用樂高積木也能做出顯微鏡?可當教學用途

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 08 日 8:15 | 分類 科技教育 , 科技趣聞 Telegram share ! follow us in feedly


還記得小時候在學校用的顯微鏡嗎?現在可用樂高積木 DIY 了。

這十分符合現在「節儉科學」趨勢:使用廉價消費級硬體和開源軟體構建低成本的科學儀器。DIY儀器非常適合教學。

上科學課時學生接觸最多的儀器就是顯微鏡。哥廷根大學提摩·貝茲(Timo Betz)認為,顯微鏡是不可少的科學儀器,但由於成本和脆弱性,教室內使用受極大限制,特別是疫情期間。因此決定用樂高積木搭建便宜的顯微鏡。

貝茲靈感來自加州大學舊金山分校的研究生哈里森·劉(Harrison Liu)等人2013年做的樂高顯微鏡LegoScope。但LegoScope並不能算「低成本」顯微鏡,仍需要用到3D列印零件。

▲ LegoScope。(Source:Synapse

貝茲等人的樂高顯微鏡不同,只有兩個零件不是樂高積木:高倍物鏡與低倍物鏡。他們將iPhone 5相機模組的塑膠鏡片當高倍物鏡,低倍物鏡用玻璃透鏡。

「從相機模組小心分離出鏡片後,我們用透明膠帶將它貼到樂高積木上。」貝茲論文寫到。

至於照明,使用整合LED的特殊樂高積木,另外還將一張薄紙放在LED與樣品之間,作用類似攝影燈的柔光燈罩。

(Source:The Biophysicist,下同)

你可能會好奇,用樂高積木做顯微鏡,最難完成的是哪部分?答案可能會是物鏡支架。經過一番研究,貝茲和同事將齒條與蜗杆組合,讓使用者調整焦距。

「雖然物鏡支架是顯微鏡所有單零件最小的,但對結構強度和穩定性要求卻最高。」貝茲說。「因此這部分搭建應由更年長、有經驗的孩子完成,至少要有成年人陪同,以防止做顯微鏡的早期階段就出現錯誤。」

完成顯微鏡設計後,貝茲在一組9~13歲兒童幫助下測試他們的DIY顯微鏡。他們一起搭建顯微鏡並進行實驗。此DIY顯微鏡好好幫助孩童探索微觀世界,並讓他們了解顯微鏡的工作原理。

「對科學的理解不僅有助決策,還可為日常生活帶來許多好處,如培養解決問題的思維和能力。」貝茲說。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:pixabay