Technická specifikace školního mikroskopu

Základní parametry, které byste měli při nákupu školního mikroskopu sledovat jsou materiál, zvětšení, typ hlavice, možnosti připojení k PC, uchycení preparátu, ostření, osvětlení a způsob napájení.

 

Materiál školního mikroskopu

V nabídce je spousta barevných mikroskopů s bohatým příslušenstvím a různými dárky. Pokud ovšem hledáte kvalitní mikroskop s dlouhou životností, vyřaďte tyto plastové „hračky“ ze svého výběru. Hledejte mikroskop s kovovým tělem. Tělo z kovové slitiny (většinou hliníku) je stabilní, umožňuje snadné a přesné zaostření, optické prvky v něm na rozdíl od měkčího plastu napevno drží. Přestože kovové tělo nezaručuje ostrý obraz, bude vždy odolnější vůči mechanickému poškození (např. pádem) než tělo plastové.

Optícké prvky školního mikroskopu volte skleněné. Optika je o základní prvek mikroskopu, proto se kompromis nemusí vyplatit. Jasný a ostrý obraz, který poskytuje skleněná optika neunaví oči a podpoří žáky v jejich nadšení. Sklo je odolnější než plast náchylný na změny teplot či mechanické poškození. Drobné škrábance na povrchu optiky (vzniklé např. při čištění od prachu) jsou nevratné a výrazně sníží optický výkon mikroskopu, proto je povrchová tvrdost skla a odolnost proti poškrábání jeho velkou výhodou.

Zvětšení mikroskopu

Hodnota zvětšení udává kolikrát je obraz objektu pozorovaného v mikroskopu větší než jeho skutečná velikost. Zvětšení = zvětšení objektivu x zvětšení okuláru x případně zvětšení Barlow nástavce. Příklady zvětšení pro mikroskop Student I a Student III najdete v níže uvedené tabulce:

Okulár Objektiv Zvětšení Zvětšení s Barlow nástavcem
10x 4x 40x 80x
10x 10x 100x 200x
10x 40x 400x 800x
16x 4x 64x 128x
16x 10x 160x 320x
16x 40x 640x 1280x

Než se podíváme blíže na doporučené hodnoty zvětšení, je třeba si mikroskopy rozdělit dle typu pozorovaného objektu. Pro pozorování tenkých preparátů se používají prosvětlovací/průsvitové mikroskopy a pro pozorování neprůhledných (trojrozměrných/3D objektů) se využíjí stereoskopické mikroskopy/binolupy.

Okuláry a Barlow nástavec

Standardní školní mikroskop je prosvětlovací mikroskop určený pro pozorování mikroskopických preparátů. Mikroskopické preparáty jsou velmi tenké řezy tkání či tekutina mezi podložním a krycím sklíčkem. V sadě školního mikroskopu najdeme většinou dva vyměnitelné okuláry se zvětšením například 10x a 16x a tři objektivy na objektivovém revolveru se zvětšením většinou 4x, 10x a 40x. Uvedené optické členy poskytují rozsah zvětšení 40x-640x. Pokud bychom chtěli větší zvětšení, lze využít Barlowa nástavce, kterým jsou školní mikroskopy často vybaveny, a kterým lze zvětšení až zdvojnásobit. Hodnota zvětšení s Barlow nástavcem, okulárem 16x a objektivem 40x je 1280x. Tyto hodnoty zvětšení jsou naprosto dostačující pro běžnou práci při výuce na základních a středních školách. S větším zvětšením se zužuje zorné pole a obraz objektu je méně světelný. Pozorovat proto začínáme na nejnižších hodnotách zvětšení a postupně je navyšujeme. Zvětšení navýšíme výměnou okuláru, změnou objektivu v objektivovém revolveru nebo změnou polohy Barlowa nástavce.

Stereoskopické mikroskopy pro pozorování neprůhledných objektů (trojrozměrných/3D objektů) nebo také stereomikroskopy či binolupy slouží k pozorování předmětů z okolí,  jako je hmyz, listy, mince, horniny, papír, látky nebo vlasy. Tyto mikroskopy jsou ve školách zastoupené méně, jelikož práce s nimi není v učebních osnovách. Binolupy mají sice své místo v poznávání a zkoumání, ale pokud je některá škola má, tak často jako nástavbu k mikroskopům prosvětlovacím např. v nepovinných kroužcích. Hodnoty zvětšení u stereomikroskopů jsou většinou 20x, 40x, 60x a 80x výjimečně 160x.

Typ hlavice mikroskopu

Monokulární mikroskop

Mikroskopy mohou být vybaveny monokulární, binokulární nebo trinokulární hlavicí. Běžnou variantou pro školní mikroskopy je monokulární hlavice, kdy je objekt pozorován jedním okem. Do tubusu monokulární hlavice lze jednoduše pro vyjmutí okuláru vložit PC okulár a obraz přenášet do PC (nebo na tabuli), pořizovat fotky či videa. Mikroskopy s monokulární hlavicí jsou konstrukčně jednodušší a cenově dostupnější.

Binokulární mikroskop

Pro delší práci s mikroskopem, například v laboratořích, je vhodný mikroskop s binokulární hlavicí. Pozorování oběma očima je příjemnější a pohodlnější. Jedná se o složitější a cenově náročnější provedení mikroskopu. Pokud je cena školního binokulárního mikroskopu v rámci rozpočtu školy akceptovatelná, je to vhodná varianta na zvážení.

Trinokulární mikroskop

Třetí variantou je trinokulární hlavice se dvěma okulárovými tubusy pro pozorování oběma očima a třetím tubusem (tzv. výtahem) pro připojení kamery nebo fotoaparátu (PC okuláru). Jedná se o cenově nejnáročnější provedení mikroskopu a je vhodné pro pracoviště, kde je s mikroskopem pracováno v delších časových úsecích, přičemž je zapotřebí pozorování zaznamenávat. Vzhledem k ceně, složitosti a skutečnosti, že i monokulární mikroskop lze osadit PC okulárem, jsou trinokulární mikroskopy na základních školách výjimkou.

Uchycení preparátu

Standardní školní mikroskop by měl být vybaven křížovým stolkem. Mikroskopický preparát je uchycen mezi dvě ramena křížového stolku a pomocí šroubů lze s preparátem pohybovat ve čtyřech směrech. Křížový stolek zajistí plynulý a jemný pohyb a mikroskopování je výrazně komfortnější. Pozorovaný objekt neujede ze zorného pole, lze si jej detailně prohlédnout v celé šíři a žáci se v něm mohou lépe orientovat.

Levnější školní mikroskopy a dětské mikroskopy bývají vybaveny pouze pružinovými držáky pro uchycení preparátu. Preparátem není možné přesně a pohodlně pohybovat, což činí práci s mikroskopem méně záživnou.

Při práci se stereoskopickými mikroskopy, neprůhledný vzorek položíme na stolek, nebo jej přichytíme pružinovými držáky. Posuvné stolky se u stereoskopických mikroskopů nepoužívají.

Křížový stolek

Pružinové držáky

Osvětlení mikroskopu

Systému osvětlení věnujte náležitou pozornost, je nutnou podmínkou pro jasný a ostrý obraz pozorovaného objektu. U dětských mikroskopů, levnějších nebo starších školních mikroskopů se setkáme s osvětlením zrcátkem, žárovkou případně kombinací žárovka/zrcátko na otočném držáku. Výhodou osvětlení zrcátkem je možnost pozorování bez nutnosti napájení z el. sítě nebo baterie. Nevýhodou je však malá intenzita osvětlení, což se výrazněji projeví u vyšších hodnot zvětšení. Další nevýhodou je náchylnost k poškození držáku zrcátka při neopatrném zacházení. Osvětlení zrcátkem je přijatelné u dětských mikroskopů. Školní mikroskop musí mít osvětlení dostatečně intenzivní.

Zrcátko

 

Intenzivní osvit poskytne halogenové nebo LED osvětlení. Halogenové osvětlení je dnes u školních mikroskopů výjimkou, výrobci je nahradili LED osvětlením, které dává bílou barvu (nezabarvuje objekt do žluta jako halogenové světlo) má výrazně delší životnost a nepatrnou spotřebu elektrické energie. LED dioda tak může být napájena tužkovými bateriemi celý školní rok. Z těchto důvodů doporučujeme pro školní mikroskopy osvětlení LED diodou.

V rámci systému osvětlení je zapotřebí se mimo druhu osvětlení, věnovat také způsobu jakým je objekt osvětlen. Pro průsvitné preparáty na podložních sklíčkách se využívá spodní osvětlení a pro neprůhledné preparáty horní osvětlení. Školní mikroskop primárně určený pro průsvitné preparáty, lze většinou využít i na pozorování nižších neprůhledných objektů jako např. list nebo látka. Ideální je, aby školní mikroskop byl osazen oběma zdroji světla, které lze kombinovat pro poloprůhledné preparáty.

Pro optimální intenzitu nasvícení pozorovaného objektu slouží dimmer – plynulá regulace intenzity osvětlení. Díky regulaci nebude pozorovaný objekt přesvícený ani nedostatečně nasvícený. U školního mikroskopu je to vítaný pomocník.

Součástí osvětlovacího systému laboratorních mikroskopů jsou kondenzor a irisova clona, které zajistí optimální kontrast a osvit koncentrací světla směrem k preparátu. V rámci školního bádání je mikroskop s kondenzorem využitelný pro učitele. Pro žáky je to postradatelné vybavení a není třeba na něm trvat.

Barevné filtry

Co ovšem oceníte jsou barevné filtry, které jsou umístěny v kotouči pod stolkem mikroskopu. Pomocí barevných filtrů lze zvýšit kontrast při pozorování průhledných preparátů a díky tomu vyniknou i méně viditelné detaily.

Napájení mikroskopu

S výjimkou mikroskopu používající k osvětlení zrcátko, potřebují všechny ostatní mikroskopy zajistit pro osvětlení elektrickou energii. Mikroskopy mohou být napájeny z elektrické sítě pomocí adaptéru nebo bateriemi. Nejvhodnější je školní mikroskop, který umožňuje provoz jak z elektrické sítě, tak na baterie. Při dostupnosti přípojky elektrické energie, je mikroskop napájen z el. sítě. Pokud tomu tak není (např. v terénu), využije se bateriový provoz. Provoz na baterie je vhodný i v případech, kdy učebna nemá speciální rozvody elektrické energie ke každé lavici. Kabeláž provizorně položená na zemi mezi lavicemi může způsobit zakopnutí a stržení mikroskopu na zem.

Prostor pro baterie v základně mikroskopu a elektrický adaptér

Mikroskopy osazené LED osvětlením mají nepatrný odběr elektrické energie a baterie vydrží při běžném školním provozu celý školní rok. Na konci školního roku je vhodné baterie vyměnit, aby nedošlo k jejich vytečení a poškození kontaktů. Jedná se o 2-3 tužkové AA baterie a snadnou výměnu, zvládne  každý.

Ostření mikroskopu

Prosvětlovací školní mikroskopy jsou většinou vybaveny jednostupňovým ostřením. Jednostupňové ostření je při menších zvětšeních naprosto v pořádku. Méně komfortní je to u vyšších hodnot zvětšení, kdy i drobné pohyby znamenají velké posuny v ostření. Tato skutečnost společně s vyšší tuhostí převodu, který bývá standardně nastaven, vyžaduje cit v ruce a trochu cviku.

Dražší mikroskopy bývají vybaveny dvoustupňovým ostřením, které přináší komfortnější užívání mikroskopu. Mikro a makro ostření probíhá ve dvou krocích. Rychlé makro zaostření a následně precizní mikro doostření na detail nebo jinou vrstvu preparátu. Dvoustupňové ostření nabývá na významu při práci s PC okulárem a pořizování snímků, kdy je žádoucí ostrý obraz pozorovaného objektu. Máte-li možnost pořídit školní mikroskop s dvoustupňovým mikro a makro ostřením a cena není pro vás příliš vysoká, upřednostněte jej.

Stereoskopické mikroskopy pracují s malým zvětšením, a proto používají pouze jednostupňové ostření.

Mikro a makro šroub

 

Možnost připojení mikroskopu k PC

Mikroskop vybavený PC okulárem (fotoaparát s kamerou) umožňuje přenášet obraz na monitor počítače nebo promítací tabuli. Zajímavý obraz, který vidí žáci v mikroskopu, tak může vyučující doprovodit odborným výkladem. Na monitoru či tabuli je pozorovaný objekt velký a snadno viditelný, tudíž upoutá pozornost celé třídy. Slovní popis pozorování, je podpořen názornou ukázkou a výklad učitele dává žákům větší smysl. Žáci okamžitě porovnají své pozorování se vzorem a ověří si, že pracují správně. Na velkém obraze je snazší identifikovat jednotlivé části pozorovaného objektu, pochopit jejich význam a vlastnosti. Skupinové učení a interaktivita podpoří u žáků zájem o práci s mikroskopem. Pozorování na monitoru je pro žáky a studenty vyrůstající v digitálním věku přirozené. Mohou hned klást otázky a společně pozorování komentovat. Pokud je mikroskop připojen k počítači, žáci se učí ovládat nejen mikroskop ale i nastavení PC okuláru a používat software určený pro zachycení a úpravu fotografií a videí.

Instalace PC okuláru je snadná stačí jej vložit do okulárového tubusu a připojit do USB portu počítače. U monokulárních mikroskopů se nejdříve vyjme standardní okulár, případně vsazený Barlow nástavec. Trinokulární mikroskopy mají pro PC okulár třetí speciální tubus. Za zmínku stojí, že obraz pozorovaný na monitoru počítače a okem není totožný. Rozdílené jsou barvy, zorné pole i zvětšení.

Připojení školního mikroskopu k počítači zpestří výuku, a proto jej doporučujeme. Může se stát, že z finančních důvodů není možné pořídit mikroskop s PC okulárem současně. V takovém případě zvolte mikroskop, který je možné dovybavit PC okulárem později. Zkušený prodejce vám při nákupu rád poradí. Až se finanční situace změní, bude možné dokoupit pouze PC okuláry k již zakoupeným mikroskopům.

Mikroskop s PC okulárem + PC okulár

Full HD kamera k mikroskopu

Příslušenství mikroskopu

Výrobci přidávají ke školním mikroskopům různé příslušenství. Rozsah a pestrost příslušenství by neměla být rozhodujícím faktorem pro nákup mikroskopu. Bohaté příslušenství může lákat, ale nemělo by mít přednost například před kovovým tělem, křížovým stokem, kvalitní optikou a osvětlením. Mezi příslušenství, které využijeme k práci patří sklíčka, preparáty, ampulky, mikrořezáky, pinzety a další pro přípravu vlastních vzorků, inkubátor pro líhnutí garnátů a vzorky. Užitečným doplňkem jsou popisy mikroskopických experimentů nebo přípravy vlastních vzorků. Samozřejmostí je plastový obal, který chrání mikroskop proti prachu.

Příslušenství – výbava mikroskopu

Shrnutí doporučených vlastností mikroskopu pro základní a střední školy

  • Kovové tělo
  • Skleněná optika
  • Zvětšení objektiv x okulár alespoň 400x-600x (cca 1000x při využití Barlow nástavce)
  • Monokulární hlavice (dle finančních možností i binokulární nebo trinokulární)
  • Křížový stolek
  • Spodní a horní regulovatelné LED osvětlení
  • Napájení z elektrické sítě i bateriemi
  • Mikro a makro ostření (přijatelné je i jednostupňové)
  • Připojení k PC

Doporučené mikroskopy a jejich hodnocení učiteli

Doporučené přístroje dlouhodobě fungují ve stovkách školních zařízení po celé republice. Jak sami uživatelé uvádějí, jejich nejvyšším kladem je nadstandardní výbava, snadné ovládání, kvalitní materiál i zpracování, splnění očekávaných technických parametrů, možnost provozu na baterie, kvalitní osvětlení a ostrý obraz.