2015-12-21

積木顯微鏡

看了阿簡的紙作顯微鏡後,驚為天人!也很想做,但沒有足夠透鏡可測試,就卡在那邊。
直到,手邊有些積木,班上學生也在做美術的膠珠作品,
東拼西湊地好像可以剛剛好,然後就拿玻璃珠和雷射透鏡來拼裝成這樣了,
因為彥文老師的邀請,所以就跟大家分享製作方式。

材料:
  • 2mm 玻璃珠:為物鏡,越小放大倍率越好
  • 5mm 黑色膠珠:黑色是為了避免其他色光的反射
  • 連接積木:內徑為 5mm、外徑約 8mm,轉接膠珠與方塊積木用,中間記得要鑽孔讓光通過
  • 方塊積木:連接兩個鏡頭的中間構造,中間若非空心,可用兩分半(3/16)的電鑽打穿
  • 7mm 口徑吸管:主要為了可以卡住鏡頭及方便移動鏡頭位置,外包黑色電工膠帶,約不到一圈就可以很緊,也避免其他色光反射,但差異不大。
  • 7mm 雷射透鏡:為目鏡,焦距為 8mm,玻璃珠和雷射透鏡間距離在 1~2cm 內而已
製作方法:
  1. 製作鏡頭本體
    • 將玻璃珠、膠珠、連結積木三個裝好後塞進方塊積木 ; 方塊積木內塞吸管,吸管內置雷射透鏡
    • 利用倒放的熨斗讓膠珠融化後,包住玻璃珠。記得中間要夾一層紙,不然熨斗就報廢了。
    • 為了讓玻璃珠另一端不會掉出,可用鑷子在膠珠尚未固化前夾一下膠珠中段以固定玻璃珠
    • 吸管要能自由活動藉以調整兩鏡距離,主要是物鏡與玻片距離要取好,我大概抓到目鏡後約18mm
  2. 組裝顯微鏡體
    • 依想要的方式來組裝
    •  正面
      斜後方
  3. 延伸配件製作
    • 可使用軟鏡貼於斜面積木,製作平面鏡或凹面鏡來集中光線
      凹面鏡以及平面鏡
       可傾斜以收集光線
    • 在積木內部放入斜面鏡,將反光鏡與載物台合為一
      使用吸管灌入熱熔膠支撐協助固定斜鏡
      斜鏡使用時(光線從左側進入)
    • 積木內部鑽兩孔後插入LED兩針腳,與台大江宏仁老師的光源設計類似,可藉由積木的旋轉讓針腳觸碰電源當作開關
優點:
  • 與單式顯微鏡比較,放大倍率略優、能實際感受成像上下左右顛倒
  • 積木組裝方式多,價格不貴,針對積木可作類似江老師那樣模組的擴充像加偏光片、可變倍率積木、旋轉方式來切換光圈等功能
缺點:
  • 視野小,不易對準樣本欲看區域。一開始本來是拿原子筆前端錐形那段來做,後來怎樣都黏不起來,換成膠珠後,一度使用更小的 3mm 膠珠來合,弄得進去卻後面沒有轉接的方式,所以又改回來 5mm,缺點就是融化後頭很大,削到有點尖尖的可能會比較好。
  • 對焦仍不易、光圈若再小一點,影像會更清晰
  • 成像品質上玻璃珠的表面斑點影響成像,可能只是清潔問題,或許嘗試先用酒精浸泡清洗過再來試試看。
  • 載物台小,平台要大到一般玻片能穩固不動需要再加積木,可是那又...醜了一點...

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