Come costruire un microscopio fai da te

Come costruire un microscopio fai da te, introduzione:

Dal momento che gli articoli di costruzione in cui interviene la parte ottica sono poco chiari per gli amatori, abbiamo deciso di preparare una serie di articoli destinati a chiarire la parte ottica e delineare solo la parte meccanica perché questa sia realizzata dall’hobbista secondo le possibilità che ha.

Come costruire un microscopio fai da te, definizione:

Il microscopio è un dispositivo ottico costituito da due o più lenti, con cui è possibile vedere oggetti molto piccoli o superfici, che sono estremamente difficili da osservare ad occhio nudo o con una lente di ingrandimento. C’è anche da dire che l’oggetto deve avere un’illuminazione adeguata perché i suoi dettagli siano visibili.

Come costruire un microscopio fai da te, costruzione:

In questo articolo si descrive la costruzione di un piccolo microscopio con lenti che si possono trovare in qualsiasi negozio di ottica.

La parte meccanica di cui parlavamo prima si fa con legno e tubi di cartone e il movimento di spostamento necessario viene fatto a mano. L’amatore che possegga gli strumenti e l’ingegno potrà costruirlo in legno e metallo o tutto in metallo, controllando i movimenti con una cremagliera, ecc…

Come costruire un microscopio fai da te, disegno:Come costruire un microscopio Fig. 1

Il disegno del proprio microscopio lo farà l’interessato in base alle lenti che ha o riesce a trovare, potendo usare a seconda del caso lenti di piccolo diametro, basta che siano sufficienti per misurare la distanza focale con una certa approssimazione. Le due lenti usate nel microscopio son del tipo biconvesso o piano convesso, chiamate anche come convergenti visto che permettono che i raggi di luce che battono sulla sua superficie si concentrino sull’altro lato (figura 1).

Come costruire un microscopio fai da te, misurazioni:

Come costruire un microscopio Fig. 2La misura della distanza focale di una lente può realizzarsi con facilità collocando la lente con una delle sue facce verso i raggi del sole che, proveniendo da così grande distanza, (visto che è convergente) darà un punto molto brillante e piccolo coincidente con la messa a fuoco della lente (Figura 2). Se questo punto viene proiettato su un foglio o un oggetto chiaro (che non possa essere bruciato) cercando il punto più piccolo e brillante, la distanza focale può essere misurata dal centro della lente fino al foglio, in centimetri, con un righello posizionato come indica la figura. Naturalmente la misura così ottenuta non è necessario che sia eccessivamente precisa.

Come costruire un microscopio fai da te, distanza focale:

Supponiamo di aver misurato una lente che possegga una distanza focale di 4 centimetri la disegneremo in Come costruire un microscopio Fig. 3maniera approssimata sulla carta millimetrata, (figura 3), facendo passare dal suo centro una retta che la attraversi e che chiameremo asse principale. Si traccia un’altra linea che sia perpendicolare alla prima e che passi per il centro che rappresenta, visto di profilo, il piano principale.

Come è noto, ogni lente ha due fuochi, uno su ogni lato e che sono equidistanti dal centro della stessa e situati sull’asse principale. Disegniamoli nel disegno tracciato, secondo i dati ottenuti dalle misurazioni (a 4 cm. Cadauno).

Come costruire un microscopio fatto in casa, il doppio della distanza focale:

Altro punto di interesse che si deve disegnare è il doppio della distanza focale, essendo gli stessi due di quelli posti sopra l’asse principale ossia a 8 centimetri della lente e che chiameremo 2F.

Come costruire un microscopio fai da te, il microscopio:

Interrompiamo adesso la parte teorica che proseguiremo opportunamente in un’altra descrizione e andiamo al microscopio vero e proprio.Come costruire un microscopio Fig. 4

Il microscopio è dotato di una lente chiamata obiettivo, a corta distanza focale (figura 4) e di un’altra chiamata obiettivo di distanza focale media. La prima lente si monta su un’estremità di un tubo di cartone. L’altra si monta sull’altra estremità in modo tale da poter scorrere al suo interno per poter realizzare l’aggiustamento fino a ottenere il massimo della nitidezza dell’immagine osservata. È dotato anche di una piano portaoggetti (o piattino) dove si posiziona l’oggetto da osservare e di un dispositivo di illuminazione posto sotto ad uno specchietto concavo.

Come costruire un microscopio fai da te, supporto:

Come costruire un microscopio Fig. 5aIl supporto per il microscopio si può fare una volta che si hanno le lenti e i tubi di cartone montati e funzionanti. L’idea costruttiva è espressa nella figura 5a. dove le dimensioni saranno in base alla grandezza del tubo e le distanze calcolate di conseguenza. Il cilindro dell’obiettivo deve poter scorrere con poca pressione (su uno strato di feltro, per esempio) all’interno del tubo di cartone che è fissato sul supporto di legno.

I tubi saranno costruiti avvolgendo 2 o 3 strati di cartone e gli incollaggi si faranno con un qualsiasi collante a rapida essiccazione.

Consideriamo un sistema di due lenti, una di 4 cm. di distanza focale e l’altra di 1 cm. Si usa Come costruire un microscopio Fig. 6quella di fuoco più corto come obiettivo e l’altra come oculare. L’oggetto da osservare solo si può trovare nella distanza compresa tra il fuoco e il doppio del fuoco dell’obiettivo, ossia a una distanza compresa tra uno e due centimetri dello stesso. Pertanto, questa sarà la distanza in cui dovrà scorrere il microscopio rispetto al vetrino dove si trova l’oggetto da osservare (figura 6). Il campo di movimento si riduce ancora di più una volta collocato l’oculare in quanto l’immagine proiettata all’interno del tubo dall’obiettivo deve cadere tra l’oculare e la messa a fuoco dell’oculare. Da parte sua l’oculare montato sul proprio tubo deve poter scorrere nel tubo dell’obiettivo per realizzare la regolazione. La distanza nella quale deve scorrere è di quattro centimetri, uguale alla sua distanza focale, per cui il tubo che lo sostiene deve avere una lunghezza minima di 6 centimetri.

Come costruire un microscopio fai da te, l’ingrandimento:

Sapendo che l’oculare può ingrandire l’immagine che offre l’obiettivo da tre a quattro volte eCome costruire un microscopio Fig. 7 considerando un limite pratico per l’ ingrandimento totale da ottenere da questo microscopio, quello da 20 a 30 unità, l’ingrandimento che dovrà dare l’obiettivo è da 6 a 10 volte (figura 7). Le aberrazioni proprie delle lenti economiche e non corrette sono quello che limitano l’ingrandimento che si può ottenere da un microscopio di costruzione casalinga.

La conoscenza delle volte che ingrandisce l’obiettivo ci da la lunghezza del tubo che lo supporta, che sarà di 11 centimetri, approssimativamente. La lunghezza si determina aggiungendo un’unità al risultato della divisione del massimo ingrandimento desiderato (dieci) per la distanza focale della lente (uno) (10/1) + 1 = 10 + 1 fino a 11 cm.

Come costruire un microscopio fai da te, massimo ingrandimento:

Il massimo ingrandimento sarà da 30 a 40 volte e il minimo da 18 a 24 volte. Per fare questo, bisogna aggiustare prima tutto il microscopio rispetto al piattino e dopo la lente rispetto all’obiettivo. Più saranno lontane queste lenti maggiore sarà l’ingrandimento che si otterrà.

Il diametro delle lenti dovrà essere molto piccolo: per l’obiettivo basterà un diametro di 3 o 4 mm. e per l’oculare potrà essere 10 o 15mm.

Se le aberrazioni sferiche saranno eccessive, bisognerà procedere oscurando una o entrambe le lenti. Il diaframma sarà costituito da un disco di cartone nel quale si incide con un punteruolo un cerchio di diametro inferiore a quello della lente che sia concentrico con essa e che si collocherà sopra.

Come costruire un microscopio fai da te, altri dettagli:

Come ulteriori dettagli costruttivi abbiamo innanzitutto l’interno dei tubi, che dovrà essere verniciato con il nero opaco. Si potrà usare sia un inchiostro nero che una vernice a base di alcool, anche se sarebbe meglio una colorante opaco con solvente ad evaporazione più rapida dell’alcool o dell’acqua, per evitare la deformazione dei tubi di cartone.

L’altra cosa importante è che il piano porta oggetti che viene posizionato sul braccio di supporto deve avere una perforazione centrata con il microscopio sopra la quale si colloca la preparazione o l’oggetto da osservare messo su un vetrino supportato da due morsetti a molla.

Il soggetto dello studio viene illuminato dal basso da uno specchietto concavo regolato in modo che i raggi di luce catturati si concentrino sul foro della piattino.

Come costruire un microscopio fai da te, illuminazione:

Come costruire un microscopio Fig. 8Un altro modo per illuminare correttamente la preparazione è ponendo una lampadina alimentata con un piccolo trasformatore o con una pila, usando un sistema di riflessione come lo specchietto; altrimenti una lente concentrante e un piccolo piccolo riflettore stagno che inviano il massimo della luce fino al piattino (figura 8).

Lo stesso microscopio può essere usato con successo perCome costruire un microscopio fai da te Fig. 9 l’osservazione di corpi opachi o superfici facendogli un braccio di supporto separato e illuminando dal lato il materiale, tramite una lampada elettrica. La distanza tra la superficie e l’obiettivo deve essere, come abbiamo visto in precedenza, la stessa di questa fino alla piattino. La lampada di illuminazione si proietta su una perforazione della base orientata a proposito (figura 9).

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