2008年8月24日

我把顯微鏡給分屍了

國中生物裡最昂貴的實驗器材應該非顯微鏡莫屬,每年在不同人的蹂躪之下,總會以各種匪夷所思的方式壞掉。不過有些不是壞掉,只是同學的手太x,喜歡摸鏡片,結果鏡片油膩成像跌進香雞排的炸油裡,這類的問題通常用脫脂綿擦拭就可以了。

比較嚴重的像是目鏡筒入塵、燈不亮,其實只要有時間,簡單的修繕就可以搞定。或者也可以把數台的零件重新組合,也可以變成一台堪用的顯微鏡。

請廠商來維修的情況,如果是好幾個物鏡都壞掉,那買新的還會比較划算,畢竟一、兩顆物鏡的價格就可以買到一台新的顯微鏡。

暑假的時候把藏在木箱裡的顯微鏡都拿出來,打算請廠商來做維修,不過因為連壞在哪裡都不知道,所以得自己先做檢查。檢查完,發現大部分的問題,都是自己就可以處理的。




燈不亮的問題
現在買到的顯微鏡大多是附燈的,雖然說有燈比較高級,不過在學校裡,用反光鏡反而是比較方便的。因為用燈的如果燈壞掉,整台就不能用了,除非你把檯燈塞到載物台底下。可是用反光鏡的,幾乎不可能壞掉。

燈不亮的一個原因其實是保險絲的問題。保險絲安裝的地方,通常是在顯微鏡屁股。
有些燈不亮的原因是學生把保險絲拿走了!?燈當然就不會亮了。這種情況當然只要買保險絲裝上就可以了。



不過有的情況就比較複雜了,像是燈不見、線斷掉、保險絲壞掉。
下面這台顯微鏡同時出現上面說的三種問題,燈不見了、線斷掉、保險絲也壞掉。這樣燈會亮才怪。所以要修這種情形,還得準備銲槍才行。





鏡筒入塵的問題,也很常發生。在一般的使用情況,我們不會把目鏡拿起來,自然就不會有灰塵掉到鏡筒理。不過有時候,實驗結束,目鏡居然會不見。這種應該在7月半才會發生的事,在實驗室屢見不鮮。

現在比較常見的鏡筒型式,是下面這種斜的。比起以前直立型的,多了觀察的方便,但裡頭也多了一個光學零件。


底部有螺絲,轉開來就可以分離了


接著徒手就可以分解這些零件


在最底部可以看見一個光學零件,這也是最容易入塵的地方,如果在視野當中看見揮之不去的灰塵,又不是目鏡、物鏡的問題,那八成就是這裡有灰塵。



其實這個就是一個稜鏡,可以把底下射上來的光線,偏折角度。




稜鏡的另一面是塗黑的


至於比較早期的直立型,裡頭就沒有這個稜鏡,因為不需要啊。



拆開來看,裡頭是空的。



底下來看一下載物台和光圈,這個不會壞掉。通常是壞掉上面的玻片夾,學生很愛玩彈性發聲的遊戲,結果最後都鬆掉不能夾了。我們學校的老師乾脆就把玻片夾拆掉,對學生來說,沒有玻片夾反而變得比較好操作。


最簡單的光圈,底下其實就是一個個的洞,有大有小。高級點的光圈還有像單眼相機那樣的葉片式光圈。


這個就是拆下來的載物台,中間有個鏡片,通常不會壞掉,最多就是髒掉。



底部就是光圈



把光圈拆下來,這裡可以看見由小至大,一共五種光圈。



中間的鏡頭是看起來是半圓形的平凸透鏡。





再來是粗、細調節輪。
通常出現的問題是載物台無法向上調到最適合的高度。
這種情況只要調整一個螺絲就可以了,就是在圖中最左邊的螺絲,那是控制鏡台上升的最高高度。


現在流行的規格是上面那種,粗細調節輪調的是載物台的高度。比較早的是下面這種,調的是鏡筒的高度。
兩者的粗細調節輪位置也不一樣喔,上面那種的是粗調節輪調整「細調節輪+載物台的高度」,下面那種則是細調節輪調整「粗調節輪+鏡筒的高度」。




粗調節輪有時候會發生太緊或太鬆的問題,這種只要把粗調節輪鎖緊就好。圖中左方的粗調節輪,旁邊就有一個鎖緊的裝置。




粗調節輪是怎麼「粗」調的呢?無論是調鏡筒還是載物台的高度,原理都一樣,都是利用齒輪。在圖中,把鏡筒升高之後,後面就可以看到一齒一齒的東西,有時候顯微鏡會發生粗調節輪調到正確高度,卻又慢慢滑下來,原因就發生在那一齒齒的上面。




把粗調節輪的結構拆開,可以看見其實粗調節輪轉的是個斜齒的齒輪



對應在另外一面的就是下面這個東西,姑且稱之為「齒板」,也是一齒一齒的。(備註,後來查了,叫做齒條)



本來這種齒輪會剛好卡住,不過有時候轉到最高或最低的時候,會鬆卡,這時候如果硬轉,右邊那個齒板的齒就會被齒輪磨平。最後的結果就是粗調節輪會鬆,載物台就會掉下來,這種情況只有換齒板才能解決。



細調節輪又是怎麼「細」調的呢?請注意最左邊有兩個螺絲



打開來之後,裡頭有個彈簧


而細調節輪調的是一個像「扳機」的構造,當細調節輪轉動時,「扳機」的高度就會不同,(請比較以下兩張圖)



扳機往上推的時候,會把載物台往上推,但是因為最上面又有個彈簧,所以上升的高度十分有限,這樣就達成「細調」的目的。
細調節輪發生的問題同樣是「細調節輪鬆掉」,這種通常是扳機和細調節輪沒有卡好,只要卡回去,問題就解決了。

以下介紹的是鏡頭。鏡頭如果只是髒掉,擦擦就行,但如果是破掉,那就別修了,看能不能買一個新的鏡頭或是拿報廢的零件來替換都好。

一般的目鏡從5X、10X、15X、16X都有




裡頭的鏡片,從一枚到三枚以上的鏡片都有




物鏡的部份,倍率越高物鏡就越長,當然結構也相對複雜。還好物鏡的螺紋有標準規格,所以A家的物鏡和B家的物鏡其實可以互相替換。



這是4X物鏡


裡頭的結構就這樣而已



10X的物鏡稍微複雜一點。順帶一提,10X物鏡拆到最後,得到的中間那玩意超棒!可以當作高倍的放大鏡來用。只用這個東西,我甚至可以直接靠在吊竹草的葉背,看見氣孔的分佈,或是靠在蕨葉背,看見孢子囊的環紋。


40X物鏡就更複雜了


裡頭還有個小螺絲


打開來,還可以看見一個彈簧在裡頭。因為40X物鏡和標本會很接近,這是避免太過接近而傷害鏡頭的設計,真聰明。




順便看一下解剖顯微鏡吧
把目鏡拿起來,其實裡頭也有稜鏡,原因和前述相同,因為要把光線從垂直的折射成斜的,這樣才能方便觀察。



解剖顯微鏡的眼距調整器,能夠同時連動控制雙鏡筒的方式,就在於它們真的是連在一起的。
這是把上面那個構造翻過來看的樣子,注意看中間斜的那根連桿的位置,現在是兩眼距離拉近的時候。



這是兩眼位置拉開的時候



我想解剖顯微鏡最有價值的部份,應該就是這個構造吧,因為有很多鏡片在此。


這是物鏡上面的兩個稜鏡,為何有兩個呢?答案很簡單,因為目鏡有兩個啊。



同樣的,物鏡也有兩組(兩個成一組)



感謝當初發明顯微鏡的前輩們,若不是他們的發明,生物學的發展不可能到現在這個地步。衷心感謝!

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