Фолдскоп своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Друзья, многие меня спрашивали, а сколько стоит такой микроскоп? Мне он обошёлся бесплатно! Наверняка, и вам это обойдется очень дешево. У многих в чулане или на даче на чердаке валяется старый советский фотоувеличитель. У меня тоже был. Как то разбирался я на балконе и наткнулся на него. Хотел уже выкинуть, но как то жалко стало. Смотрю на него и думаю: "А он похож на микроскоп! Может, можно как-нибудь сделать его из него?" ( Тем более я периодически занимаюсь реставрацией и давно мечтаю о микроскопе, но цены кусаются). Полез я в интернет и нашел информацию, как сделать микроскоп из фотоувеличителя. Причём, способ довольно простой и бюджетный.
Самое главное, как вы уже поняли, это сам фотоувеличитель. У кого-то он есть, а у кого нет, можно купить. Объявлений о продаже достаточно. Цены довольно демократичные. Продают в среднем по 500-1000 рублей. Но при желании можно найти и бесплатно. На профильных сайтах такие объявления мне попадались.
Еще вам потребуется вэб-камера. Эта вещь тоже присутствует практически в каждом доме. Я уже давно пользуюсь ноутбуком и камера в нем есть. У кого нет вэб-камеры, так же можно приобрести. Стоит она тоже не дорого. Или можно поспрашивать у знакомых, сейчас мало кто ими пользуется и у многих лежат без дела. Вот и все, что нам необходимо.
Собирается вся конструкция довольно просто. В первую очередь нужно собрать фотоувеличитель (у кого он хранится в разобранном состоянии). Затем нужно удалить некоторые детали. Это светильник, который находится сверху и красный фильтр, который стоит под объективом. Смотрите на фото.
Потом удаляем кадрирующую рамку и квадратный блок с круглой линзой. На рисунке это номер 5 и 6. Для этого снимаем голову с конструкции.
Дети всегда мечтают, как минимум, о двух недоступных вещах: взглянуть в далекие миры и увидеть близкую и также невидимую жизнь. В первом случае речь идет о наблюдении за звездным миром через телескоп, а в другом – за жизнью через микроскоп.
Как поживает инфузория туфелька?
Ниже мы детально расскажем дотошным ребятишкам о том, как сделать микроскоп своими руками в домашних условиях. Он, возможно, позволит им рассмотреть не только инфузорию туфельку. Это одноклеточный живой организм, который впервые они увидели в школе через настоящий микроскоп.
Микроскоп своими руками из линз — очень сложное технически оптическое устройство, на фото не все видно снаружи, основное кроется в корпусе.
В домашних условиях достичь качества изображения возможно, если линзы будут изготовлены профессионально.
Тогда увеличение вещи в несколько раз вполне достижимо. Мы представим схему конструкции, вполне неплохой самоделки, разработанной Л. Померанцевым.
Что необходимо для работы?
Купить в магазине оптики пару линз на десять диоптрий с плюсом. Приобретайте их небольшого диаметра, около двух сантиметров.
Забегая наперед, скажем, что одна линза будет установлена в окуляре, то есть там, где будет с ней соприкасаться глаз, другая — для объектива.
Диоптрии (Д) — это сила оптики, обратная фокусу (расстоянию). Одна единица равна метровому фокусу, две – полуметру. Поэтому десять Д – это всего 10 см. От них и будем конструировать.
Пошаговая методика сбора микроскопа
Подберите готовый или соберите сами цилиндр указанной длины и под окружности подобранных линз. Разделите его на 2 одинаковые части. В них укрепите диоптрийные стекла.
Внутренности закрасьте чёрной гуашью. Линзы в полутубусах приклейте картонными вставками-кольцами. Затем изготовьте ещё одну трубку – будущий тубус – с диаметром, чтобы две половинки с оптикой вошли в него плотно одна над другой. Внутри также окрасьте чёрным.
Теперь работа с деревом
Начертите циркулем на пятимиллиметровой фанере пару окружностей – одна диаметром 20 см, внутри нее другая – 12. Наружный и внутренний диаметры аккуратно выпилите лобзиком. Разрежьте на два полукруга.
Чтобы понять, что будете делать дальше, рассмотрите монтажную схему на сайте. Так как сделать штатив для микроскопа и все вместе непросто.
Как ни странно, но на этом креплении работа застопорится на какое-то время. Ведь стопор необходим не только для прочного удержания тубуса, но и для его передвижения. Поэтому намертво закреплять не нужно. На заводе легко выходят из такого технического положения.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Как же лучше сделать стопор дома?
На винт с двух стороны приклейте рычаги для вращения, подойдут половинки от деревянной катушки для ниток. Оно будет и прочным, и удобным для управления тубусом. Резинка будет медленно двигать его в обе стороны.
Можно обойтись без этой сложной работы. Тубус закрепляется плотно, а наводить фокус будете передвижением линз.
Под столиком поместите прочно диафрагму – круг с дырочками от 2 до 10 мм, Она должна вращаться, а отверстия совмещаться с отверстием столика. Она будет настраивать световой пучок. Под ней находится зеркальце 5х4 см, предусмотрите при его креплении способ изменять наклон. Так получится подсветка микроскопа своими руками.
Всё собранное укрепите на основной подставке. Она также из доски толщиной не менее 20-25 миллиметров любого дерева, желательно твердых пород, чтобы от влажности комнаты не растрескивалась.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Микроскоп настраиваете вращением зеркала, винтом тубуса и линзами в нем. Увеличение гарантировано в сотню раз, а то и значительнее. Сделайте фото микроскопа, изготовленного своими.
Следующим вашим шагом будет электронный микроскоп своими руками. Ведь все больше подобных исследований ведется по цифровым технологиям. И его собрать не сложнее обычного. Но это тема другой статьи.
Фото микроскопа своими руками
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Фолдскоп - сам себе ученый! - 2
А вы уже слышали о фолдскопе? 🔎🔬
💯 Этот малыш-микроскоп стал мировым бестселлером. В мире больше 1,2 млн фолдскоперов.
💪Мощность микроскопа: от 140-400 крат.
При таком увеличении ребёнок рассмотрит клетки кожицы лука🧅, лапки и крылья насекомых🐝, кровь человека🧫, инфузорию-туфельку и многое другое.
🌟3 режима просмотра:
👁 Смотреть глазом
📱 Смотреть через смартфон, снимая фото и видео!
📽 И даже выводить изображение на стену, как проектор.
✅ Но самое главное, он безопасен даже для детей 4+.
Нет стекол и окуляров!
В наборе специальные гибкие слайды🔥
Ну какой еще микроскоп вы сможете так смело дать ребенку?
✅ Выполнен из специального материала - не мнется, не рвется и не боится воды!
Прослужит с детства до конца школы!
✅ Карманный фолдскоп весит всего 10гр.
Можно брать в школу, в поездки, на дачу.
💯 Ваш новый гаджет всегда с собой!
ЧТО И ГДЕ ЗАКУПАЕМ:
много интересного и плнезного на страничке в Инстаграмм
Ману Пракаш
Билл Гейтс, Марк Цукерберг и другие ИТ-миллиардеры тратят огромные суммы на помощь странам третьего мира, однако разрыв между богатыми и бедными продолжает увеличиваться.
В отличие от глав ИТ-корпораций, у Ману Пракаша нет миллиардов, которые он мог бы потратить на благотворительность, но есть идеи, как сделать трату этих средств излишней.
Идея Foldscope родилась в 2011 году, когда Пракаш и его аспиранты в Стэнфорде путешествовали по лабораториям в развивающихся странах. В Таиланде они обнаружили исследовательскую группу, у которой был хороший дорогой микроскоп для полевых исследований. Однако он стоял без дела.
Пракаш был поражен, насколько абсурдна ситуация: исследователи получают в пять раз меньше, чем стоит микроскоп, и просто боятся его поломать. Похожую картину биолог позже наблюдал в Африке, где недостаток микроскопов часто мешает проводить качественные медицинские анализы. Тогда Пракаш задался целью сделать микроскоп таким же доступным, как карандаш.
От задумки до первого прототипа прошло три года. В 2014 году была предложена конструкция Foldscope, где самые дорогие детали — это линза за 5,5 центов и светодиод. Всё остальное сделано из бумаги. Вес новинки составил всего восемь граммов, а стоимость — меньше доллара. Хотя чаще всего используется линза с небольшим 140-кратным увеличением, прибор существует во множестве модификаций и позволяет использовать более мощные линзы с увеличением до 2 тысяч раз.
Foldscope похож на обычный микроскоп, который расплющили гидравлическим прессом: объектив, предметный столик, винты фокусировки — всё оказывается толщиной с несколько плотных листов бумаги. Пракашу и его коллегам пришлось решить множество инженерных задач. Например, как встроить в плоское устройство механизм наведения фокуса.
Это хорошее упражнение для фантазии. Положите на стол лист бумаги и поставьте точку посередине. Положите ладони на лист. Переместите точку вправо-влево и вверх-вниз. Не очень сложно. А теперь поднимите точку над поверхностью стола.
Довольно быстро вы поймёте: достаточно свести ладони, чтобы бумага выгнулась посередине. Точно так же достигается настройка фокусировки в Foldscope. Большие пальцы вкладываются в трапециевидные отверстия по бокам и слегка выгибают фрагмент, содержащий линзу.
Пракаш обнаружил, что такой нехитрый приём позволяет контролировать расстояние с точностью до микрона — одной тысячной миллиметра. Это примерно в сто раз меньше, чем толщина волоса, и в семь раз меньше, чем диаметр эритроцита.
Помимо непосредственно инженерных находок, команда из Стэнфорда также предложила несколько ярких дизайнерских решений. Foldscope поставляется в виде листов А4. Все детали, в том числе линза, вытравлены прямо на листе. Пользователь выдавливает их и собирает, словно оригами. Никаких инструкций на листе нет: Пракаш использовал цветовое кодирование. Сборка занимает около десяти минут.
Исследователи постоянно думали о конечном потребителе и его нуждах. В комплекте есть две детали с магнитами, которые позволяют прикрепить смартфон на Foldscope и записывать мобильное видео. Кроме того, ноу-хау получилось очень долговечным: микроскоп можно ронять с третьего этажа, на него можно наступить, его можно намочить — и ничего с ним не произойдёт. Всё это Пракаш демонстрировал во время своего выступления на TED в 2014 году.
Хотя Foldscope стоит меньше доллара, чтобы запустить его в производство и поднять большую волну, Пракашу пришлось использовать все доступные каналы. В ноябре 2012 года, ещё на ранних стадиях разработки, он выиграл грант Фонда Билла и Мелинды Гейтс на $100 тысяч.
На эти деньги ученый отправился в Индию, Таиланд и Уганду, где провёл серию полевых тестов. В 2013 году подоспела помощь от Фонда Гордона и Бетти Муров, и было заявлено о планах бесплатно распространить по миру 10 тысяч бумажных микроскопов. Сумма гранта составила $757 тысяч.
В 2014 году про Foldscope написали The New Yorker, The Wall Street Journal, Wired и десятки других изданий. Летом 2016 года снова активизировался фонд Муров, на этот раз заявив, что поможет раздать школьникам со всего мира миллион микроскопов. Также Пракаш провёл успешную кампанию на Kickstarter. Вместо заявленной цели в $50 тысяч долларов удалось собрать почти $400 тысяч. Первые доставки Foldscope планируются в августе 2017 года.
Следует отметить, что медики не спешат вооружаться бумажными микроскопами. Всё-таки для серьёзной диагностики его мощности не достаточно. В 2014 году в Гане обнаружили, что Foldscope не годится для обнаружения возбудителей шистосомоза: при изучении образцов мочи появлялся риск заражения, так как микроскоп нужно было подносить вплотную к лицу.
Пока что Foldscope в большей степени остаётся образовательным инструментом, а также используется для необычных задач за границами медицины: например, пасечники приспособили изобретение для поиска паразитов у пчел, а сборщики цветных металлов — для изучения своих находок.
Пока разворачивалась история успеха Foldscope, Ману Пракаш продолжал работу над другими проектами в своей Стэнфордской лаборатории. В январе 2017 года он представил ещё одно изобретение — Paperfuge, бумажную центрифугу, которая стоит 20 центов, но позволяет готовить образцы для анализа крови.
Центрифуги стоят в каждой медицинской лаборатории. Благодаря центробежной силе они позволяют отделять плазму крови от красных кровяных телец и делать другие анализы. Это необходимо для диагноза многих болезней, от малярии до ВИЧ-инфекции.
На первом этапе биоинженер и его команда экспериментировали с волчками, но те вращались недостаточно быстро. Затем пришла идея использовать йо-йо. Однако вращение должно быть равномерным. Чтобы научиться долго крутить йо-йо с постоянной скоростью, нужны месяцы тренировки.
Именно сверхспирализация позволяет жужжалке накапливать дополнительную энергию и достигать давления в 30 тысяч атмосфер. Этого достаточно, чтобы изолировать возбудителей малярии за несколько минут. Нужно просто разместить по ободу колеса ампулы с образцами крови.
Ещё несколько месяцев исследователи искали, из какого материала лучше всего изготовить прибор, чтобы он был дешевым и долговечным, и в итоге остановились на бумаге.
Первые тесты Paperfuge были проведены на Мадагаскаре, где проблема малярии стоит очень остро. Отзывы от рядовых врачей положительные, но профессиональное сообщество пока не успело оценить новое изобретение индийца.
Это действительно так. Правда, рентгеновских фотонов испускается очень мало. Обнаружить эффект можно, только поместив скотч в вакуум. Однако свечение в видимом диапазоне заметно и в обычных условиях.
Ещё в середине прошлого века явлением интересовался академик Борис Дерягин. В 2008 группа из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе сумела сделать рентген пальца с помощью скотча. Феномен основан на разрушении кристаллов, во время которого между частицами проскакивают разряды. До сих пор здесь много неясного.
Именно так в ходе наблюдения за бытовыми феноменами аспирант Пракаша Нэйт Сира пришёл к ещё одной идее: танцующим каплям. Во время учёбы в Университете Висконсина в 2009 году он пролил пищевой краситель на стеклянную пластину и заметил, что капли начали двигаться. В 2011 году Сира попал в Стэнфорд и присоединился к лаборатории Пракаша.
Потребовалось три года экспериментов, чтобы понять, что происходит: в красителе есть молекулы пропилен-гликоля и воды. Вода быстрее испаряется и имеет более высокое поверхностное натяжение. В верхней части капли больше концентрация воды, в нижней — пропилен-гликоля. В итоге внутри капли создаются маленькие вихреподобные потоки.
В 2015 гожу Пракаш совместно с коллабораторами Джимом Цыбульски и Джорджем Кацикисом наконец представил первый прототип устройства, где роль электрических импульсов играет жидкость с магнитными наночастицами. На смену транзисторам пришли специальные каналы, которые учёные сравнили с уровнями в Pac-Man.
Особенно долго работали над точной синхронизацией капель. Её удалось добиться с помощью вращающихся магнитных полей. Исследователи воссоздали все логические элементы традиционных компьютеров.
Интересно, что большинство получателей гранта — люди искусства и специалисты в гуманитарных областях. Компания очень пёстрая: автор графических романов Джин Луэн Янг, поэтесса Клодия Ранкин, абстрактный скульптор Винсент Фикто, лингвист Дэрил Болдуин, ответственный за возрождение языка, на котором говорили индейцы Майами.
Обычного учёного было бы странно видеть в таком окружении, но Пракаш — особый случай: его работа способна по-настоящему вдохновлять. Учёный пока не сообщил, на что собирается потратить грант, — видимо, об этом мы узнаем очень скоро.
Читайте также: