Микроскопия

Основная статья: Микроскоп
Микроскопическое исследование в биохимической лаборатории
Стереомикроскоп

Микроскопия (МКС) (греч. μικρός — мелкий, маленький и σκοπέω — вижу) — изучение объектов с использованием микроскопа. Подразделяется на несколько видов: оптическая микроскопия, электронная микроскопия, многофотонная микроскопия, рентгеновская микроскопия, рентгеновская лазерная микроскопия и предназначается для наблюдения и регистрации увеличенных изображений образца.

История

Основная статья: Хронология развития микроскопа

Первоначально микроскопы были только оптическими приборами, использующими лучи видимого света, так как и глаз работает в оптическом диапазоне длин волн. Соответственно, оптические микроскопы не могли иметь разрешения менее полупериода волны опорного излучения (для видимого диапазона длина волн 0,4—0,7 мкм, или 400—700 нм) c возможным максимальным увеличением в 2000 раз.[1]

Идея просвечивающего электронного микроскопа состояла в замене опорного электромагнитного излучения на электронный пучок. Известно, что для увеличения разрешения микроскопов, использующих электромагнитное излучение, необходимо уменьшение длины волны электромагнитного излучения до ультрафиолетового диапазон вплоть до рентгеновского (длина волны сопоставима с межатомными расстояниями в веществе) и основная трудность состоит в фокусировке ультрафиолетовых и, тем более, рентгеновских лучей.

Особенность взаимодействия рентгеновских лучей с веществом отличает рентгеновские оптические системы от оптических систем для световых и электронных лучей. (Малое отклонение показателя преломления рентгеновских лучей от единицы (меньше чем на 10−4) практически не позволяет использовать для их фокусировки линзы и призмы. Электрические и магнитные линзы для этой цели также неприменимы, так как рентгеновские лучи инертны к электрическому и магнитному полям. Поэтому в микроскопии рентгеновской для фокусировки рентгеновских лучей используют явление их полного внешнего отражения изогнутыми зеркальными плоскостями или отражение от кристаллографических изогнутых плоскостей)[2]. На этом принципе построены отражательные рентгеновские микроскопы.

Разрешающая способность

Основная статья: Разрешение (оптика)

Степень проникновения в микромир, его изучения зависит от возможности рассмотреть величину микроэлемента, от разрешающей способности микроскопа. Чаще всего под разрешением микроскопа понимают минимальное расстояние между различимыми объектами.

При превышении увеличения при котором достигается возможное разрешение, границы деталей изображения сливаются. Дальнейшее увеличение изображения образца теряет смысл.

Гораздо более высокое разрешение имеют электронные микроскопы. В 2011 году лучшее разрешение для Растрового электронного микроскопа было 0,4 нм, и лучшее разрешение Просвечивающего электронного микроскопа было 0,05 нм.

Виды и подвиды микроскопии

Оптическая микроскопия

Основная статья: Оптический микроскоп
Бинокулярный стереомикроскоп. Модель 1970-х годов

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему, характеризующуюся определённым разрешением, то есть наименьшим расстоянием между элементами наблюдаемого объекта (воспринимаемыми как точки или линии), при котором они ещё могут быть отличены один от другого. Для нормального глаза при удалении от объекта на т. н. расстояние наилучшего видения (D = 250 мм), среднестатистическое нормальное разрешения составляет 0,176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т. п. значительно меньше этой величины. Для наблюдения и изучения подобных объектов и предназначены оптические микроскопы различных типов. В оптической микроскопии в настоящее время сделан прорыв, в результате которого преодолен фундаментальный рэлеевский критерий, заключающийся в том, что минимальный размер различимого объекта несколько меньше длины волны используемого света и принципиально ограничен дифракцией излучения. Это был предел возможному в оптической микроскопии. До недавнего времени нельзя было преодолеть барьер, позволяющий различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм.

Тем не менее выдающаяся последняя разработка оптической системы наноскопа с оптическим разрешением 10 нм расширила диапазон оптической микроскопии — наноскопии до десятков нанометров, что по сравнению с 0,20 мкм в 20 раз сократило расстояние между различаемыми элементами. (Например, размер белковых молекул, из которых состоит наш организм, колеблется от 3 до 10 нм)[3].

Немецкие ученые Штефан Хелль (англ. Stefan Hell) и Мариано Босси (англ. Mariano Bossi) из Института биофизической химии в 2006 году разработали наноскоп, позволяющий наблюдать объекты размером около 15 нм[4].

Российские учёные из Томского государственного политехнического университета усовершенствовали наноскоп, использовав в нём не микролинзы, как в классической конфигурации, а специальные дифракционные решетки с золотыми пластинками. При получении изображения с такого прибора срабатывают одновременно эффект аномальной амплитудной аподизации, резонанс Фабри — Перо и резонанс Фано. Вместе они и помогают увеличить разрешение, по сравнению с обычной дифракционной решеткой, до 0,3 λ.[5]

Электронная микроскопия

Электронный микроскоп. Модель 1960-х годов
Основная статья: Электронный микроскоп

В электронной микроскопии для построения изображения вместо световых лучей используется пучок электронов. Это позволяет увеличить разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым в сотни раз.

Первый работоспособный прототип электронного микроскопа был построен в 1932 году Э. Руска и М. Кнолль; в 1986 году за эту разработку Руски, вместе с другими разработчиками электронных микроскопов, была присуждена Нобелевская премия по физике. Серийное производство электронных микроскопов было начато в конце 30-х годов.

Рентгеновская микроскопия

Основная статья: Рентгеновский микроскоп

Разрешающая способность методов рентгеновской микроскопии практически достигает 100 нм, что в 2 раза выше, чем у оптических микроскопов (200 нм). Теоретически рентгеновская микроскопия позволяет достичь на 2 порядка лучшего разрешения, чем оптическая (поскольку длина волны рентгеновского излучения меньше на 2 порядка). Однако современный оптический микроскоп — наноскоп имеет разрешение до 3—10 нм.

Проекционные рентгеновские микроскопы

Лазерная рентгеновская микроскопия

Основная статья: Лазерная рентгеновская микроскопия

Сканирующая зондовая микроскопия

Основная статья: Сканирующий зондовый микроскоп

Сканирующий зондовый микроскоп — микроскоп для получения изображения поверхности и её локальных характеристик. Процесс построения изображения основан на сканировании поверхности зондом. В общем случае позволяет получить трехмерное изображение поверхности (топографию) с высоким разрешением.

Организации

См. также

Примечания

  1. ↑ Материаловедение. Материалы предоставляются в полном объёме бесплатно. Выдержки из данной области на тему: Оптического микроскопа. Дата обращения: 15 января 2008. Архивировано из оригинала 18 января 2008 года.
  2. ↑ Рентгеновская микроскопия // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. ↑ Создан оптический микроскоп с разрешением десять нанометров. Lenta.ru (13 августа 2007). Дата обращения: 13 августа 2010. Архивировано 8 апреля 2011 года.
  4. ↑ [1]Архивная копия от 20 мая 2016 на Wayback Machine Multicolor far-field fluorescence nanoscopy throug… [Nano Lett. 2008] — PubMed result
  5. ↑ доктор технических наук Игорь Минин. Российские учёные предложили новую конфигурацию наноскопов. REGNUM (17 мая 2019). Дата обращения: 18 мая 2019. Архивировано 18 мая 2019 года.

Литература

  • Суворов А. Л. Микроскопия в науке и технике / Отв. ред. д-р физ.-мат. наук В. Н. Рожанский; Академия наук СССР. — М.: Наука, 1981. — 136, [1] с. — (Наука и технический прогресс). — 36 000 экз. (обл.)
  • Василевский А. М., Кропоткин М. А., Тихонов В. В. Оптическая электроника. — Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. глава 3.
  • Барыкина Р. П. и др. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы. — М.: Изд-во МГУ, 2004. — 312 с. — 2000 экз. — ISBN 5-211-06103-9. — УДК 58:57.08

Read other articles:

Hongrie

Hongrie(hu) Magyarország Drapeau de la Hongrie Armoiries de la Hongrie Hymne en hongrois : Himnusz (« Hymne ») Fête nationale 20 août · Événement commémoré Fondation de la Hongrie par saint Étienne (1000) La Hongrie en Europe (l'Union européenne en vert clair). Administration Forme de l'État République parlementaire Président de la République Tamás Sulyok Premier ministre Viktor Orbán Parlement Assemblée nationale Langue officielle Hongrois[1]...

 

Travis Park

Travis ParkTravis Park in 2015Travis ParkTypePublic City ParkLocation301 E. TravisSan Antonio, TexasCoordinates29°25′41″N 98°29′21″W / 29.42806°N 98.48917°W / 29.42806; -98.48917Area2.6 acres (0.011 km2)Created1870Operated byCity of San Antonio Parks and RecreationOpenSunday-Saturday: 5 a.m. – 11 p.m. Travis Park is located in San Antonio in Bexar County in the U.S. state of Texas. Once a part of the original Alamo Mission in San Antonio, the pa...

 

Masjid Al-Ijabah

Masjid al-IjabahMasjid al-IjabahLokasiLokasiMadinah, Arab SaudiArsitekturPeletakan batu pertama622SpesifikasiKubah1Menara1 Masjid Al-Ijabah (Arab: مسجد الإجابةcode: ar is deprecated ), Masjid Bani Muawiyah atau Masjid al-Mubahalah adalah sebuah masjid di Madinah, Arab Saudi yang dibangun pada masa Muhammad di lahan milik Muawiyah bin Malik bin 'Auf dari suku al-Aus. Letak Masjid Al-Ijabah berjarak 385 meter di utara Baqi’ dan berada di jalan raya As-Sittin. Jarak dengan Masjid Na...

TOX

Protein-coding gene in the species Homo sapiens This article is about the protein. For other uses, see Tox (disambiguation). TOXIdentifiersAliasesTOX, TOX1, thymocyte selection associated high mobility group boxExternal IDsOMIM: 606863 MGI: 2181659 HomoloGene: 8822 GeneCards: TOX Gene location (Human)Chr.Chromosome 8 (human)[1]Band8q12.1Start58,805,412 bp[1]End59,119,147 bp[1]Gene location (Mouse)Chr.Chromosome 4 (mouse)[2]Band4|4 A1Start6,686,353 bp[2...

 

British counter-intelligence against the Indian revolutionary movement during World War I

British counter-intelligence against the Indian revolutionary movement during World War I began from its initial roots in the late-19th century and ultimately came to span in extent from Asia through Europe to the West Coast of the United States and Canada. It was effective in thwarting a number of attempts for insurrection in British India during World War I and ultimately in controlling the Indian revolutionary movement both at home and abroad. Background Main articles: Indian Political In...

 

Pio Island

View of Uki ni Masi (larger) and Pio (smaller) islands in Solomon Islands Pio Island is an island in Solomon Islands province of Makira-Ulawa.[1] It is situated 4 km north-west of Ugi Island. It is 2.7 km long and 1.5 km wide. The estimated terrain elevation above sea level is some 227 metres.[2] The island has no villages.[3] Coral reef surrounds the island, which is largest in the west and south of the island.[3] See also Oceania Pacific Island...

جينو سترادا

جينو سترادا (بالإيطالية: Gino Strada)‏  معلومات شخصية اسم الولادة (بالإيطالية: Luigi Strada)‏  الميلاد 21 أبريل 1948   سستو سان جوفاني  الوفاة 13 أغسطس 2021 (73 سنة) [1]  هنفلات  سبب الوفاة قصور القلب[2]  مكان الدفن مقبرة كامبو فيرانو  [لغات أخرى]‏  مواطنة إيطا�...

 

Sodomy law

Laws criminalising certain sexual acts Further information: Criminalization of homosexuality Legal status of sodomy laws around the world as of 2024:   Legal   Illegal Sex and the law Social issues Consent Reproductive rights Homophobia (Criminalization · Capital punishment) LGBT rights (Conversion therapy · Decriminalization · Civil union · Same-sex marriage · Adoption · Intersex · Transgender) Age of consent Marriageable age Pedophile advocacy Deviant sexual inter...

 

Modular lambda function

Symmetric holomorphic function Modular lambda function in the complex plane. In mathematics, the modular lambda function λ(τ)[note 1] is a highly symmetric Holomorphic function on the complex upper half-plane. It is invariant under the fractional linear action of the congruence group Γ(2), and generates the function field of the corresponding quotient, i.e., it is a Hauptmodul for the modular curve X(2). Over any point τ, its value can be described as a cross ratio of the bran...

Cardiff Airport

Airport in Wales Cardiff AirportMaes Awyr CaerdyddIATA: CWLICAO: EGFFSummaryAirport typePublicOwnerWelsh GovernmentOperatorCardiff International Airport Ltd.ServesCardiffLocationRhoose, WalesOpened2 April 1954Elevation AMSL220 ft / 67 mCoordinates51°23′48″N 003°20′36″W / 51.39667°N 3.34333°W / 51.39667; -3.34333Websitewww.cardiff-airport.comMapEGFFLocation in the Vale of GlamorganRunways Direction Length Surface m ft 12/30 2,354 7,723 Asphalt...

 

Powered lift

VTOL capable fixed-wing aircraft Bell Boeing V-22 Osprey flown by the U.S. Marines A Spanish EAV-8B Harrier II+ A powered lift aircraft takes off and lands vertically under engine power but uses a fixed wing for horizontal flight. Like helicopters, these aircraft do not need a long runway to take off and land, but they have a speed and performance similar to standard fixed-wing aircraft in combat or other situations. Some powered-lift aircraft, like the Bell Boeing V-22 Osprey used by the Uni...

 

Mann Island Buildings

Group of buildings in Liverpool, England Mann Island BuildingsNo. 1 Mann Island (Building 3) under construction in April 2011General informationLocationMann Island, Liverpool, England, United KingdomCoordinates53°24′14″N 2°59′39″W / 53.4038°N 2.9943°W / 53.4038; -2.9943Construction started2008Estimated completion2011OwnerMerseytravelHeightRoofBuilding 352.9 m (174 ft)[1]Building 243.2 m (142 ft)Building 142.2 m (138 ft)...

Papal conclave

Election of the pope Conclave redirects here. For other uses, see Conclave (disambiguation). Papal election redirects here. For the election of the Coptic pope, see Pope of the Coptic Orthodox Church of Alexandria § Patriarchal elections. New pope redirects here. For the 2020 TV show, see The New Pope. For a list of papal conclaves, see List of papal conclaves. This article is part of a series onVatican City History Duchy of Rome (533–751) Donation of Pepin (750s) Papal States (754–...

 

Tompi

TompiTompi (2005)LahirTeuku Adifitrian22 September 1978 (umur 45)Lhokseumawe, Aceh, IndonesiaKebangsaanIndonesiaNama lainTompiAlmamaterFakultas Kedokteran Universitas IndonesiaPekerjaanDokterpembawa acarapenulis lagupenyanyiproduser filmsutradaraTahun aktif2002–sekarangSuami/istriArti Indira ​(m. 2006)​Anak3Karier musikGenrePopjazzreligiInstrumenVokal LabelE-Motion Entertainment Artis terkaitEcoutez!Dian SastroGlenn FredlySandhy SondoroTrio Lesta...

 

Weichtiere

Molluske und Mollusken sind Weiterleitungen auf diesen Artikel. Für die ebenfalls so genannten Dellwarzen siehe Molluscum contagiosum. Weichtiere Einige Vertreter der Mollusken (v.l.o.n.r.u.): Eine Käferschnecke der Gattung Chiton, eine Herzmuschel der Art Dinocardium robustum, eine Amerikanische Kronenschnecke (Melongena corona) und ein Gewöhnlicher Tintenfisch (Sepia officinalis). Systematik ohne Rang: Vielzellige Tiere (Metazoa) ohne Rang: Gewebetiere (Eumetazoa) ohne Ra...

Clermont Foot 63

Questa voce sull'argomento società calcistiche francesi è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Clermont Foot 63Calcio Les rouges et bleux Segni distintiviUniformi di gara Casa Trasferta Terza divisa Colori sociali Amaranto, blu Dati societariCittàClermont-Ferrand Nazione Francia ConfederazioneUEFA Federazione FFF CampionatoLigue 1 Fondazione1911 Rifondazione1990Presidente Ahmet Schaefer Allenatore Philippe Montanier StadioGabriel Montp...

 

Prerogative

Exclusive right bestowed by a government or state This article relies largely or entirely on a single source. Relevant discussion may be found on the talk page. Please help improve this article by introducing citations to additional sources.Find sources: Prerogative – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (November 2012) In law, a prerogative is an exclusive right bestowed by a government or state and invested in an individual or group, the conte...

 

The Angels Take Manhattan

2012 Doctor Who episode230 – The Angels Take ManhattanDoctor Who episodePromotional posterCastDoctor Matt Smith – Eleventh Doctor Companions Karen Gillan – Amy Pond Arthur Darvill – Rory Williams Others Alex Kingston – River Song Mike McShane – Grayle Rob David – Sam Garner Ozzie Yue – Foreman Bentley Kalu – Hood Burnell Tucker – Old Garner ProductionDirected byNick HurranWritten bySteven MoffatProduced byMarcus WilsonExecutive producer(s) Steven Moffat Caroline S...

NGC 1530

NGC 1530 La galaxie spirale barrée NGC 1530 Données d’observation(Époque J2000.0) Constellation Girafe Ascension droite (α) 04h 23m 27,1s[1] Déclinaison (δ) 75° 17′ 44″ [1] Magnitude apparente (V) 11,5[2] 12,3 dans la Bande B[2] Brillance de surface 14,10 mag/am2[2] Dimensions apparentes (V) 4,4′ × 2,5′[2] Décalage vers le rouge +0,008199 ± 0,000007[1] Angle de position 24°[2] Localisation dans la constellation : Girafe Astrométrie ...

 

Magnetic deviation

This article is about compass error due to local magnetic fields. For variation of the Earth's magnetic field from true North, see Magnetic Declination. This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Magnetic deviation – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (February 2010) (Learn how and when to remo...