Микроскопы

Микроскоп
Презентация
по биологии
Косинец
От лупы до электроники
Андрей
Хахулин
Алексей
3) Сканирующие
1)
Оптические
зондовые
микроскопы
5) Дифференциальные
интерференционно4)
Рентгеновские
контрастные
микроскопы
2) Электронные
микроскопы
Оптические микроскопы
Классификации оптических
Человеческий глаз представляет собой естественную
Размеры
микроорганизмов,
микроскопов:
оптическую
систему, характеризующуюся
определённым разрешением,
т. е. наименьшим
большинства
растительных
и
расстоянием между элементами наблюдаемого
животных
клеток, мелких
кристаллов,
Немного
теории…
объекта (воспринимаемыми
как точки или линии), при
котором онимикроструктуры
ещё могут быть отличны
один от
деталей
металлов
и
другого. Для нормального глаза при удалении от
сплавов
и н.т.расстояние
п. значительно
объекта на т.
наилучшего меньше
видения (D =
250 мм),
среднестатистическое нормальное
этой
величины.
разрешение составляет 0,176 мм.
Ближнепольная оптическая микроскопия (БОМ) —
оптическая микроскопия, обеспечивающее
разрешение лучшее, чем у обычного микроскопа.
Повышение разрешения БОМа достигается
детектированием рассеяния света от изучаемого
объекта на расстояниях меньших, чем длина волны
света. В случае, если зонд (детектор) микроскопа
ближнего поля снабжен устройством
пространственного сканирования, то такой прибор
называют сканирующим оптическим микроскопом
ближнего поля. Такой микроскоп позволяет получать
растровые изображения поверхностей и объектов с
разрешением ниже дифракционного предела.
Пример изображения:
Конфокальный микроскоп — оптический
микроскоп, обладающий значительным
контрастом по сравнению с обычным
микроскопом, что достигается
использованием апертуры, размещённой в
плоскости изображения и ограничивающей
поток фонового рассеянного света.
Эта методика завоевала популярность в
научных исследованиях в биологии, физике
полупроводников и спинтронике.
Электронные микроскопы
Электронный микроскоп (ЭМ) — прибор,
позволяющий получать изображение объектов с
максимальным увеличением до 10 раз,
благодаря использованию вместо светового
потока пучка электронов
с энергиями
30÷200
Классификации
электронных
микроскопов:
кЭв и более. Разрешающая способность
электронного микроскопа в 1000÷10000 раз
превосходит разрешение светового микроскопа
и для лучших современных приборов может
составлять несколько ангстрем. Для получения
изображения в электронном микроскопе
используются специальные магнитные линзы,
управляющие движением электронов в колонне
прибора при помощи магнитного поля.
Просвечивающий (трансмиссионный) электронный
микроскоп (ПЭМ) — это устройство, в котором
изображение от ультратонкого образца (толщиной
порядка 0,1 мкм) формируется в результате
взаимодействия пучка электронов с веществом образца
с последующим увеличением магнитными линзами
(объектив) и регистрацией на флуоресцентном экране,
фотоплёнке или сенсорном приборе с зарядовой связью
(ПЗС-матрице). Первый ПЭМ создан немецкими
инженерами-электронщиками Максом Кноллем и
Эрнстом Руской 9 марта 1931 года. Первый практический
просвечивающий (трансмиссионный) электронный
микроскоп был построен Альбертом Пребусом и Дж.
Хиллиером в университете Торонто (Канада) в 1938 году
на основе принципов, открытых ранее Кноллем и
Руской. Эрнсту Руске за его открытие в 1986 году
присуждена Нобелевская премия по физике.
Растровый электронный микроскоп (РЭМ,
англ. Scanning Electron Microscope, SEM) —
прибор
класса электронный
микроскоп,
Современный
РЭМ позволяет
работать
предназначенный
для получения
в широком диапазоне
увеличений
приблизительно
от 10 крат
(то естьс высоким
изображения
поверхности
объекта
эквивалентно
увеличению
сильной
(несколько
нанометров)
пространственным
ручной линзы)
до 1информации
000 000 крат, что
разрешением,
также
о составе,
приблизительно в 500 раз превышает
строении
и некоторых других свойствах
предел увеличения лучших
приповерхностных
слоёв. Основан на
оптических микроскопов.
принципе взаимодействия электронного
пучка с исследуемым веществом.
Сканирующие зондовые
микроскопы (СЗМ, англ. SPM —
Сканирующие
Scanning Probe Microscope) — класс микроскопов для
получения изображения поверхности и её локальных
характеристик. Процесс построения изображения основан на
сканировании поверхности зондом. В общем случае позволяет
получить трёхмерное изображение поверхности (топографию)
с высоким разрешением. Сканирующий зондовый микроскоп
в современном виде изобретен (принципы этого класса
приборов были заложены ранее другими исследователями)
Гердом Карлом Биннигом и Генрихом Рорером в 1981 году. За
это изобретение были удостоены Нобелевской премии по
физике за 1986 год, которая была разделена между ними и
изобретателем просвечивающего электронного микроскопа Э.
Руска. Отличительной СЗМ особенностью является наличие:
1) зонда
2) системы перемещения зонда
3) регистрирующей системы.
зондовые микроскопы
Сканирующих
зондовых микроскопов
Атомно-силовой микроскоп (АСМ, англ. AFM
— atomic-force microscope) — сканирующий
зондовый микроскоп высокого разрешения.
Используется для определения рельефа
поверхности с разрешением от десятков
ангстрем вплоть до атомарного.
В отличие от сканирующего туннельного
микроскопа, с помощью атомно-силового
микроскопа можно исследовать как
проводящие, так и непроводящие
поверхности.
Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ, англ. STM —
scanning tunneling microscope) — вариант сканирующего
зондового микроскопа, предназначенный для
измерения рельефа проводящих поверхностей с
высоким пространственным разрешением. В СТМ острая
металлическая игла подводится к образцу на расстояние
нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно
образца небольшого потенциала возникает туннельный
ток. Величина этого тока экспоненциально зависит от
расстояния образец-игла. Типичные значения 1—1000 пА
при расстояниях около 1 Å. Сканирующий туннельный
микроскоп первый из класса сканирующих зондовых
микроскопов; атомно-силовой и сканирующий
ближнепольный оптический микроскопы были
разработаны позднее.
Сканирующий
туннельный
микроскоп
Рентгеновские микроскопы
Рентгеновские
микроскопы
по́ п —
Рентгеновские
микроскопы
́новский
Рентге
микроско
разрешающей способности находятся между
устройство
для
исследования очень
отражательные
электронными
и оптическими
малых
объектов,
размеры
которых
микроскопами.
Теоретическая
разрешающая
Рентгеновские
способность
рентгеновского
микроскопа
сопоставимы
с длиноймикроскопы
достигает
2-20 нанометров,
что на порядок
проекционные
рентгеновской
волны. Основан
на
больше разрешающей способности
использовании
электромагнитного
оптического
микроскопа
(до 150
Лазерные
рентгеновские
излучения
волны
от 0,01
нанометров).сВ длиной
настоящее
время существуют
микроскопы
до
1 нанометра.
рентгеновские
микроскопы с разрешающей
способностью около 5 нанометров