NAJWAŻNIEJSZE WŁAŚCIWOŚCI MIKROSKOPU - TECHNOLOGIA - 2025

W większości wybitnych właściwości mikroskopem to zdolność rozdzielcza, powiększenie przedmiotu badań i definicji. Te możliwości pozwalają na badanie obiektów mikroskopowych i mają zastosowanie w różnych dziedzinach badań.

Mikroskop jest instrumentem, który ewoluował w czasie, dzięki zastosowaniu nowych technologii, aby oferować niesamowite obrazy o wiele pełniejsze i wyraźniejsze w stosunku do różnych elementów, które są przedmiotem badań w takich dziedzinach jak biologia, chemia, fizyka, medycyna, wśród wielu innych dyscyplin.

Obrazy w wysokiej rozdzielczości, które można uzyskać za pomocą zaawansowanych mikroskopów, mogą być imponujące. Dziś można obserwować atomy cząstek z poziomem szczegółowości, który przed laty był niewyobrażalny.

Istnieją trzy główne typy mikroskopów. Najbardziej znanym jest mikroskop optyczny lub świetlny, czyli urządzenie składające się z jednej lub dwóch soczewek (mikroskop złożony).

Istnieje również mikroskop akustyczny, który działa poprzez tworzenie obrazu z fal dźwiękowych o wysokiej częstotliwości oraz mikroskopy elektronowe, które z kolei są klasyfikowane jako mikroskopy skaningowe (SEM, Scanning Electron Microscope) i tunelowe (STM, Scanning Tunneling). Mikroskop).

Te ostatnie dają obraz utworzony ze zdolności elektronów do „przechodzenia” przez powierzchnię ciała stałego za pomocą tzw. „Efektu tunelu”, bardziej powszechnego w dziedzinie fizyki kwantowej.

Chociaż konformacja i zasada działania każdego z tych typów mikroskopów są różne, mają one szereg wspólnych właściwości, które pomimo pomiaru na różne sposoby w niektórych przypadkach pozostają wspólne dla wszystkich. To z kolei czynniki decydujące o jakości obrazów.

Wspólne właściwości mikroskopu

1- Moc rozdzielczości

Odnosi się do minimum szczegółów, jakie może zaoferować mikroskop. Zależy to od konstrukcji sprzętu i właściwości promieniowania. Zwykle termin ten jest mylony z „rozdzielczością”, która odnosi się do szczegółów faktycznie uzyskanych przez mikroskop.

Aby lepiej zrozumieć różnicę między zdolnością rozdzielczą a rozdzielczością, należy wziąć pod uwagę, że ta pierwsza jest właściwością instrumentu jako takiego, definiowaną szerzej jako „minimalne oddalenie punktów obserwowanego obiektu, które można dostrzec w warunkach optymalny ”(Slayter and Slayter, 1992).

Z drugiej strony rozdzielczość to minimalna odległość między punktami badanego obiektu, które zostały faktycznie zaobserwowane, w warunkach rzeczywistych, które mogły różnić się od idealnych, do jakich mikroskop został zaprojektowany.

Z tego powodu w niektórych przypadkach obserwowana rozdzielczość nie jest równa maksymalnej możliwej w danych warunkach.

Aby uzyskać dobrą rozdzielczość, oprócz dużej rozdzielczości, wymagane są dobre właściwości kontrastu zarówno mikroskopu, jak i obserwowanego obiektu lub próbki.

2- Kontrast lub definicja

Obraz o wysokiej rozdzielczości organizmu jednokomórkowego. Przez YouTube.

Ta właściwość odnosi się do zdolności mikroskopu do definiowania krawędzi lub granic obiektu w odniesieniu do tła, na którym się znajduje.

Jest to produkt interakcji między promieniowaniem (emisją światła, energii cieplnej lub innej) a badanym obiektem, dlatego mówimy o kontraście naturalnym (próbki) i kontrastu instrumentalnym (samego mikroskopu) ).

Dlatego poprzez stopniowanie kontrastu instrumentalnego można poprawić jakość obrazu, tak aby uzyskać optymalną kombinację czynników zmiennych wpływających na dobry wynik.

