Typy mikroskopů: popis, hlavní charakteristiky, účel. Jak se elektronový mikroskop liší od světelného mikroskopu?

Termín "mikroskop" má řecké kořeny. Skládá se ze dvou slov, které v překladu znamenají "malé" a "vypadají". Hlavním úkolem mikroskopu je jeho použití při zvažování velmi malých objektů. Současně toto zařízení umožňuje určit velikost a tvar, strukturu a další vlastnosti těl, které nejsou viditelné volným prostorem.

Dějiny stvoření

Přesné informace o tom, kdo byl vynálezcem mikroskopu v historii. Podle některých pramenů byl v roce 1590 postaven otcem a synem Janssena, velitele brýlí. Dalším uchazečem o titul vynálezce mikroskopu je Galileo Galilei. V roce 1609 byli tito vědci prezentováni zařízením s konkávními a konvexními čočkami pro přehled veřejnosti u Akademie dei Lincei.

V průběhu let se vyvinul a vylepšil systém vyšetřování mikroskopických objektů. Obrovským krokem ve své historii byl vynález jednoduchého achromaticky regulovaného zařízení se dvěma objektivy. Tento systém představil Holanďan Christian Huygens v pozdních 1600s. Okuláry tohoto vynálezce se stále vyrábějí dnes. Jejich jedinou nevýhodou je nedostatečná šířka zorného pole. Navíc ve srovnání se zařízením moderních nástrojů mají oční oblečení Huygens nepohodlné místo pro oči.

Zvláštní příspěvek k historii mikroskopu vytvořil Anton Van Leuwenhoek (1632-1723), výrobce těchto nástrojů. Právě on přitáhl pozornost biologů k tomuto zařízení. Levenguk vyráběl malé výrobky vybavené jedním, ale velmi silným objektivem. Bylo nepohodlné používat takové zařízení, ale nedošlo k duplicitě obrazových defektů, které byly přítomny v kompozitních mikroskopech. Vynálezci byli schopni tento nedostatek opravit až 150 let. Spolu s vývojem optiky se zlepšila kvalita obrazu v kompozitních zařízeních.

Zlepšení mikroskopů pokračuje dodnes. Takže v roce 2006 vyvinuli nejnovější optický mikroskop němečtí vědci z Ústavu biofyzikální chemie Mariano Bossi a Stefan Hellem. Díky schopnosti sledovat objekty s velikostí 10 nm a trojrozměrnými vysoce kvalitními 3D snímky bylo zařízení nazýváno nanoskopem.

Klasifikace mikroskopů

V současnosti existuje široké spektrum nástrojů určených k řešení malých předmětů. Jsou seskupeny na základě různých parametrů. To může být jmenování mikroskopu nebo přijatá metoda osvětlení, struktura použitá pro optický obvod a tak dále.

Obecně platí, že hlavní typy mikroskopů jsou klasifikovány podle rozlišení mikročástic, které lze vidět pomocí tohoto systému. Podle této divize mohou být mikroskopy:
- optické (lehké);
- elektronické;
- RTG;
- skenovací sondy.

Nejčastěji používané mikroskopy světlého typu. Jejich bohatá volba je k dispozici v obchodech s optikou. Pomocí těchto zařízení jsou řešeny hlavní úkoly výzkumu objektu. Všechny ostatní typy mikroskopů jsou klasifikovány jako specializované. Jejich použití se zpravidla provádí v laboratoři.

Každý z výše uvedených typů nástrojů má svůj poddruh, který se používá v tomto nebo v daném oboru. Navíc je dnes možnost zakoupit školní mikroskop (nebo vzdělávací), který je vstupní systém. Spotřebitelé jsou nabízeni profesionální zařízení.

Aplikace

Co je to mikroskop? Lidské oko, jako zvláštní optický systém biologického typu, má určitou úroveň rozlišení. Jinými slovy, existuje nejmenší vzdálenost mezi pozorovanými objekty, když je lze ještě rozlišovat. Pro normální oko je toto rozlišení v rozmezí 0,176 mm. Ale velikost většiny zvířat a rostlinných buněk, mikroorganismů, krystalů, mikrostruktury slitin, kovů apod. Je mnohem menší než tato velikost. Jak studovat a sledovat podobné objekty? Zde jsou různé druhy mikroskopů, které pomáhají lidem. Například nástroje optického typu umožňují rozlišovat mezi strukturami, ve kterých je vzdálenost mezi prvky alespoň 0,20 μm.

Jak je uspořádán mikroskop?

