Budowa mikroskopu: opis części, działanie i powiększenie – prosto wyjaśnione

Autor: Alexander Merz · Zaktualizowano

Mikroskop optyczny to przyrząd, który za pomocą dwóch układów soczewek – obiektywu i okularu – powiększa maleńkie rzeczy nawet ok. 1000 razy. Jego budowa obejmuje 13 części, które dzielą się na trzy grupy: optykę, mechanikę i oświetlenie.

Najważniejszy wzór mieści się w jednej linijce: powiększenie całkowite = obiektyw × okular, czyli na przykład 40 × 10 = 400 razy.

⭐ W skrócie: Lampa wysyła światło od dołu przez kondensor i cienki preparat, obiektyw tworzy powiększony obraz pośredni, a okular powiększa go jak lupa. Do szkoły wystarczy 13 części z naszego rysunku wraz z tabelą – kartę pracy pod spodem możesz wydrukować. Żaden mikroskop optyczny nie pokaże prawdziwych szczegółów powyżej 1000 razy; dane typu „1200x” na pudełku to powiększenie puste.
Budowa mikroskopu optycznego z opisem okularu, tubusu, obiektywów, stolika, kondensora oraz śruby makro- i mikrometrycznej
Grafika: sterngucker.de, zdjęcia produktów: Astroshop

Budowa mikroskopu z opisem: wszystkie 13 części w skrócie

Rysunek pokazuje klasyczny mikroskop biologiczny (w świetle przechodzącym) w widoku z boku, jaki stoi w niemal każdej pracowni biologicznej. Światło przechodzące oznacza, że światło pada od dołu i przenika przez preparat.

Budowa mikroskopu optycznego 1 Okular 2 Tubus 3 Rewolwer obiektywów 4 Obiektywy 5 Stolik 6 Stolik XY z zaciskami 7 Kondensor 8 Przysłona 9 Oświetlacz 10 Śruba makro 11 Śruba mikro 12 Ramię 13 Podstawa
Opisany rysunek mikroskopu optycznego: numery odpowiadają tabeli poniżej. Nowoczesne mikroskopy mają często skośną nasadkę, ale części są te same. Grafika: sterngucker.de

W tabeli przy każdym numerze znajdziesz, co robi dana część – zawsze w jednym zdaniu. Dzięki temu nauczysz się bez czytania całego rozdziału.

NrCzęśćFunkcja
1OkularSoczewka, przez którą patrzysz i która jak lupa jeszcze raz powiększa obraz pośredni (zwykle 10x).
2TubusRura między okularem a obiektywem, która utrzymuje właściwą odległość i osłania przed światłem rozproszonym.
3Rewolwer obiektywowyObrotowa tarcza, którą przełączasz obiektywy, aż słyszalnie zaskoczy.
4ObiektywyUkłady soczewek tuż nad preparatem, które tworzą pierwszy, powiększony obraz (np. 4x, 10x, 40x).
5StolikPłyta z otworem pośrodku, na której leży szkiełko podstawowe.
6Stolik krzyżowy z zaciskamiTrzyma szkiełko podstawowe i dwoma pokrętłami przesuwa je z milimetrową precyzją do przodu, do tyłu, w lewo i w prawo.
7KondensorSoczewka pod stolikiem, która skupia światło lampy na preparacie.
8Przysłona (irysowa)Reguluje, jak szeroko otwiera się wiązka światła, a tym samym jasność, kontrast i głębię ostrości.
9OświetlaczLampa w podstawie (dziś zwykle LED), która prześwietla preparat od dołu.
10Śruba makrometrycznaDuże pokrętło, które szybko podnosi i opuszcza stolik lub tubus, by zgrubnie ustawić ostrość.
11Śruba mikrometrycznaMałe pokrętło do precyzyjnej pracy, którym przy dużym powiększeniu dokładnie ustawiasz ostrość.
12Ramię statywuWysięgnik, który podtrzymuje optykę i stolik – i za który chwytasz mikroskop.
13PodstawaCiężka baza, która zapewnia mikroskopowi stabilność i często mieści lampę.
Części mikroskopu optycznego i ich funkcje. W wielu mikroskopach śruba makro- i mikrometryczna to dwa pokrętła na jednej osi.
Wskazówka: Niektóre podręczniki nazywają ramię statywu po prostu „statywem”, a zaciski i stolik krzyżowy liczą osobno. W razie wątpliwości zapytaj, jakich nazw nauczyciel oczekuje na sprawdzianie.

Mikroskop – rysunek do podpisania: karta pracy do wydruku

Oto ten sam rysunek, tylko bez nazw – do ćwiczeń i podpisywania. Na każdej linii wpisz właściwą część, a potem porównaj z tabelą powyżej.

Ćwiczenie: podpisz części mikroskopu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Karta pracy „Podpisz części mikroskopu”: rozwiązanie znajdziesz w tabeli powyżej. Na lekcje i do zadań domowych możesz grafikę drukować i kopiować. Grafika: sterngucker.de

Najlepiej uczyć się, ćwicząc najpierw części wzdłuż drogi światła: oświetlacz, przysłona, kondensor, stolik, obiektyw, tubus, okular. Potem przychodzą części, za które się chwyta: śruby, ramię i podstawa.

Dla nauczycieli: Karta nadaje się dla klas 5–7 na wprowadzenie albo sprawdzian. Więcej darmowych materiałów na lekcje, na przykład model w skali do samodzielnego wykonania, znajdziesz w naszym arkuszu do sklejenia Układu Słonecznego.

Części mikroskopu w trzech grupach

13 części łatwiej zapamiętać, jeśli posortujesz je według zadania. Optyka powiększa, mechanika trzyma i porusza, a oświetlenie daje światło.

GrupaCzęściZadanie
Części optyczneOkular, tubus, rewolwer obiektywowy, obiektywyTworzenie i powiększanie obrazu
Części mechaniczneStolik, stolik krzyżowy, śruba makrometryczna, śruba mikrometryczna, ramię statywu, podstawaTrzymanie i przesuwanie preparatu, ustawianie ostrości
OświetlenieOświetlacz, kondensor, przysłonaRównomierne prześwietlanie preparatu

Części optyczne: okular, tubus, obiektywy

Obiektyw wykonuje właściwą pracę: znajduje się zaledwie kilka milimetrów nad preparatem i tworzy pierwszy powiększony obraz. Im mocniej powiększa, tym zwykle jest dłuższy i tym bliżej podchodzi do szkiełka podstawowego.

Na każdym obiektywie widnieje ciąg liczb w rodzaju „40/0,65 160/0,17” – oznacza to powiększenie 40x, aperturę numeryczną 0,65, długość tubusu 160 mm i grubość szkiełka nakrywkowego 0,17 mm. Aperturę (zdolność zbierania światła) wyjaśniamy niżej – to ona decyduje o szczegółach.

Okular to nic innego jak lupa, przez którą oglądasz obraz z obiektywu. Tubus utrzymuje oba we właściwej odległości, żeby obraz powstawał dokładnie tam, gdzie patrzy okular.

Mikroskop optyczny Omegon Nabla II z rewolwerem obiektywowym, stolikiem krzyżowym, kondensorem oraz śrubą makro- i mikrometryczną
Prawdziwy mikroskop do porównania z rysunkiem: skośna nasadka, rewolwer z kilkoma obiektywami, stolik krzyżowy i pokrętła z boku ramienia. Zdjęcie: Astroshop

Części mechaniczne: statyw, stolik, śruby

Mechanika sprawia, że obraz stoi spokojnie i da się go precyzyjnie ustawić. Przy 400 razy widać każdy wstrząs, dlatego dobre mikroskopy są ciężkie i metalowe.

Stolik krzyżowy przydaje się szczególnie od ok. 200 razy: pole widzenia jest wtedy tak małe, że przesuwanie palcami ciągle przestrzeliwuje cel. Prawdziwy mikroskop ma zresztą co najmniej ok. 30 cm wysokości, zabawki są wyraźnie mniejsze.

Oświetlenie: lampa, kondensor, przysłona

Dobry obraz zależy od światła: kondensor skupia je dokładnie w miejscu, które widzi obiektyw. Proste mikroskopy mają zamiast kondensora tylko tarczę z otworami, średnia klasa – kondensor Abbego (nazwany od Ernsta Abbego) z przysłoną irysową.

Przysłona to najczęściej niedoceniana część: lekko przymknięta daje bardziej kontrastowy obraz, całkiem zamknięta – ciemny i nieostry. Niebarwione komórki, np. nabłonek z policzka, zobaczysz często dopiero wtedy, gdy trochę przymkniesz przysłonę.

⚠️ Uwaga przy starych mikroskopach z lusterkiem: Starsze mikroskopy szkolne mają zamiast lampy lusterko. Nigdy nie kieruj go na słońce – skupione światło słoneczne może trwale uszkodzić oko. Użyj lampki biurkowej albo jasnego światła dziennego z nieba.

Jak działa mikroskop? Bieg promieni

Mikroskop optyczny powiększa w dwóch etapach po kolei: najpierw obiektyw, potem okular. Droga światła przez mikroskop to bieg promieni.

Tubus Oko widzi powiększony obraz Okular (np. 10×) lupa dla obrazu pośredniego Obraz pośredni powiększony i odwrócony Obiektyw (np. 40×) tworzy obraz pośredni Preparat cienki, na szkiełku Kondensor + przysłona skupia światło na preparacie Lampa (LED) światło od dołu = przechodzące
Uproszczony bieg promieni: obiektyw tworzy w tubusie powiększony, odwrócony obraz pośredni, a okular powiększa go jak lupa. Grafika: sterngucker.de

Lampa świeci od dołu, kondensor skupia światło, a ono przenika przez bardzo cienki preparat. Dlatego preparaty muszą być tak cienkie, żeby światło przez nie przeszło – cała cebula się nie nada, ale jej skórka już tak.

Obiektyw tworzy w tubusie rzeczywisty obraz pośredni, który jest powiększony i odwrócony. Okular powiększa ten obraz jeszcze raz jak lupa, a twoje oko widzi go pozornie z odległości ok. 25 cm.

Zapamiętaj na sprawdzian: Obraz w mikroskopie jest odwrócony do góry nogami i lustrzanie. Gdy przesuniesz szkiełko w lewo, obraz przesunie się w prawo – przyzwyczaisz się do tego po kilku minutach.

Powiększenie mikroskopu: jak je obliczyć

Powiększenie całkowite obliczasz tak: powiększenie obiektywu razy powiększenie okularu. Obie liczby są wygrawerowane na soczewkach.

ObiektywOkularRazemSensownie do ok.Co zobaczysz
4x (NA 0,10)10x40 razy100 razyPrzegląd: rzędy komórek skórki cebuli, rozwielitki, pyłki jako ziarenka
10x (NA 0,25)10x100 razy250 razyŚciany komórkowe, pantofelki z wyraźnym kształtem, nitki glonów
40x (NA 0,65)10x400 razy650 razy⭐ Szkolna codziennośćJądra komórkowe (barwione), chloroplasty w moczarce
100x olej (NA 1,25)10x1000 razy1250 razyBakterie jako kropki i pałeczki – tylko z olejkiem immersyjnym i barwieniem
„Sensownie do” według reguły 1000 × apertura numeryczna (NA). Wartości typowe – dane na twoim obiektywie mogą się różnić.

400 razy to zakres, w którym mikroskopy szkolne pokazują najwięcej. Obiektyw 100x wymaga kropli olejku immersyjnego między soczewką a szkiełkiem nakrywkowym i na co dzień jest raczej dla zaawansowanych.

W lornetce powiększenie widnieje zresztą od razu na początku oznaczenia – tam jest to jedna liczba, o czym przeczytasz w naszym artykule o powiększeniu lornetki.

Rozdzielczość: dlaczego większe powiększenie nie pokazuje więcej

O szczegółach decyduje nie powiększenie, lecz zdolność rozdzielcza – najmniejsza odległość, przy której dwa punkty wciąż widać osobno. Zależy ona od apertury numerycznej (NA), czyli od tego, jak szeroko otwarty jest stożek światła zbierany przez obiektyw.

Światło ma długość fali, a ta wyznacza granicę: żaden mikroskop optyczny nie rozdzieli szczegółów mniejszych niż ok. 0,2 µm (mikrometra, czyli tysięcznej części milimetra). Udaje się to tylko najlepszym obiektywom olejowym o NA ok. 1,4.

⭐ Reguła praktyczna: Sensowne jest powiększenie całkowite równe 500–1000-krotności NA obiektywu. Obiektyw 40x o NA 0,65 zniesie więc najwyżej ok. 650 razy. Wszystko powyżej tylko powiększa obraz i go rozmywa – to tzw. powiększenie puste.

Dlatego „1600x” czy „2000x” na mikroskopach dla początkujących to chwyt reklamowy: mocniejszy okular rozdmuchuje ten sam obraz bez nowych szczegółów. Wirusy (15–400 nanometrów) w mikroskopie optycznym zawsze pozostają niewidoczne.

Jak prawidłowo obsługiwać mikroskop: krok po kroku

Wiele szkół przed pierwszym użyciem wymaga „karty mikroskopisty” – te dziesięć kroków powinno się w niej znaleźć. Gdy raz je opanujesz, znajdziesz każdy preparat w niecałą minutę.

  1. Przenoszenie: jedna ręka na ramieniu statywu, druga pod podstawą.
  2. Ustawienie: stabilnie na stole, kabel tak, żeby nikt o niego nie zahaczył, włącz lampę.
  3. Najsłabszy obiektyw: obróć rewolwer na obiektyw 4x, aż zaskoczy.
  4. Włożenie preparatu: połóż szkiełko podstawowe szkiełkiem nakrywkowym do góry, przytrzymaj zaciskami, przesuń obiekt nad otwór.
  5. Zbliżenie z boku: śrubą makrometryczną zmniejsz odległość między obiektywem a preparatem – patrząc przy tym z boku, a nie przez okular.
  6. Ustawienie ostrości: teraz patrz przez okular i śrubą makrometryczną powoli zwiększaj odległość, aż pojawi się obraz. Śruby makrometrycznej używasz tylko przy obiektywie 4x.
  7. Ustawienie światła: wyreguluj jasność i przymknij przysłonę tak, by obraz był kontrastowy, ale nie ciemny.
  8. Doostrzenie: śrubą mikrometryczną wydobądź szczegóły.
  9. Większe powiększenie: przesuń ciekawe miejsce dokładnie na środek pola widzenia, obróć rewolwer na kolejny obiektyw, ostrość ustawiaj już tylko śrubą mikrometryczną, popraw przysłonę.
  10. Sprzątanie: z powrotem ustaw najsłabszy obiektyw, wyjmij preparat, wyłącz światło, nałóż pokrowiec.
⚠️ Najczęstszy błąd: kręcenie śrubą makrometryczną przy obiektywie 40x. Obiektyw jest wtedy zaledwie pół milimetra nad szkłem i w mgnieniu oka miażdży szkiełko nakrywkowe i preparat – w najgorszym razie rysuje się soczewka czołowa.

Jakie preparaty nadają się na początek i jak je przygotować, pokazuje nasza instrukcja Mikroskopowanie dla początkującychod skórki cebuli po napar z siana.

Mikroskop optyczny a mikroskop elektronowy

Tam, gdzie światło dochodzi do granicy, zaczyna się mikroskop elektronowy: pracuje z wiązkami elektronów zamiast światła i polami magnetycznymi zamiast szklanych soczewek. Pierwsze takie urządzenia zbudowali Ernst Ruska i Max Knoll w 1931 roku w Berlinie.

CechaMikroskop optycznyMikroskop elektronowy
PromieniowanieŚwiatło widzialneElektrony
SoczewkiSzklane soczewkiCewki magnetyczne
Rozdzielczośćok. 0,2 µmponiżej 1 nanometra
Sensowne powiększeniedo ok. 1000 razyponad 1 000 000 razy
PreparatŻywy lub martwy, cienki, w wodzieTylko martwy, wysuszony, w próżni
ObrazW kolorze, na żywoCzarno-biały (kolory dodawane później)
WidoczneKomórki, jądra komórkowe, pierwotniaki, bakterieWirusy, szczegóły organelli, cząsteczki
Kosztod klasy budżetowejkwoty sześciocyfrowe i wyższe

Do szkoły i hobby mikroskop optyczny jest nie do pobicia: widzisz żywe organizmy w ruchu i w kolorze. Mikroskop elektronowy pokazuje z kolei struktury, które dla światła są po prostu za małe.

Kto wynalazł mikroskop?

Jednego wynalazcy nie ma: mikroskop powstał ok. 1590 roku w Niderlandach, prawdopodobnie w warsztacie wytwórców okularów Hansa i Zachariasa Janssenów w Middelburgu. Tej atrybucji nie potwierdzono jednak w pełni.

RokKtoCo
ok. 1590Hans i Zacharias JanssenowiePierwsze mikroskopy z dwóch soczewek w jednej rurze (atrybucja niepewna)
1665Robert HookeKsiążka „Micrographia”: widzi komory w korku i nazywa je „cells” – komórki
lata 70. XVII w.Antoni van LeeuwenhoekMaleńkie mikroskopy jednosoczewkowe do ok. 270 razy; jako pierwszy opisuje pierwotniaki i bakterie
lata 70. XIX w.Ernst Abbe i Carl ZeissAbbe wyjaśnia w Jenie granicę rozdzielczości i po raz pierwszy oblicza obiektywy naukowo
1931Ernst Ruska i Max KnollPierwszy mikroskop elektronowy

Zdumiewający jest van Leeuwenhoek: jedną maleńką szklaną kulką widział więcej niż współcześni mu badacze z dwiema soczewkami. Soczewki ówczesnych mikroskopów dwusoczewkowych były po prostu jeszcze zbyt słabe.

Mikroskop i teleskop: ta sama zasada

Jako serwis astronomiczny nie możemy sobie tego odmówić: mikroskop i teleskop to optycznie bliscy krewni. Oba składają się z obiektywu, który tworzy obraz pośredni, i okularu, który powiększa ten obraz jak lupa.

MikroskopTeleskop
ObiektMaleńki i bliskiOgromny i daleki
ObiektywBardzo krótka ogniskowa, kilka milimetrówDługa ogniskowa, często 700–1200 mm
PowiększenieObiektyw × okularOgniskowa obiektywu ÷ ogniskowa okularu
GranicaDługość fali światła (ok. 0,2 µm)Średnica obiektywu i turbulencje powietrza

Jak to wygląda szczegółowo w teleskopie, wyjaśniamy w artykule Teleskop: budowa i działanie. Kto zrozumiał budowę mikroskopu, zrozumie też teleskop w pięć minut.

Jaki mikroskop do szkoły i do domu?

Do domu wystarczy mikroskop biologiczny z częściami z naszego rysunku: rewolwer z trzema obiektywami, stolik krzyżowy, śruba mikrometryczna i LED. Takie mikroskopy kupisz już w klasie budżetowej; dla młodszych dzieci lepszym wyborem jest często mikroskop stereoskopowy.

Oba mikroskopy poniżej przedstawiamy na podstawie kart katalogowych i doświadczeń z forów mikroskopowych, sami ich nie testowaliśmy. Większy wybór i porównania znajdziesz w poradniku o mikroskopach, dla młodych badaczy w artykule Mikroskop dla dzieci oraz przy mikroskopie stereoskopowym.

Wszystkie części z rysunku: Mikroskop Omegon Nabla II Mono (do 1000x)

Mikroskop Omegon Nabla II Mono (do 1000x)

Ma wszystko, co jest na naszym rysunku: rewolwer z obiektywami do 100x olej, stolik krzyżowy z noniuszem (skalą do odczytu pozycji), kondensor Abbego, śrubę makro- i mikrometryczną oraz LED. Patrzenie jednym okiem jest przy długich sesjach bardziej męczące niż nasadka bino.

Cena: 249,00 €

Zobacz w Astroshop* →

Obojgiem oczu: Mikroskop Omegon Binofield 40x–800x (LED)

Mikroskop Omegon Binofield 40x–800x (LED)

Niedrogi start z nasadką bino, rewolwerem, stolikiem krzyżowym, śrubą makro- i mikrometryczną oraz tarczą z pięcioma filtrami barwnymi dla lepszego kontrastu. Prawdziwe szczegóły pokazuje do ok. 400–650 razy, 800x z pudełka to powiększenie puste.

Cena: 648,60 zł

Dostępny od ręki · gotowe do wysyłki w 3-7 dni

Zobacz w Astroshop* →

Dla zaawansowanych: oświetlenie Köhlera
Omegon Nabla III ma oświetlenie według Augusta Köhlera: dodatkowa przysłona polowa przy lampie oraz regulowany na wysokość i centrowany kondensor sprawiają, że pole widzenia jest równomiernie jasne, a światło rozproszone nie zjada kontrastu. Do tego achromaty DIN od 4x do 100x olej i kondensor o NA 1,25, który w pełni wykorzystuje obiektyw olejowy. Dopłata ma sens w liceum, na studiach biologicznych i dla wszystkich, którzy chcą naprawdę czysto oglądać bakterie i barwione komórki – dla piątej klasy to za dużo.

Dla zaawansowanych: Mikroskop Omegon Nabla III Bino (Köhler)

Mikroskop Omegon Nabla III Bino (Köhler)

Oświetlenie Köhlera, achromaty DIN od 4x do 100x olejowego i kondensor NA 1,25: standard laboratoryjny, z którym także bakterie i drobne struktury komórkowe wychodzą czysto.

Cena: 489,00 €

Zobacz w Astroshop* →

Najczęściej zadawane pytania o budowę mikroskopu

Jaka jest budowa mikroskopu?

Mikroskop optyczny składa się z części optycznych (okular, tubus, rewolwer obiektywowy, obiektywy), części mechanicznych (stolik, stolik krzyżowy, śruba makro- i mikrometryczna, ramię statywu, podstawa) i oświetlenia (oświetlacz, kondensor, przysłona). Razem to 13 części, które znajdziesz na naszym opisanym rysunku powyżej.

Do czego służy tubus w mikroskopie?

Tubus łączy okular z obiektywem i utrzymuje je we właściwej odległości. W nim powstaje obraz pośredni, który powiększa okular. Poza tym osłania przed przeszkadzającym światłem bocznym.

Do czego służy kondensor?

Kondensor znajduje się pod stolikiem i skupia światło lampy na preparacie. Razem z przysłoną decyduje o jasności i kontraście. Bez kondensora powiększenia powyżej 400 razy mają niewielki sens.

Czym różni się okular od obiektywu?

Obiektyw znajduje się blisko preparatu i tworzy pierwszy, powiększony obraz. Okular to soczewka przy oku, która powiększa ten obraz jeszcze raz jak lupa. Powiększenie całkowite to iloczyn obu.

Jak obliczyć powiększenie mikroskopu?

Mnożysz powiększenie obiektywu przez powiększenie okularu. Obiektyw 10x z okularem 10x daje 100 razy, obiektyw 40x – 400 razy.

Kto i kiedy wynalazł mikroskop?

Pierwszy mikroskop powstał ok. 1590 roku w Niderlandach, prawdopodobnie u Hansa i Zachariasa Janssenów. Sławę przynieśli mu Robert Hooke (1665) i Antoni van Leeuwenhoek (lata 70. XVII wieku).

Czy w mikroskopie optycznym można zobaczyć wirusy?

Nie, wirusy o wielkości 15–400 nanometrów są za małe. Granica mikroskopu optycznego to ok. 0,2 mikrometra, czyli 200 nanometrów – do tego potrzebny jest mikroskop elektronowy. Bakterie widać natomiast przy 1000 razy z olejem i barwieniem.

Jak narysować mikroskop na lekcję?

Rysuj ołówkiem w widoku z boku i zacznij od podstawy i ramienia statywu, potem stolik, tubus i optyka. Linie opisu prowadź linijką poziomo na zewnątrz, tak żeby się nie krzyżowały. Jako wzór możesz wziąć naszą kartę pracy powyżej.

Czytaj dalej: Jaki mikroskop kupić: poradnik · Mikroskopowanie dla początkujących · Mikroskop dla dzieci · Teleskop: budowa i działanie

Linki oznaczone gwiazdką (*) to linki afiliacyjne. Jeśli kupisz coś za ich pośrednictwem, otrzymamy niewielką prowizję – dla ciebie cena się nie zmienia.