Mikroskop

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 1. prosince 2021; kontroly vyžadují 20 úprav .

Mikroskop ( starořecky μικρός „malý“ + σκοπέω „vzhled“ [1] ) je zařízení určené k získávání zvětšených snímků a také k měření objektů nebo konstrukčních detailů, které jsou pouhým okem neviditelné nebo špatně viditelné .

Soubor technologií a metod pro praktické využití mikroskopů se nazývá mikroskopie .

Historie vytvoření

První mikroskopy vynalezené lidstvem byly optické a jejich prvního vynálezce není tak snadné vyčlenit a pojmenovat. Možnost kombinace dvou čoček tak, aby bylo dosaženo většího zvýšení, poprvé navrhl v roce 1538 italský lékař J. Fracastoro . Nejstarší informace o mikroskopu pocházejí z roku 1590 a města Middelburg na Zélandu a jsou spojeny se jmény Johna Lippersheyho (který také vyvinul první jednoduchý optický dalekohled ) a Zacharyho Jansena , kteří se zabývali výrobou brýlí. [2] . O něco později, v roce 1624, Galileo Galilei představil svůj složený mikroskop, který původně nazval „occhiolino“ [3] (occhiolino, italsky  – malé oko). O rok později jeho přítel z akademie Giovanni Fabernavrhl pro nový vynález termín mikroskop .

Rozlišení

Rozlišovací schopnost mikroskopu je schopnost vytvářet ostrý, oddělený obraz dvou blízko sebe ležících bodů na předmětu. Míra průniku do mikrosvěta, možnosti jeho studia závisí na rozlišení přístroje. Tato charakteristika je určena především vlnovou délkou záření používaného v mikroskopii ( viditelné , ultrafialové , rentgenové záření ). Zásadní omezení spočívá v nemožnosti získat pomocí elektromagnetického záření obraz předmětu menší velikosti, než je vlnová délka tohoto záření.

Pomocí záření s kratšími vlnovými délkami je možné „proniknout hlouběji“ do mikrosvěta.

Klasifikace

Klasifikace mikroskopu
Skupina Max. dosažené rozlišení Druhy
Optické mikroskopy asi 10 * 10 -9 m
Elektronové mikroskopy 3,9 *10 −11  m [4]
Skenovací sondový mikroskop
Rentgenové mikroskopy asi 5* 10-9 m
Diferenciální
interferenční kontrastní mikroskop

Optické mikroskopy

Lidské oko je přirozený optický systém, který se vyznačuje určitou rozlišovací schopností, tedy nejmenší vzdáleností mezi prvky pozorovaného objektu (vnímanými jako body nebo čáry), při které se ještě mohou jeden od druhého lišit. U běžného oka při vzdalování se od předmětu tzv. nejlepší vzdálenost vidění (D = 250 mm), průměrné normální rozlišení je ~0,2 mm. Velikosti mikroorganismů, většiny rostlinných a živočišných buněk, malých krystalů , detailů mikrostruktury kovů a slitin atd. jsou mnohem menší než tato hodnota.

Až do poloviny 20. století pracovaly pouze s viditelným optickým zářením, v rozsahu 400-700 nm , a také s blízkým ultrafialovým zářením ( luminiscenční mikroskop ). Optické mikroskopy nemohly poskytnout rozlišení menší než je poloviční vlnová délka referenčního záření (rozsah vlnových délek 0,2–0,7 μm nebo 200–700 nm). Optický mikroskop je tedy schopen rozlišit struktury se vzdáleností mezi body až ~0,20 μm; maximální zvětšení, kterého bylo možné dosáhnout, bylo tedy ~2000krát.

Elektronové mikroskopy

V mikroskopii lze využít elektronový paprsek , který má vlastnosti nejen částice, ale i vlny.

Vlnová délka elektronu závisí na jeho energii a energie elektronu je rovna E = Ve, kde V je potenciální rozdíl prošlý elektronem, e je náboj elektronu. Vlnová délka elektronů při průchodu potenciálovým rozdílem 200 000 V je řádově 0,1 nm. Elektrony lze snadno zaostřit pomocí elektromagnetických čoček, protože elektron je nabitá částice. Elektronický obrázek lze snadno převést na viditelný.

Rozlišení elektronového mikroskopu je 1000 až 10 000krát větší než u tradičního světelného mikroskopu a u nejlepších moderních přístrojů může být menší než jeden angstrom.

Rastrovací sondové mikroskopy

Třída mikroskopů založená na skenování povrchu pomocí sondy.

Mikroskopy se skenovací sondou (SPM) jsou relativně novou třídou mikroskopů. Na SPM je obraz získán záznamem interakcí mezi sondou a povrchem. V této fázi vývoje je možné zaznamenat interakci sondy s jednotlivými atomy a molekulami, díky čemuž jsou SPM v rozlišení srovnatelné s elektronovými mikroskopy a v některých parametrech je i předčí.

Rentgenové mikroskopy

Rentgenový mikroskop  je zařízení pro zkoumání velmi malých předmětů, jejichž rozměry jsou srovnatelné s délkou rentgenové vlny. Na základě použití elektromagnetického záření o vlnové délce 0,01 až 1 nanometr.

Rentgenové mikroskopy se z hlediska rozlišení řadí mezi elektronové a optické mikroskopy. Teoretické rozlišení rentgenového mikroskopu dosahuje 2-20 nanometrů , což je řádově větší rozlišení než rozlišení optického mikroskopu (až 150 nanometrů ). V současné době existují rentgenové mikroskopy s rozlišením kolem 5 nanometrů [5] .

Galerie optických mikroskopů

Jednotky a mechanismy optického mikroskopu

Viz také

Poznámky

  1. ↑ σκοπέω . Staženo 23. září 2018. Archivováno z originálu 23. září 2018.
  2. ↑ Mikroskopy: Časová osa . Nobel Web AB. Datum přístupu: 27. ledna 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
  3. ↑ Gould, Stephen Jay. Chapter 2: The Sharp-Eyed Lynx, Outfoxed by Nature // Ležící kameny Marrakech : Předposlední úvahy v přírodní historii  . - New York, NY: Harmony, 2000. - ISBN 0-224-05044-3 .
  4. ↑ Rachel Courtlandová. Revoluce mikroskopů, která se šíří vědou o materiálech (EN) // Příroda. — 2018-11-21. - T. 563 . - S. 462 . - doi : 10.1038/d41586-018-07448-0 . Archivováno z originálu 1. prosince 2021.
  5. ↑ Nový limit rozlišení rentgenového mikroskopu dosažen . Získáno 25. dubna 2015. Archivováno z originálu 18. září 2008.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie