I løbet af sin næsten 300-årige udviklingshistorie er mikroskopet formentlig blevet et af de mest populære optiske instrumenter, der er meget udbredt inden for alle områder af menneskelig aktivitet. Det er især svært at overvurdere dens rolle i at undervise skolebørn, der lærer om mikroverdenen omkring dem med deres egne øjne.
Et karakteristisk træk ved det foreslåede mikroskop er den "ikke-standardiserede" brug af et konventionelt webkamera. Funktionsprincippet er direkte at registrere projektionen af objekterne under undersøgelse på overfladen af CCD-matrixen, når de belyses af en parallel lysstråle. Det resulterende billede vises på en pc-skærm.
Sammenlignet med et konventionelt mikroskop har det foreslåede design ikke et optisk system bestående af linser, og opløsningen bestemmes af CCD-matrixens pixelstørrelse og kan nå flere mikron. Mikroskopets udseende er vist i fig. 1 og fig. 2. Modellen “Wcam 300A” fra Mustek, som har en farve CCD matrix med en opløsning på 640x480 pixels, blev brugt som webkamera. Det elektroniske printkort med CCD-matrix (fig. 3) fjernes fra kabinettet og monteres efter mindre ændringer i midten af det lystætte kabinet med et låg, der kan åbnes.Ændringen af kortet bestod i at genlodde USB-stikket for at gøre det muligt at installere yderligere beskyttelsesglas på overfladen af CCD-matrixen og forsegle overfladen af kortet.
Der laves et gennemgående hul i husdækslet, i midten af hvilket en blok på tre LED'er forskellige farver af glød (rød, grøn, blå), som er en lyskilde. Blok LED'er, til gengæld er dækket af et lystæt kabinet. Fjern lokation LED'er fra overfladen af matrixen giver dig mulighed for at danne en omtrent parallel lysstråle på måleobjektet.
CCD-matrixen er forbundet til pc'en ved hjælp af et USB-kabel. Softwaren er standard og følger med webkameraet.
Mikroskopet giver billedforstørrelse på 50...100 gange, med en optisk opløsning på omkring 10 mikron med en billedopdateringshastighed på 15 Hz.
Mikroskopets design er vist i fig. 4 (ikke i skala).
For at beskytte det mod mekanisk beskadigelse er kvartsbeskyttelsesglas 6 med dimensioner 1x15x15 mm installeret på inputvinduet på CCD-matricen 7 for at beskytte det mod mekanisk beskadigelse. Beskyttelse af det elektroniske kort mod væsker og mekaniske skader sikres ved at forsegle dets overflade med silikoneforseglingsmiddel 8. Genstanden under undersøgelse 5 placeres på overfladen af beskyttelsesglas 6. Belysning LED'er 2 er monteret i midten af hullet i dækslet 4 og er dækket udefra med et lystæt plasthus 3. Afstanden mellem det undersøgte objekt og blokken LED'er er cirka 50...60 mm.
Lysdioderne (fig. 5) drives af batteri 12 af tre serieforbundne galvaniske celler med en spænding på 4,5 V.Strømmen tændes ved hjælp af kontakt SA1, LED HL1 (1 i fig. 4) er en indikatorlampe, der er placeret på beskyttelseshuset og signalerer tilstedeværelsen af forsyningsspænding. Lysdioderne EL1–EL3 tændes, og lysfarven vælges således ved hjælp af kontakterne SA2–SA4 (13) placeret på sidevæggen af huset 11.
Modstande R1, R3—R5 er strømbegrænsende. Modstand R2 (14) er designet til at justere lysstyrken af LED'er EL1-EL3; den er installeret på bagvæggen af kabinettet. Enheden bruger konstante modstande S2-23, MLT, variable modstande - SPO, SP4-1. Strømafbryder SA1 - MT1, kontakter SA2 - SA4 - trykknap SPA-101, SPA-102, LED AL307BM kan udskiftes med KIPD24A-K
Da den tilsyneladende størrelse af outputbillederne afhænger af det anvendte videokorts egenskaber og størrelsen af skærmen, kræver mikroskopet kalibrering. Den består i at registrere et testobjekt (gennemsigtig skolelineal), hvis dimensioner er kendt (fig. 6). Ved at måle afstanden mellem linealslagene på monitorskærmen og korrelere dem med den sande størrelse, kan du bestemme billedskalaen (forstørrelsen). I dette tilfælde svarer 1 mm af monitorskærmen til 20 mikron af det målte objekt.
Ved hjælp af et mikroskop kan du observere forskellige fænomener og måle objekter. I fig. Figur 7 viser et billede af laserperforering af en 500 rubel seddel. Hullernes gennemsnitlige diameter er 100 µm, og en variation i hullernes form er synlig. I fig. Figur 8 viser et billede af en Hitachi farvebilledrørsmaske. Hullernes diameter er omkring 200 mikron.
En edderkop, dens ben og overskæg blev valgt som eksempler på biologiske objekter; de er vist i fig. 9 og fig. 10, henholdsvis (diameteren af knurhåren er omkring 40 mikron), forfatterens hår (diameteren er 80 mikron) - i fig.11, fiskeskæl - i fig. 12. Det er interessant at observere processerne for opløsning af stoffer i vand. Processerne med at opløse salt og sukker er givet som et eksempel. I fig. 13,a og fig. 14a viser partikler af henholdsvis tørre salt- og sukkerkrystaller, og i fig. 13.6 og fig. 14.6 - processen med deres opløsning i vand. Zoner med øget koncentration af stoffer og virkningerne af lysfokusering ved opløsningscentre er tydeligt synlige.