Na przykład w mikroskopie optycznym głównym źródłem kontrastu jest absorpcja (właściwość określająca jasność, ciemność, przezroczystość, nieprzezroczystość i kolory obserwowane w obiekcie).

3- Powiększenie

Pyłek widziany przez mikroskop.

Ta cecha, zwana także stopniem powiększenia, to nic innego jak liczbowa zależność między rozmiarem obrazu a rozmiarem obiektu.

Zwykle jest oznaczony liczbą, której towarzyszy litera „X”, więc mikroskop o powiększeniu równym 10000X da obraz 10000 razy większy niż rzeczywisty rozmiar obserwowanej próbki lub obiektu.

Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, powiększenie nie jest najważniejszą właściwością mikroskopu, ponieważ komputer może mieć dość duże powiększenie, ale bardzo słabą rozdzielczość.

Z tego faktu wywodzi się koncepcja użytecznego powiększenia, czyli takiego poziomu powiększenia, które w połączeniu z kontrastem mikroskopu zapewnia naprawdę wysoką jakość i ostry obraz.

Z drugiej strony puste lub fałszywe powiększenie występuje, gdy przekroczone jest maksymalne użyteczne powiększenie. Od tego momentu, pomimo dalszego powiększania obrazu, nie uzyskamy więcej przydatnych informacji, a wręcz przeciwnie, wynikiem będzie większy, ale rozmyty obraz, ponieważ rozdzielczość pozostaje taka sama.

Poniższy rysunek w jasny sposób ilustruje te dwie koncepcje:

Powiększenie jest znacznie większe w mikroskopach elektronowych niż w mikroskopach optycznych, które osiągają powiększenie 1500X dla najbardziej zaawansowanych, te pierwsze sięgają nawet 30000X w przypadku mikroskopów typu SEM.

Jeśli chodzi o skaningowe mikroskopy tunelowe (STM), zakres powiększenia może osiągnąć poziom atomowy 100 milionów razy większy od rozmiaru cząstki, a nawet można je przesuwać i umieszczać w określonych układach.

wniosek

Należy zwrócić uwagę, że zgodnie z wyjaśnionymi powyżej właściwościami każdego z wymienionych typów mikroskopów, każdy z nich ma określone zastosowanie, co pozwala na optymalne wykorzystanie zalet i korzyści związanych z jakością obrazów.

Jeśli niektóre typy mają ograniczenia w pewnych obszarach, można je objąć technologią innych.

Na przykład skaningowe mikroskopy elektronowe (SEM) są zwykle używane do generowania obrazów o wysokiej rozdzielczości, zwłaszcza w dziedzinie analizy chemicznej, na poziomach, których nie mógłby osiągnąć mikroskop soczewkowy.

Mikroskop akustyczny jest częściej używany do badania nieprzezroczystych materiałów stałych i charakteryzacji komórek. Łatwo wykryj puste przestrzenie w materiale, a także wady wewnętrzne, pęknięcia, pęknięcia i inne ukryte elementy.

Ze swojej strony konwencjonalny mikroskop optyczny jest nadal przydatny w niektórych dziedzinach nauki ze względu na jego łatwość użytkowania, stosunkowo niski koszt oraz ponieważ jego właściwości nadal przynoszą korzystne wyniki w przedmiotowych badaniach.

Bibliografia

1. Obrazowanie za pomocą mikroskopii akustycznej. Odzyskany z: smtcorp.com.
2. Mikroskopia akustyczna. Odzyskany z: soest.hawaii.edu.
3. Puste roszczenia - fałszywe powiększenie. Odzyskane z: microscope.com.
4. Mikroskop, jak powstają produkty. Odzyskane z: encyclopedia.com.
5. Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) autorstwa Susan Swapp. Odzyskany z: serc.carleton.edu.
6. Slayter, E. i Slayter H. (1992). Mikroskopia świetlna i elektronowa. Cambridge, Cambridge University Press.
7. Stehli, G. (1960). Mikroskop i jak go używać. Nowy Jork, Dover Publications Inc.
8. Galeria obrazów STM. Odzyskany z: research.watson.ibm.com.
9. Zrozumienie mikroskopów i obiektywów. Odzyskany z: edmundoptics.com
10. Przydatny zakres powiększenia. Odzyskane z: microscopyu.com.