Přístroj, s nímž je pozornost mikroskopických objektů přístupná lidskému oku, má dva hlavní prvky. Jsou to čočka a okulár. Údaje části mikroskopu v pohyblivé trubce umístěné na kovové základně jsou fixní. Na tom je také tabulka předmětů.

Moderní typy mikroskopů jsou zpravidla vybaveny osvětlovacím systémem. Jedná se především o kondenzátor, který má clonu s irisem. Povinné sdružování zvětšovacích zařízení jsou mikro- a makroskopy, které slouží k úpravě ostrosti. Návrh mikroskopů zajišťuje přítomnost systému, který řídí polohu kondenzátoru.

Ve specializovaných, složitějších mikroskopech se často používají další doplňkové systémy a zařízení.

Objektivy

Rád bych začal popisovat mikroskop s příběhem o jedné z jeho hlavních částí, tedy o objektivu. Jsou to komplexní optický systém, který zvyšuje velikost objektu v rovině snímku. Návrh čoček zahrnuje celý systém nejen jediných, ale také lepených dvou nebo tří kusů čoček.

Složitost takového opto-mechanického návrhu závisí na rozsahu úkolů, které musí být tímto nebo tímto zařízením vyřešeny. Například v nejkomplikovanějším mikroskopu jsou k dispozici čtrnáct čoček.

Objektiv se skládá z přední části a následných systémů. Jaký je základ pro vytváření obrazu požadované kvality a určení provozního stavu? Jedná se o přední objektiv nebo jejich systém. Následující části objektivu jsou nezbytné k zajištění požadovaného zvětšení, ohniskové vzdálenosti a kvality obrazu. Implementace těchto funkcí je však možná pouze ve spojení s předním objektivem. Za zmínku stojí, že návrh následující části ovlivňuje délku trubky a výšku čočky zařízení.

Okuláry

Tyto části mikroskopu jsou optický systém navržený tak, aby vytvořil potřebný mikroskopický obraz na povrchu sítnice pozorovatele. V okulářích jsou dvě skupiny čoček. Nejbližší k oku výzkumného pracovníka se nazývá oko a ten vzdálený - pole (s jeho pomocí objektiv staví obraz studovaného předmětu).

Osvětlovací systém

Mikroskop poskytuje komplexní konstrukci membrán, zrcadel a čoček. S jeho pomocí je zajištěno jednotné osvětlení vyšetřovaného objektu. V nejranějším mikroskopu byla tato funkce provedena přírodní zdroje světla. Se zlepšením optických přístrojů se nejdříve začaly používat ploché a pak konkávní zrcadla.

S pomocí tak jednoduchých detailů byly paprsky ze slunce nebo lampy směrovány k předmětu vyšetřování. V moderních mikroskopech je osvětlovací systém perfektnější. Skládá se z kondenzátoru a sběrače.

Tabulka předmětů

Mikroskopické léky, které vyžadují studium, jsou umístěny na rovinném povrchu. Toto je tabulka předmětů. Různé typy mikroskopů mohou mít tento povrch navržený tak, aby se předmět vyšetřování otáčel zorné pole Pozorovatel horizontálně, svisle nebo pod určitým úhlem.

Princip činnosti

V prvním optickém zařízení vznikl systém čoček reverzní obraz mikroobjektů. To umožnilo rozpoznat strukturu hmoty a podrobnosti, které měly být studovány. Princip fungování světelného mikroskopu je dnes podobný tomu, který používá refrakční dalekohled. V tomto zařízení se světlo přemění v okamžiku průchodu skleněnou částí.

Jak se zvyšují moderní světelné mikroskopy? Poté, co paprsek světelných paprsků dopadne na zařízení, jsou přeměněny na paralelní proud. Pouze tehdy dochází k refrakci světla v okuláru, čímž vzrůstá obraz mikroskopických objektů. Dále tato informace přichází ve formě potřebné pro pozorovatele v jeho vizuální analyzátor.

Podsvětí světelných mikroskopů

Moderní optické přístroje klasifikovat:

1. Ve třídě složitosti výzkumného, ​​pracovního a školního mikroskopu.
2. Oblast použití pro chirurgické, biologické a technické účely.
3. Druhy mikroskopie na zařízeních odražených a vysílaných světlech, fázový kontakt, luminiscenční a polarizační.
4. Směr světelného toku na obrácený a přímý.

Elektronové mikroskopy

S časem se zařízení určené pro vyšetření mikroskopických objektů stalo stále více dokonalým. Objevily se takové typy mikroskopů, ve kterých byl použit zcela odlišný princip práce nezávisle na lomu světla. V procesu používání nejnovějších typů nástrojů byly použity elektrony. Takové systémy umožňují vidět tak malé jednotlivé části látky, že jsou prostě tekoucí světelnými paprsky.

Proč potřebujete elektronový mikroskop? S její pomocí se studuje struktura buněk na molekulární a subcelulární úrovni. Stejná zařízení se také používají ke studiu virů.

Zařízení s elektronovým mikroskopem

Jaký je základ práce nejnovějších přístrojů pro vyšetření mikroskopických předmětů? Jak se elektronový mikroskop liší od světelného mikroskopu? Existují nějaké podobnosti mezi nimi?

Princip činnosti elektronového mikroskopu je založen na vlastnostech elektrických a magnetických polí. Jejich rotační symetrie může mít zaostřovací efekt na elektronové paprsky. Z tohoto důvodu můžeme odpovědět na otázku: "Jaký je rozdíl mezi elektronovým mikroskopem a světelným mikroskopem?" Na rozdíl od optického přístroje neexistují čočky. Jejich úlohu hrají přiměřeně vypočtená magnetická a elektrická pole. Vytvářejí se otáčky cívek, kterými protéká proud. V takovém případě se jedná o takové pole shromažďování čoček. Jak se zvyšuje nebo snižuje proud, změní se ohnisková vzdálenost zařízení.

Co se týče schématu zapojení, v elektronovém mikroskopu je podobný jako u světelného zařízení. Jediným rozdílem je, že optické prvky jsou nahrazeny podobnými elektrickými.

Zvětšení objektu v elektronovém mikroskopu je způsobeno procesem lomu světelného paprsku, který prochází studovaným předmětem. Při různých úhlech se paprsky dostanou do roviny objektivu, kde dochází k prvnímu vzestupu vzorku. Dále elektrony projdou cestou k středním čočkám. Postupně mění velikost objektu. Konečný obraz zkoumaného materiálu zajišťuje projekční čočka. Z něj se obraz dostává na fluorescenční obrazovku.

Druhy elektronových mikroskopů

Moderní typy zvětšovacích zařízení zahrnují:

1. TEM nebo přenosový elektronový mikroskop. V tomto zařízení obraz velmi tenký, až do 0,1 mikronů, je vytvořena z objektu v interakce elektronového paprsku k cílové látce a následné zvýšení jeho magnetických čoček umístěných v objektivu.
2. SEM nebo skenovací elektronový mikroskop. Toto zařízení umožňuje získat obraz povrchu předmětu s vysokým rozlišením v řádu několika nanometrů. Při použití takové další metody mikroskop výstupy informací k určení chemického složení povrchových vrstev.
3. Tunelovací skenovací elektronový mikroskop nebo STM. Pomocí tohoto zařízení se změří reliéf vodivých ploch s vysokým prostorovým rozlišením. Při práci se STM je ke studovanému předmětu přivedena ostrá kovová jehla. Současně je vzdálenost udržována jen několik angstromů. Dále je na jehlu použit malý potenciál, díky němuž vznikne proudový proud tunelu. Pozorovatel obdrží trojrozměrný obrázek předmětu ve studiu.

Mikroskop "Levenguk"

V roce 2002 představila Amerika novou společnost, která vyrábí optické přístroje. V sortimentním seznamu jejích výrobků jsou mikroskopy, dalekohledy a dalekohledy. Všechna tato zařízení se vyznačují vysokou kvalitou obrazu.

Sídlo a vývojové oddělení společnosti se nachází v USA ve městě Frimonde (Kalifornie). Pokud jde o výrobní zařízení, jsou však umístěny v Číně. Díky tomu společnost dodává na trh moderní a vysoce kvalitní výrobky za přijatelnou cenu.

Potřebujete mikroskop? Levenhuk navrhne požadovanou možnost. V sortimentu optických technologií společnosti jsou digitální a biologické nástroje pro zvýšení studovaného předmětu. Kromě toho se nabízí kupující a designové modely, které jsou vyráběny v různých barvách.

Levenukův mikroskop má rozsáhlou funkcionalitu. Například, výchozí vzdělávací zařízení může být připojeno k počítači, a také je schopen provádět video natáčení probíhajícího výzkumu. Tato funkce je vybavena modelem Levenhuk D2L.

Společnost nabízí biologické mikroskopy různých úrovní. Jedná se o jednodušší modely a novinky, které budou vyhovovat profesionálům.