Katika mchakato wa kutumia aina za hivi karibuni za vifaa, elektroni zilihusika. Mifumo kama hii hurahisisha kuona sehemu za maada ndogo sana hivi kwamba miale ya mwanga hutiririka karibu nayo.
Darubini ya aina ya elektroni ni ya nini? Inatumika kusoma muundo wa seli kwenye viwango vya Masi na subcellular. Pia, vifaa sawa vinatumika kuchunguza virusi.
Muundo wa hadubini za elektroni
Ni nini msingi wa utendakazi wa zana za hivi punde za kutazama vipengee hadubini? Je, hadubini ya elektroni ni tofauti gani na darubini nyepesi? Je, kuna mfanano wowote kati yao?
Kanuni ya utendakazi wa hadubini ya elektroni inategemea sifa ambazo sehemu za kielektroniki na sumaku zinamiliki. Ulinganifu wao wa mzunguko unaweza kuwa na athari ya kuzingatia kwenye mihimili ya elektroni. Kulingana na hili, tunaweza kujibu swali: "Darubini ya elektroni inatofautianaje na darubini nyepesi?" Ndani yake, tofauti na kifaa cha macho, hakuna lenses. Jukumu lao linachezwa na mashamba ya magnetic na umeme yaliyohesabiwa ipasavyo. Wao huundwa kwa zamu ya coils ambayo sasa hupita. Katika kesi hii, sehemu kama hizo hufanya kama lenzi inayobadilika. Wakati sasa inaongezeka au inapungua, urefu wa kuzingatia hubadilika.umbali wa chombo.
Kuhusu mchoro wa saketi, darubini ya elektroni inayo mchoro sawa na mchoro wa mzunguko wa kifaa cha mwanga. Tofauti pekee ni kwamba elementi za macho hubadilishwa na zile za umeme zinazofanana nazo.
Ukuzaji wa kitu katika darubini ya elektroni hutokea kutokana na mchakato wa mgawanyiko wa mwali wa mwanga kupita kwenye kitu kinachochunguzwa. Kwa pembe tofauti, mionzi huingia kwenye ndege ya lens ya lengo, ambapo ukuzaji wa kwanza wa sampuli hufanyika. Kisha elektroni hupita njia ya lenzi ya kati. Ndani yake kuna mabadiliko ya laini katika ongezeko la ukubwa wa kitu. Picha ya mwisho ya nyenzo zilizosomwa hutolewa na lensi ya makadirio. Kutoka kwayo, picha itaangukia kwenye skrini ya umeme.
Aina za darubini za elektroni
Aina za kisasa za vikuza ni pamoja na:
1. TEM, au hadubini ya elektroni ya usambazaji. Katika usanidi huu, taswira ya kitu chembamba sana, cha hadi unene wa 0.1 µm, huundwa kwa mwingiliano wa boriti ya elektroni na dutu inayochunguzwa na ukuzaji wake unaofuata kwa lenzi za sumaku katika lengo.
2. SEM, au hadubini ya elektroni ya kuchanganua. Kifaa kama hicho hufanya iwezekanavyo kupata picha ya uso wa kitu na azimio la juu la mpangilio wa nanometers kadhaa. Unapotumia mbinu za ziada, darubini kama hiyo hutoa maelezo ambayo husaidia kubainisha muundo wa kemikali wa tabaka za uso wa karibu.3. Inatafuta Hadubini ya Elektroni, au STM. Kutumia kifaa hiki, misaada ya nyuso za conductive na nafasi ya juuruhusa. Katika mchakato wa kufanya kazi na STM, sindano ya chuma kali huletwa kwa kitu kilicho chini ya utafiti. Wakati huo huo, umbali wa angstroms chache tu huhifadhiwa. Ifuatayo, uwezo mdogo hutumiwa kwenye sindano, kwa sababu ambayo mkondo wa tunnel hutokea. Katika hali hii, mwangalizi hupokea taswira ya pande tatu ya kitu kinachochunguzwa.
Darubini za Leuwenhoek
Mnamo 2002, kampuni mpya inayozalisha ala za macho ilionekana Amerika. Bidhaa zake mbalimbali ni pamoja na darubini, darubini na darubini. Vifaa hivi vyote vinatofautishwa kwa ubora wa juu wa picha.
Ofisi kuu na idara ya maendeleo ya kampuni iko nchini Marekani, katika jiji la Fremond (California). Lakini kwa ajili ya vifaa vya uzalishaji, ziko nchini China. Shukrani kwa haya yote, kampuni hutoa bidhaa za hali ya juu na za ubora wa juu sokoni kwa bei nafuu.
Je, unahitaji darubini? Levenhuk itapendekeza chaguo linalohitajika. Aina mbalimbali za vifaa vya macho vya kampuni ni pamoja na vifaa vya dijiti na kibaolojia kwa ajili ya kukuza kitu kinachochunguzwa. Kwa kuongeza, mnunuzi hutolewa na mifano ya wabunifu, inayotekelezwa kwa rangi mbalimbali.
Darubini ya Levenhuk ina utendakazi mpana. Kwa mfano, kifaa cha mafunzo ya kiwango cha mwanzo kinaweza kuunganishwa kwenye kompyuta na pia kinaweza kunasa video ya utafiti unaoendelea. Muundo wa Levenhuk D2L umewekwa kwa utendakazi huu.
Kampuni inatoa hadubini za kibayolojia za viwango mbalimbali. Hizi ni mifano rahisi, na mambo mapya,yanafaa kwa wataalamu.
