Mikroskop

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 1 december 2021; kontroller kräver 20 redigeringar .

Mikroskop ( forngrekiska μικρός "liten" + σκοπέω "look" [1] ) är en anordning utformad för att få förstorade bilder, såväl som för att mäta föremål eller strukturella detaljer som är osynliga eller dåligt synliga för blotta ögat .

Uppsättningen av teknologier och metoder för praktisk användning av mikroskop kallas mikroskopi .

Skapande historia

De första mikroskopen som uppfanns av mänskligheten var optiska, och deras första uppfinnare är inte så lätt att peka ut och namnge. Möjligheten att kombinera två linser så att en större ökning uppnåddes föreslogs först 1538 av den italienske läkaren J. Fracastoro . Den tidigaste informationen om mikroskopet går tillbaka till 1590 och staden Middelburg , i Zeeland , och är förknippad med namnen på John Lippershey (som också utvecklade det första enkla optiska teleskopet ) och Zachary Jansen , som var engagerade i tillverkningen av glasögon [2] . Lite senare, 1624, presenterade Galileo Galilei sitt sammansatta mikroskop, som han ursprungligen kallade "occhiolino" [3] (occhiolino, italienska  - litet öga). Ett år senare, hans akademivän Giovanni Faberföreslog termen mikroskop för en ny uppfinning .

Upplösning

Ett mikroskops upplösningsförmåga är förmågan att producera en skarp, separat bild av två tätt belägna punkter på ett föremål. Graden av penetration i mikrovärlden, möjligheterna för dess studie beror på enhetens upplösning . Denna egenskap bestäms främst av våglängden på strålningen som används i mikroskopi ( synlig , ultraviolett , röntgenstrålning ). Den grundläggande begränsningen ligger i omöjligheten att med hjälp av elektromagnetisk strålning erhålla en bild av ett föremål som är mindre i storlek än denna strålnings våglängd.

Det är möjligt att "penetrera djupare" in i mikrovärlden genom att använda strålning med kortare våglängder.

Klassificering

Klassificering av mikroskop
Grupp Max. uppnådd upplösning Typer
Optiska mikroskop ca 10 *10 −9 m
Elektronmikroskop 3,9 *10 −11  m [4]
Skanningssondmikroskop
Röntgenmikroskop ca 5 *10 −9 m
Differentialinterferens
-kontrastmikroskop

Optiska mikroskop

Det mänskliga ögat är ett naturligt optiskt system som kännetecknas av en viss upplösning, det vill säga det minsta avståndet mellan elementen i det observerade objektet (uppfattas som punkter eller linjer), där de fortfarande kan skilja sig från varandra. För ett normalt öga, när man rör sig bort från föremålet genom den så kallade. bästa siktavstånd (D = 250 mm), genomsnittlig normal upplösning är ~0,2 mm. Storleken på mikroorganismer, de flesta växt- och djurceller, små kristaller , detaljer om mikrostrukturen hos metaller och legeringar, etc., är mycket mindre än detta värde.

Fram till mitten av 1900-talet arbetade de endast med synlig optisk strålning, i intervallet 400-700 nm , samt med nära ultraviolett ( luminiscerande mikroskop ). Optiska mikroskop kunde inte ge en upplösning mindre än halvvåglängden av referensstrålningen (våglängdsområde 0,2–0,7 μm eller 200–700 nm). Således kan ett optiskt mikroskop särskilja strukturer med ett avstånd mellan punkter på upp till ~0,20 μm; därför var den maximala förstoringen som kunde uppnås ~2000 gånger.

Elektronmikroskop

En elektronstråle , som har egenskaperna inte bara av en partikel, utan också av en våg, kan användas i mikroskopi.

Våglängden för en elektron beror på dess energi, och energin hos en elektron är lika med E = Ve, där V är potentialskillnaden som passerar av elektronen, e är laddningen av elektronen. Våglängden för elektroner när de passerar genom en potentialskillnad på 200 000 V är i storleksordningen 0,1 nm. Elektroner är lätta att fokusera med elektromagnetiska linser, eftersom elektronen är en laddad partikel. En elektronisk bild kan enkelt omvandlas till en synlig.

Upplösningen för ett elektronmikroskop är 1 000 till 10 000 gånger högre än för ett traditionellt ljusmikroskop, och för de bästa moderna instrumenten kan den vara mindre än en ångström.

Scanning probe mikroskop

En klass av mikroskop baserade på ytskanning med en sond.

Scanning probe mikroskop (SPM) är en relativt ny klass av mikroskop. På SPM erhålls en bild genom att registrera interaktionerna mellan sonden och ytan. I detta utvecklingsstadium är det möjligt att registrera interaktionen mellan sonden med individuella atomer och molekyler, på grund av vilka SPM är jämförbara i upplösning med elektronmikroskop, och i vissa parametrar överträffar dem.

Röntgenmikroskop

Ett röntgenmikroskop  är en anordning för att undersöka mycket små föremål, vars dimensioner är jämförbara med längden på en röntgenvåg. Baserat på användningen av elektromagnetisk strålning med en våglängd på 0,01 till 1 nanometer.

Röntgenmikroskop när det gäller upplösning är mellan elektron- och optiska mikroskop. Den teoretiska upplösningen för ett röntgenmikroskop når 2-20 nanometer , vilket är en storleksordning större än upplösningen för ett optiskt mikroskop (upp till 150 nanometer ). För närvarande finns det röntgenmikroskop med en upplösning på cirka 5 nanometer [5] .

Galleri med optiska mikroskop

Enheter och mekanismer för ett optiskt mikroskop

Se även

Anteckningar

  1. ↑ σκοπέω . Hämtad 23 september 2018. Arkiverad från originalet 23 september 2018.
  2. ↑ Mikroskop: Tidslinje . Nobel Web AB. Tillträdesdatum: 27 januari 2010. Arkiverad från originalet den 22 augusti 2011.
  3. ↑ Gould, Stephen Jay. Kapitel 2: The Sharp-Eyed Lynx, Outfoxed by Nature // The Lying Stones of Marrakech : Den näst sista reflektionen i naturhistorien  . - New York, NY: Harmony, 2000. - ISBN 0-224-05044-3 .
  4. ↑ Rachel Courtland. Mikroskoprevolutionen som sveper genom materialvetenskap (EN) // Nature. — 2018-11-21. - T. 563 . - S. 462 . - doi : 10.1038/d41586-018-07448-0 . Arkiverad från originalet den 1 december 2021.
  5. ↑ Ny upplösningsgräns för röntgenmikroskop nådd . Hämtad 25 april 2015. Arkiverad från originalet 18 september 2008.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk