Mikroskopning aniqligi va kattalashtirishi. Bir marta ko'rish yaxshiroq, yoki o'ta yuqori aniqlikdagi mikroskop elektron mikroskopning o'lchamlarini nima aniqlaydi?

Ko'rsatmalar

O'lchamlari kichik va oddiy ko'z bilan farqlanmaydigan ob'ektlarni o'rganish uchun maxsus optik asboblar - mikroskoplar qo'llaniladi. Maqsadga qarab, ular ajralib turadi: soddalashtirilgan, ishlaydigan, tadqiqot va universal. Amaldagi yorug'lik manbasiga ko'ra mikroskoplar quyidagilarga bo'linadi: yorug'lik, lyuminestsent, ultrabinafsha, elektron, neytron, skanerlash, tunnel. Ro'yxatdagi har qanday mikroskopning dizayni mexanik va optik qismlarni o'z ichiga oladi. Mexanik qism kuzatish sharoitlarini yaratishga xizmat qiladi - ob'ektni joylashtirish, tasvirni fokuslash, optik qism - kattalashtirilgan tasvirni olish.

Nur mikroskop qurilmasi

Mikroskop yorug'lik mikroskopi deb ataladi, chunki u o'tadigan yorug'likdagi ob'ektni yorqin ko'rish maydonida o'rganish imkoniyatini beradi. (Fig. Biomed 2 ning tashqi ko'rinishi) Biomed-2 mikroskopining umumiy ko'rinishini ko'rsatadi.

Mikroskopning mexanik qismi mikroskop asosi, harakatlanuvchi sahna va aylanuvchi moslamadan iborat.

Ob'ektga diqqatni qaratish qo'pol va nozik sozlash tugmalarini aylantirish orqali sahnani harakatlantirish orqali amalga oshiriladi.

Mikroskopning qo'pol fokuslash diapazoni 40 mm.

Kondensator qavsga o'rnatiladi va ob'ekt bosqichi va kollektor linzalari o'rtasida joylashgan. Uning harakati kondanser balandligini sozlash tugmachasini aylantirish orqali amalga oshiriladi. Uning umumiy ko'rinishi (???-rasm)da ko'rsatilgan. Diafragma 1,25 bo'lgan ikki linzali kondensator 4 dan 100 martagacha kattalashtirish bilan linzalar bilan ishlaganda ob'ektdagi maydonlarning yoritilishini ta'minlaydi.

Ob'ekt jadvali qavsga o'rnatiladi. Ob'ekt jadvalining koordinatali harakati tutqichlarni aylantirish orqali mumkin. Ob'ekt giyohvand ushlagichlari yordamida stolga mahkamlanadi. Egalari bir-biriga nisbatan ko'chirilishi mumkin.

Ob'ektning koordinatalari va harakat miqdori bo'linish qiymati 1 mm bo'lgan shkalalarda va bo'linish qiymati 0,1 mm bo'lgan noniuslarda o'lchanadi. Ob'ektning uzunlamasına yo'nalishda harakatlanish diapazoni 60 mm, ko'ndalang yo'nalishda - 40 mm. Kondensator

Kondensator

Mikroskop harakatni markazlashtirish va markazlashtirish imkoniyatiga ega bo'lgan kondanserni o'rnatish moslamasi bilan jihozlangan.

Asosiy mikroskop ushlagichga o'rnatilgan universal kondensatordan foydalanadi; immersion moydan foydalanganda raqamli diafragma 1,25 ga teng.

Yoritishni sozlashda, diafragma diafragmasi yordamida preparatni yorituvchi nurlar nurlarining raqamli diafragmaning silliq o'zgarishi amalga oshiriladi.

Kondensator sobit holatda kondanser ushlagichiga o'rnatiladi va qulflash vinti bilan mahkamlanadi.

Kondensatorni markazlashtiruvchi vintlar yorug'likni sozlash jarayonida kondensatorni mikroskopning optik o'qiga perpendikulyar tekislikda harakatlantirishda, maydon diafragma tasvirini ko'rish maydonining chetlariga nisbatan markazlashtirganda ishlatiladi.

Kondensator ushlagichining ushlagichining chap tomonida joylashgan kondensator yuqoriga va pastga tutqich, maydon diafragmasining tasviriga e'tibor qaratish uchun yoritishni sozlashda ishlatiladi.

Filtrlar kondanserning pastki qismida joylashgan aylanuvchi halqaga o'rnatiladi.

Mikroskopning optik qismi

Yoritish va kuzatish tizimlaridan iborat. Yoritish tizimi ko'rish maydonini teng ravishda yoritadi. Kuzatish tizimi kuzatilayotgan ob'ekt tasvirini kattalashtirish uchun mo'ljallangan.

Yoritish tizimi

U ob'ektlar jadvali ostida joylashgan. U korpusga o'rnatilgan kollektor linzasidan iborat bo'lib, u mikroskop tagidagi teshikka vidalanadi va unga chiroq o'rnatilgan rozetkadan iborat. Chiroq rozetkasi mikroskop tagiga o'rnatilgan. Mikroskop yoritgichi vilka yordamida quvvat manbaiga ulangan uch pinli quvvat simi orqali o'zgaruvchan tok tarmog'idan quvvatlanadi. Yoritgich chiroq mikroskop tagida joylashgan kalit orqali yoqiladi.

Kuzatish tizimi

Linzalar, monokulyar biriktirma va ko'zoynaklardan iborat.

Linzalar

Linzalar mikroskopning eng muhim, eng qimmatli va nozik qismini tashkil qiladi. Kattalashtirish, o'lchamlari va tasvir sifati ularga bog'liq. Ular metall ramkaga o'ralgan o'zaro markazlashtirilgan linzalar tizimidir. Ramkaning yuqori uchida linzalar revolverning rozetkasiga o'rnatilgan ip mavjud. Ob'ektivdagi oldingi (ob'ektga eng yaqin) linzalar frontal linzalar deb ataladi va linzalarda faqat kattalashtirishni keltirib chiqaradi. Boshqa barcha ob'ektiv linzalar tuzatish linzalari deb ataladi va optik tasvirdagi kamchiliklarni tuzatishga xizmat qiladi.

Turli to'lqin uzunlikdagi yorug'lik nurlari linzalari orqali o'tganda, tasvirning kamalak rangi paydo bo'ladi - xromatik aberatsiya. Ob'ektivning egri yuzasida nurlarning notekis sinishi sferik aberratsiyaga olib keladi, bu markaziy va periferik nurlarning notekis sinishi tufayli yuzaga keladi. Natijada, nuqta tasvir loyqa doira shaklida ko'rinadi.

Mikroskop to'plamiga kiritilgan linzalar optik naycha uzunligi 160 mm, balandligi 45 mm va qopqoq shishasining qalinligi mm uchun mo'ljallangan.

10X dan kattaroq kattalashtirishga ega ob'ektlar namuna yuzasiga fokuslanganda namuna va oldingi linzalarni shikastlanishdan himoya qiluvchi prujinali ramkalar bilan jihozlangan.

Rangli halqa kattalashtirishga muvofiq linza tanasiga qo'llanilishi mumkin, shuningdek:

• raqamli diafragma;
• optik naycha uzunligi 160;
• qopqoq shishasining qalinligi 0,17, 0 yoki -";
• suvga cho'mish turi - neft YOG'I (MI) yoki suv VI;

0,17 bilan belgilangan maqsadlar faqat qalinligi 0,17 mm bo'lgan qopqoqli ko'zoynaklar bilan preparatlarni o'rganish uchun mo'ljallangan. 0 bilan belgilangan maqsadlar faqat qopqoqsiz ko'zoynaksiz preparatlarni o'rganish uchun mo'ljallangan. Qopqoq oynali yoki oynasiz preparatlarni tekshirishda past kattalashtirish ob'ektivlari (2,5 - 10), shuningdek, suvga cho'mish maqsadlaridan foydalanish mumkin. Ushbu linzalar － belgisi bilan belgilangan.

Ko'zoynaklar

Mikroskop okulyar ikkita linzadan iborat: ko'z linzalari (yuqori) va yig'uvchi linzalar (pastki). Linzalar orasida diafragma joylashgan. Diafragma yon nurlarni bloklaydi va optik o'qga yaqin bo'lganlarni uzatadi, bu esa tasvirning kontrastini oshiradi. Ko'zoynakning maqsadi linzalar tomonidan yaratilgan tasvirni kattalashtirishdir. Ko'zoynaklar o'zlarining ×5, ×10, ×12,5, ×16 va ×20 kattalashtirishga ega, bu ramkada ko'rsatilgan.

Ko'zoynaklarni tanlash ishlatiladigan linzalar to'plamiga bog'liq. Axromat, akrostigmata va akrofluar linzalar bilan ishlaganda chiziqli ko‘rish maydoni 20 mm dan oshmaydigan, planxromat va planapoxromat linzalari - chiziqli ko‘rish maydoni 20 bo‘lgan okulyarlardan foydalanish maqsadga muvofiq; 22 va 26,5 mm.

Bundan tashqari, mikroskop shkalasi bo'lgan WF10/22 okulyar bilan jihozlanishi mumkin; shkala bo'linish qiymati 0,1 mm.

Mikroskoplarning xususiyatlari

Mikroskopni kattalashtirish

Mikroskopning asosiy xarakteristikalari kattalashtirish va ruxsatni o'z ichiga oladi. Mikroskop tomonidan taqdim etilgan umumiy kattalashtirish ob'ektiv kattalashtirish va okulyar kattalashtirish mahsuloti sifatida aniqlanadi. Biroq, kattalashtirish tasvirning sifatini bildirmaydi, u aniq yoki noaniq bo'lishi mumkin. Olingan tasvirning ravshanligi mikroskopning o'lchamlari bilan tavsiflanadi, ya'ni. ushbu qurilma yordamida ko'rish mumkin bo'lgan ob'ektlar yoki ularning qismlarining eng kichik o'lchami.

Vizual kuzatishda mikroskopning umumiy G kattalashtirish formulasi bilan aniqlanadi: G = bok × bok, bu erda:

brev - linzalarni kattalashtirish (linzada belgilangan); bok - okulyar kattalashtirish (okuyarda belgilangan).

Ob'ektda kuzatilgan maydonning diametri Qo'shish mm formulasi bilan aniqlanadi: Qo'shish = Qo'shish × bob. Doc - ko'zning ko'rish maydonining diametri (ko'zoynakda belgilangan) mm. Mikroskopni kattalashtirishning hisoblangan qiymatlari va ob'ektda kuzatilgan maydon diametri 3-jadvalda keltirilgan.

• Qo'shimcha buyurtma bo'yicha

Mikroskopning aniqligi

Mikroskopning o'lchamlari alohida ko'rinadigan ikkita nuqta (yoki ikkita eng nozik chiziq) orasidagi minimal (rezolyutsiya) masofa bilan belgilanadi va formula bilan hisoblanadi.

D=l/(A1+A2) , bu yerda d ikki nuqta (chiziq) orasidagi minimal (echuvchi) masofa; l - ishlatiladigan yorug'likning to'lqin uzunligi; A1 va A2 - linzalarning raqamli diafragma (uning ramkasida belgilangan) va kondensator.

Ruxsatni oshirishingiz mumkin (ya'ni, d ning mutlaq qiymatini kamaytiring, chunki bular o'zaro qiymatlardir) quyidagi usullar bilan: ob'ektni qisqaroq to'lqin uzunligi l (masalan, ultrabinafsha yoki qisqa to'lqinli nurlar) bilan yorug'lik bilan yoriting. kattaroq diafragma A1 bo'lgan linzalar yoki A2 diafragma kondensatorini oshiring.

Ob'ektiv ish masofasi

Mikroskoplar metall ramkada belgilangan 4×, 10×, 40× va 100× kattalashtirishga ega boʻlgan toʻrtta olinadigan obyektivlar bilan jihozlangan. Ob'ektivni kattalashtirish asosiy old linzaning egriligiga bog'liq: egrilik qanchalik katta bo'lsa, fokus uzunligi qanchalik qisqa bo'lsa va kattalashtirish shunchalik katta bo'ladi. Mikroskopiya qilishda buni esga olish kerak - linzalar tomonidan kattalashtirish qanchalik katta bo'lsa, bo'sh ish masofasi shunchalik kichik bo'ladi va u namuna tekisligidan pastroq bo'lishi kerak.

Suvga cho'mish

Barcha linzalar quruq va immersion yoki suv ostiga bo'linadi. Agar oldingi linza va ko'rib chiqilayotgan namuna o'rtasida havo bo'lsa, linza quruq deb ataladi. Bunday holda, shisha (1,52) va havo (1,0) sinishi ko'rsatkichlari farqi tufayli yorug'lik nurlarining bir qismi burilib, kuzatuvchining ko'ziga kirmaydi. Quruq tizim linzalari odatda uzoq fokus uzunligiga ega va past (10x) yoki o'rtacha (40x) kattalashtirishni ta'minlaydi.

Suvga cho'mdiruvchi yoki suv osti linzalari - oldingi linza va namuna orasiga shishaning sindirish ko'rsatkichiga yaqin bo'lgan suyuqlik muhiti joylashtirilgan linzalar. Sidr yog'i odatda suvga cho'mish vositasi sifatida ishlatiladi. Shuningdek, siz suv, glitserin, shaffof yog'lar, monobromonaftalin va boshqalarni ishlatishingiz mumkin. Bunday holda, ob'ektiv linzalarning oldingi linzalari va preparat (preparat oynasi - moy - linzali shisha) o'rtasida bir hil (bir hil) muhit o'rnatiladi. bir xil sinishi indeksi. Buning yordamida barcha nurlar sinishi yoki yo'nalishini o'zgartirmasdan, linzaga kirib, preparatning eng yaxshi yoritilishi uchun sharoit yaratadi. Sinishi indeksining qiymati (n) suv uchun 1,33, sadr yog'i uchun 1,515 va monobromonaftalin uchun 1,6 ga teng.

Mikroskopiya texnikasi

Mikroskop elektr tarmog'iga quvvat kabeli yordamida ulangan. Revolver yordamida nur yo'liga ×10 kattalashtirishga ega linza o'rnatilgan. Bir oz to'xtash va revolver kamonining chertish ovozi linzaning optik o'qi bo'ylab o'rnatilganligini ko'rsatadi. Qo'pol fokuslash tugmasidan foydalanib, linzalarni sahnadan 0,5 - 1,0 sm masofaga tushiring.

Quruq linzalar bilan ishlash qoidalari.

Tayyorlangan preparat sahnaga qo'yiladi va qisqich bilan mahkamlanadi. Bir nechta ko'rish maydonlari ×10 quruq ob'ektiv yordamida ko'riladi. Bosqich yon vintlar yordamida harakatlanadi. Tekshiruv uchun zarur bo'lgan dori maydoni ko'rish maydonining markaziga joylashtiriladi. Naychani ko'taring va revolverni aylantirib, linzani x40 kattalashtirish bilan harakatlantiring, makrometrik vint yordamida yon tomondan kuzating, linza bilan trubkani deyarli namunaga tegguncha yana pastga tushiring. Ko'zoynakga qarang va rasmning konturi paydo bo'lguncha naychani juda sekin ko'taring. Aniq fokuslash mikrometrli vint yordamida amalga oshiriladi, uni bir yo'nalishda yoki boshqa tomonga aylantiradi, lekin bir to'liq burilishdan ko'p emas. Agar mikrometr vintini aylantirganda qarshilik sezilsa, bu uning zarbasi tugaganligini bildiradi. Bunday holda, vintni bir yoki ikkita to'liq burilish bilan aylantiring teskari tomon, yana makrometrik vint yordamida tasvirni toping va mikrometrik vint bilan ishlashga o'ting.

Mikroskoplashda ikkala ko'zni ham ochiq tutishga va ularni navbatma-navbat ishlatishga o'rganish foydalidir, chunki bu ko'rish qobiliyatini kamroq charchatadi.

Linzalarni o'zgartirganda, mikroskopning o'lchamlari linzalarning diafragma va kondensatorning nisbatiga bog'liqligini unutmaslik kerak. ×40 kattalashtirish bilan ob'ektivning raqamli diafragma 0,65 ga, suvga botirilmagan kondensatorniki esa 0,95 ga teng. Quyidagi texnikadan foydalangan holda ularni yozishmalarga kiritish amalda mumkin: namunani linzaga qaratib, okulyarni olib tashlang va kolba orqali qarab, kondansativning ìrísí diafragmasini uning qirralari bir tekis chegarada ko'ringuncha yoping. linzalarning yoritilgan orqa linzalari. Ushbu nuqtada kondanser va ob'ektivning raqamli teshiklari taxminan teng bo'ladi.

Immersion linzalar bilan ishlash qoidalari.

Preparatga kichik tomchi immersion yog'i qo'llaniladi (afzal mahkamlangan va rangli). Revolver aylantiriladi va markaziy optik o'q bo'ylab 100 × kattalashtirishga ega bo'lgan immersion linzalari o'rnatiladi. Kondenser to'xtaguncha yuqoriga ko'tariladi. Kondenserning iris diafragmasi to'liq ochiladi. Yon tomondan qaraganda, linzalar moyga botirilguncha, deyarli linza namunaning siljishi bilan aloqa qilmaguncha, naychani tushirish uchun makrometrik vintni ishlating. Old linzalar harakatlanmasligi va shikastlanmasligi uchun buni juda ehtiyotkorlik bilan bajarish kerak. Ular okulyarga qarashadi, makrometrik vintni o'zlari tomon juda sekin aylantiradilar va linzani moydan ko'tarmasdan, ob'ektning konturlari paydo bo'lguncha trubkani ko'taradilar. Shuni esda tutish kerakki, suvga cho'mish linzalarida erkin ish masofasi 0,1 - 0,15 mm. Keyin makrometrik vint yordamida aniq fokuslash amalga oshiriladi. Tayyorlashda bir nechta ko'rinish sohalari tekshiriladi, stol yon vintlar bilan harakatlanadi. Suvga cho'mish linzalari bilan ishlashni tugatgandan so'ng, trubkani ko'taring, preparatni olib tashlang va linzaning oldingi linzalarini ehtiyotkorlik bilan artib oling, avval quruq yumshoq paxta peçete, keyin bir xil peçete bilan, lekin toza benzin bilan ozgina namlangan. Ob'ektiv yuzasida yog'ni qoldirmaslik kerak, chunki u changning joylashishiga imkon beradi va vaqt o'tishi bilan mikroskop optikasiga zarar etkazishi mumkin. Preparat avval filtr qog'ozi bilan yog'dan tozalanadi, so'ngra shisha benzin yoki ksilen bilan ishlanadi.

Ma'lumki, inson atrofdagi dunyo haqidagi ma'lumotlarning asosiy qismini ko'rish orqali oladi. Inson ko'zi murakkab va mukammal qurilma. Tabiat tomonidan yaratilgan ushbu qurilma to'lqin uzunligi diapazoni 400 dan 760 nanometrgacha bo'lgan yorug'lik - elektromagnit nurlanish bilan ishlaydi. Inson idrok qiladigan rang binafsha rangdan qizil ranggacha o'zgaradi.

Ko'rinadigan yorug'likka mos keladigan elektromagnit to'lqinlar ko'zdagi atomlar va molekulalarning elektron qobiqlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu o'zaro ta'sirning natijasi bu qobiqlardagi elektronlarning holatiga bog'liq. Yorug'lik so'rilishi, aks etishi yoki tarqalishi mumkin. Yorug'lik bilan nima sodir bo'lganligi uning o'zaro ta'sir qilgan atomlari va molekulalari haqida ko'p narsalarni ochib berishi mumkin. Atomlar va molekulalarning o'lchamlari diapazoni 0,1 dan o'nlab nanometrgacha. Bu yorug'lik to'lqin uzunligidan ko'p marta qisqaroq. Biroq, aynan shunday o'lchamdagi ob'ektlar - ularni nanoob'ektlar deb ataylik - ko'rish juda muhimdir. Buning uchun nima qilish kerak? Keling, avvalo, inson ko'zi nimani ko'rishi mumkinligini muhokama qilaylik.

Odatda, u yoki buning qarori haqida gapirganda optik qurilma, ikkita tushuncha bilan ishlaydi. Ulardan biri burchak aniqligi, ikkinchisi esa chiziqli aniqlikdir. Bu tushunchalar o'zaro bog'liqdir. Masalan, inson ko'zi uchun burchak o'lchamlari taxminan 1 yoy daqiqasini tashkil qiladi. Bunday holda, ko'z o'zidan 25-30 sm masofada joylashgan ikkita nuqta ob'ektini faqat ushbu ob'ektlar orasidagi masofa 0,075 mm dan ortiq bo'lganda ajrata oladi. Bu an'anaviy kompyuter skanerining o'lchamlari bilan solishtirish mumkin. Aslida, 600 dpi o'lchamlari skaner nuqtalarni bir-biridan 0,042 mm gacha ajrata olishini anglatadi.

Bir-biridan ham kichikroq masofada joylashgan jismlarni ajrata olish uchun optik mikroskop ixtiro qilindi - ko'zning aniqligini oshiradigan qurilma. Ushbu qurilmalar turli xil ko'rinishga ega (1-rasmdan ko'rinib turibdiki), lekin ularning ishlash printsipi bir xil. Optik mikroskop piksellar sonini mikron fraktsiyalarigacha oshirishga imkon berdi. Bundan 100 yil oldin optik mikroskopiya mikron o'lchamli ob'ektlarni o'rganish imkonini berdi. Biroq, shu bilan birga, linzalar sonini ko'paytirish va ularning sifatini yaxshilash orqali piksellar sonini yanada oshirish mumkin emasligi aniq bo'ldi. Optik mikroskopning o'lchamlari yorug'likning o'zi, ya'ni uning to'lqin tabiati bilan cheklangan edi.

O'tgan asrning oxirida optik mikroskopning ruxsati . Bu formulada l yorug'likning to'lqin uzunligi va n gunoh u- mikroskop linzasining raqamli teshigi, bu ham mikroskopni, ham o'rganilayotgan ob'ekt va unga eng yaqin mikroskop linzalari o'rtasida joylashgan moddani tavsiflaydi. Haqiqatan ham, raqamli diafragmaning ifodasi sinishi indeksini o'z ichiga oladi n ob'ekt va linzalar orasidagi muhit va burchak u linzaning optik o'qi va ob'ektdan chiqadigan va ushbu linzaga kirishi mumkin bo'lgan eng tashqi nurlar o'rtasida. Vakuumning sindirish ko'rsatkichi birlikka teng. Havo uchun bu ko'rsatkich birlikka juda yaqin, suv uchun - 1,33303 va maksimal aniqlikni olish uchun mikroskopda ishlatiladigan maxsus suyuqliklar uchun, n 1,78 ga etadi. Qanday burchak bo'lishidan qat'iy nazar u, qiymat gunoh u birdan ortiq bo'lishi mumkin emas. Shunday qilib, optik mikroskopning ruxsati yorug'lik to'lqin uzunligining bir qismidan oshmaydi.

Ruxsat odatda to'lqin uzunligining yarmi deb hisoblanadi.

Ob'ektning intensivligi, o'lchamlari va kattalashishi turli xil narsalardir. Siz buni shunday qilishingiz mumkinki, bir-biridan 10 nm masofada joylashgan ob'ektlar tasvirlarining markazlari orasidagi masofa 1 mm bo'ladi. Bu 100 000 marta o'sishga to'g'ri keladi. Biroq, bu bitta yoki ikkita ob'ekt ekanligini farqlash mumkin bo'lmaydi. Haqiqat shundaki, o'lchamlari yorug'lik to'lqin uzunligiga nisbatan juda kichik bo'lgan jismlarning tasvirlari ob'ektlarning o'z shaklidan qat'i nazar, bir xil shakl va hajmga ega bo'ladi. Bunday ob'ektlar nuqta ob'ektlari deb ataladi - ularning o'lchamlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Agar bunday nuqta ob'ekti porlasa, u holda optik mikroskop uni yorug'lik va qorong'i halqalar bilan o'ralgan yorug'lik doirasi sifatida tasvirlaydi. Keyinchalik soddalik uchun yorug'lik manbalarini ko'rib chiqamiz. Optik mikroskop yordamida olingan nuqtali yorug'lik manbasining tipik tasviri 2-rasmda ko'rsatilgan.Yorug'lik halqalarining intensivligi aylananikidan ancha kichik va tasvir markazidan masofa bilan kamayadi. Ko'pincha, faqat birinchi yorug'lik halqasi ko'rinadi. Birinchi qorong'u halqaning diametri . Ushbu intensivlik taqsimotini tavsiflovchi funktsiya nuqta tarqalishi funktsiyasi deb ataladi. Bu funktsiya kattalashtirish nima ekanligiga bog'liq emas. 3-rasmdan ko'rinib turibdiki, bir nechta nuqtali ob'ektlarning tasviri aniq doiralar va halqalar bo'ladi.Olingan tasvirni kattalashtirish mumkin, ammo ikkita qo'shni nuqta ob'ektlarining tasvirlari birlashsa, ular birlashishda davom etadi. Bunday kattalashtirish ko'pincha foydasiz deb aytiladi - kattaroq tasvirlar shunchaki xiralashadi. Foydasiz kattalashtirishning misoli 4-rasmda ko'rsatilgan. Formula ko'pincha diffraktsiya chegarasi deb ataladi va u shunchalik mashhurki, u ushbu formulaning muallifi, nemis optik fizigi Ernst Abbe yodgorligida o'yilgan.

Albatta, vaqt o'tishi bilan optik mikroskoplar tasvirlarni saqlash imkonini beradigan turli xil qurilmalar bilan jihozlana boshladi. Inson ko'zini dastlab kinokameralar va plyonkalar, so'ngra ularga tushayotgan yorug'likni elektr signallariga aylantiruvchi raqamli qurilmalar asosidagi kameralar to'ldirdi. Ushbu qurilmalarning eng keng tarqalgani CCD matritsalari (CCD - zaryad bilan bog'langan qurilma). Raqamli kameralardagi piksellar soni o'sishda davom etmoqda, ammo buning o'zi optik mikroskoplarning ruxsatini yaxshilay olmaydi.

Hatto yigirma besh yil oldin, diffraktsiya chegarasi engib bo'lmaydigandek tuyuldi va o'lchamlari yorug'lik to'lqin uzunligidan bir necha baravar kichik bo'lgan ob'ektlarni o'rganish uchun yorug'likdan voz kechish kerak edi. Elektron va rentgen mikroskoplarini yaratuvchilar aynan shu yo'lni bosib o'tishgan. Bunday mikroskoplarning ko'plab afzalliklariga qaramay, nanoob'ektlarni ko'rish uchun yorug'likdan foydalanish muammosi saqlanib qoldi. Buning sabablari ko'p edi: ob'ektlar bilan ishlashning qulayligi va qulayligi, tasvirni olish uchun zarur bo'lgan qisqa vaqt, namunalarni bo'yashning ma'lum usullari va boshqalar. Nihoyat, ko‘p yillik mashaqqatli mehnatdan so‘ng optik mikroskop yordamida nano o‘lchamdagi obyektlarni ko‘rish imkoniyati paydo bo‘ldi. Ushbu yo'nalishdagi eng katta yutuqlar floresan mikroskopiya sohasida erishildi. Albatta, hech kim diffraktsiya chegarasini bekor qilmadi, lekin ular uni aylanib o'tishga muvaffaq bo'lishdi. Hozirgi vaqtda turli xil optik mikroskoplar mavjud bo'lib, ular o'lchamlari ushbu ob'ektlarning tasvirini yaratadigan yorug'likning to'lqin uzunligidan ancha kichik bo'lgan ob'ektlarni tekshirishga imkon beradi. Ushbu qurilmalarning barchasi bitta umumiy xususiyatga ega umumiy tamoyil. Keling, qaysi biri ekanligini tushuntirishga harakat qilaylik.

Rezolyutsiyaning diffraktsiya chegarasi haqida allaqachon aytilganlardan ko'rinib turibdiki, nuqta manbasini ko'rish unchalik qiyin emas. Agar bu manba etarli darajada intensiv bo'lsa, uning tasviri aniq ko'rinadi. Ushbu tasvirning shakli va o'lchami, yuqorida aytib o'tilganidek, optik tizimning xususiyatlari bilan belgilanadi. Shu bilan birga, optik tizimning xususiyatlarini bilish va ob'ektning nuqtali ob'ekt ekanligiga ishonch hosil qilish, siz ob'ektning qayerda joylashganligini aniq aniqlashingiz mumkin. Bunday ob'ektning koordinatalarini aniqlashning aniqligi ancha yuqori. Buni 5-rasmda ko'rsatish mumkin. Nuqtali ob'ektning koordinatalarini aniqroq aniqlash mumkin, u shunchalik kuchli porlaydi. O'tgan asrning 80-yillarida optik mikroskop yordamida ular 10-20 nanometr aniqlik bilan alohida yorug'lik molekulalarining o'rnini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. Nuqta manbasining koordinatalarini bunday aniq aniqlashning zaruriy sharti uning yolg'izligidir. Eng yaqin boshqa nuqta manbasi shu qadar uzoqda bo'lishi kerakki, tadqiqotchi qayta ishlanayotgan tasvir bitta manbaga mos kelishini aniq biladi. Bu masofa ekanligi aniq l shartni qondirishi kerak. Bunday holda, tasvirni tahlil qilish manbaning o'zi haqida juda aniq ma'lumotlarni taqdim etishi mumkin.

O'lchamlari optik mikroskopning ruxsatidan ancha kichik bo'lgan ko'pchilik ob'ektlarni nuqta manbalari to'plami sifatida ko'rsatish mumkin. Bunday to'plamdagi yorug'lik manbalari bir-biridan ancha kichikroq masofada joylashgan. Agar bu manbalar bir vaqtning o'zida porlasa, ularning aniq qaerda joylashgani haqida hech narsa aytish mumkin bo'lmaydi. Biroq, agar siz ushbu manbalarni o'z navbatida porlashi mumkin bo'lsa, unda ularning har birining pozitsiyasini yuqori aniqlik bilan aniqlash mumkin. Agar bu aniqlik manbalar orasidagi masofadan oshsa, ularning har birining pozitsiyasi haqida ma'lumotga ega bo'lgan holda, ularning nisbiy pozitsiyalari qanday ekanligini bilib olish mumkin. Bu nuqta manbalar majmuasi sifatida taqdim etilgan ob'ektning shakli va o'lchami haqida ma'lumot olinganligini anglatadi. Boshqacha qilib aytganda, bu holda siz o'lchamlari diffraktsiya chegarasidan kichikroq bo'lgan ob'ektni optik mikroskop bilan tekshirishingiz mumkin!

Shunday qilib, asosiy nuqta nanoob'ektning turli qismlari haqida bir-biridan mustaqil ravishda ma'lumot olishdir. Buning uchun uchta asosiy usullar guruhi mavjud.

Birinchi guruh usullar o'rganilayotgan ob'ektning u yoki bu qismini maqsadli ravishda porlaydi. Ushbu usullardan eng yaxshi ma'lum bo'lgan skanerlash optik mikroskopidir. Keling, buni batafsil ko'rib chiqaylik.

Agar siz diffraktsiya chegarasi haqida gapirganda nazarda tutilgan shartlarni diqqat bilan o'rgansangiz, ob'ektlardan linzalargacha bo'lgan masofalar yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta ekanligini topasiz. Ushbu to'lqin uzunligi bilan taqqoslanadigan va undan kichikroq masofalarda rasm boshqacha bo'ladi. Yorug'lik to'lqinining elektromagnit maydoniga tushgan har qanday ob'ektning yonida o'zgaruvchan elektromagnit maydon mavjud bo'lib, uning o'zgarishi chastotasi yorug'lik to'lqinidagi maydonning o'zgarishi chastotasi bilan bir xil. Yorug'lik to'lqinidan farqli o'laroq, bu maydon nanoob'ektdan uzoqlashganda tezda parchalanadi. Intensivlik pasayadigan masofa, masalan. e marta, ob'ektning o'lchami bilan solishtirish mumkin. Shunday qilib, optik chastotaning elektromagnit maydoni o'lchami yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha kichik bo'lgan fazo hajmida to'plangan. Ushbu hududga tushgan har qanday nanoob'ekt konsentrlangan maydon bilan u yoki bu tarzda o'zaro ta'sir qiladi. Agar ushbu maydon konsentratsiyasi amalga oshiriladigan ob'ekt o'rganilayotgan nanoob'ekt bo'ylab har qanday traektoriya bo'ylab ketma-ket harakatlantirilsa va ushbu tizim tomonidan chiqariladigan yorug'lik qayd etilsa, u holda ushbu traektoriyada yotgan alohida nuqtalardan tasvirni qurish mumkin. Albatta, har bir nuqtada rasm 2-rasmda ko'rsatilgandek ko'rinadi, ammo piksellar soni maydonning qanchalik zich joylashganligiga qarab aniqlanadi. Va bu, o'z navbatida, ushbu maydon to'plangan yordami bilan ob'ektning o'lchami bilan belgilanadi.

Maydonni shu tarzda jamlashning eng keng tarqalgan usuli bu metall ekranda juda kichik teshik qilishdir. Odatda, bu teshik nozik metall plyonka bilan qoplangan uchli yorug'lik qo'llanmasining oxirida joylashgan (yorug'lik qo'llanmasi ko'pincha optik tolali deb ataladi va ma'lumotlarni uzoq masofalarga uzatish uchun keng qo'llaniladi). Endi diametri 30 dan 100 nm gacha bo'lgan teshiklarni ishlab chiqarish mumkin. Ruxsat o'lchami bo'yicha bir xil. Ushbu printsip bo'yicha ishlaydigan qurilmalar yaqin skanerlovchi optik mikroskoplar deb ataladi. Ular 25 yil oldin paydo bo'lgan.

Ikkinchi guruh usullarining mohiyati quyidagilarga borib taqaladi. Yaqin atrofdagi nanoob'ektlarni navbatma-navbat porlash o'rniga, siz turli xil ranglarda porlayotgan ob'ektlardan foydalanishingiz mumkin. Bunday holda, u yoki bu rangdagi yorug'likni uzatuvchi yorug'lik filtrlari yordamida siz har bir ob'ektning o'rnini aniqlashingiz va keyin bitta rasm yaratishingiz mumkin. Bu 5-rasmda ko'rsatilganiga juda o'xshaydi, faqat uchta tasvir uchun ranglar boshqacha bo'ladi.

Diffraktsiya chegarasini engib o'tish va nanoob'ektlarni tekshirishga imkon beradigan oxirgi usullar guruhi yorug'lik moslamalarining o'z xususiyatlaridan foydalanadi. Maxsus tanlangan yorug'lik yordamida "yoqilishi" va "o'chirilishi" mumkin bo'lgan manbalar mavjud. Bunday almashtirishlar statistik tarzda sodir bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, agar o'zgaruvchan nanoob'ektlar ko'p bo'lsa, yorug'likning to'lqin uzunligi va uning intensivligini tanlab, siz ushbu ob'ektlarning faqat ba'zilarini "o'chirishga" majbur qilishingiz mumkin. Qolgan narsalar porlashda davom etadi va ulardan tasvirni olish mumkin. Shundan so'ng siz barcha manbalarni "yoqishingiz" va ulardan ba'zilarini yana "o'chirib qo'yishingiz" kerak. "Yoqilgan" bo'lib qolgan manbalar to'plami birinchi marta "yoqilgan" to'plamdan farq qiladi. Ushbu protsedurani ko'p marta takrorlash orqali siz olishingiz mumkin katta to'plam bir-biridan farq qiladigan tasvirlar. Bunday to'plamni tahlil qilib, barcha manbalarning katta qismini juda yuqori aniqlik bilan, diffraktsiya chegarasidan ancha yuqori bo'lgan joyni topish mumkin. Shu tarzda olingan o'ta aniqlik namunasi 6-rasmda ko'rsatilgan.

Hozirgi vaqtda yuqori aniqlikdagi optik mikroskopiya jadal rivojlanmoqda. Kelgusi yillarda ushbu sohaga ko'proq tadqiqotchilar jalb qilinadi deb taxmin qilish mumkin va umid qilamizki, ushbu maqolani o'qiydiganlar ham ular orasida bo'ladi.

Elena 3013

Ushbu maqolada mikroskopni kattalashtirish, bu miqdorning o'lchov birliklari va qurilmaning aniqlash quvvatini vizual ravishda aniqlash usullari muhokama qilinadi. Bundan tashqari, ushbu qiymatning standart parametrlari va muayyan turdagi ish uchun o'sishni hisoblash usullari haqida gapiramiz.

Ko'pincha mikroskopning asosiy quvvat parametrlari linza tanasida ko'rsatilgan. Ob'ektivni burab, uni tekshiring. Kasr sifatida yozilgan ikkita raqamni ko'rishingiz mumkin. Birinchisi - kattalashtirish, ikkinchisi - raqamli diafragma.

Diafragma qurilmaning yorug'likni to'plash va aniq tasvirni yaratish qobiliyatini tavsiflaydi. Ob'ektiv, shuningdek, kolba uzunligini va ish uchun zarur bo'lgan qopqoq oynasining qalinligini ham ko'rsatishi mumkin.

Mikroskopni kattalashtirish haqida hamma narsa

Kattalashtirish ko'p (x) bilan o'lchanadi. Okuyar-linza tizimining aloqasi uning ahamiyatini to'liq belgilaydi. Okuyar va ob'ektivning kattalashtirish mahsuloti bizga ma'lum mikroskop yaratadigan ishchi kattalashtirish haqida xabar beradi. Umumiy kattalashtirishning linzalarning kattalashishiga bog'liqligi aniq. Quvvatiga qarab linzalar quyidagi guruhlarga bo'linadi:

Kichik (10x dan oshmasligi kerak);

O'rtacha (50x gacha);

Katta (50x dan ortiq);

Juda katta (100x dan ortiq).

Optik mikroskop uchun maksimal ob'ektiv kattalashtirish qiymati 2000x. Ko'zoynak qiymati odatda 10x va kamdan-kam o'zgaradi. Ammo linzalarni kattalashtirish juda katta farq qiladi (4 dan 100x va 2000x gacha).

Mikroskopni tanlashda siz uni kim ishlatishini va qanday maksimal kattalashtirish kerak bo'lishi mumkinligini hisobga olishingiz kerak. Masalan, maktabgacha yoshdagi bola uchun 200x etarli; maktab va universitet mikroskoplari 400-1000x kattalashtirishga ega. Ammo tadqiqot qurilmasi kamida 1500-2000x berishi kerak. Bu qiymat bakteriyalar va kichik uyali tuzilmalar bilan ishlashga imkon beradi.

		Oksar.ru-Moskva	900 R
	Ko'proq takliflar

Qurilmaning ruxsati

Mikroskop tomonidan olingan tasvirning ravshanligi va sifatini nima belgilaydi? Bunga qurilmaning o'lchamlari ta'sir qiladi. Ushbu miqdorni hisoblash uchun siz yorug'lik to'lqin uzunligini va ikkita raqamli teshikni topishingiz kerak. Shuning uchun u kondensator va mikroskop linzalari tomonidan aniqlanadi. Sizga shuni eslatib o'tamizki, raqamli diafragma qiymati ob'ektiv barrelida ko'rish mumkin. U qanchalik baland bo'lsa, qurilmaning o'lchamlari shunchalik yaxshi bo'ladi.

Optik mikroskopning ruxsat chegarasi 0,2 mikron. Bu ob'ektning barcha nuqtalari farqlanadigan bo'lsa, tasvirga minimal masofa.

Foydali mikroskopni kattalashtirish

Tadqiqotchining ko'zi mikroskopning aniqlik qobiliyatidan to'liq foydalanganda foydali kattalashtirish haqida gapiramiz. Bunga ob'ektni maksimal ruxsat etilgan burchak ostida kuzatish orqali erishiladi. Foydali kattalashtirish faqat raqamli diafragma va ob'ektiv turiga bog'liq. Uni hisoblashda raqamli diafragma 500-1000 marta ortadi.

Quruq linza (ob'ekt va linzalar orasidagi faqat havo) 1000x foydali kattalashtirishni yaratadi, ya'ni. NA - 1.

Immersion linzalari (ob'ekt va linzalar orasidagi suvga cho'mdiruvchi vosita qatlami) 1250x foydali kattalashtirishni yaratadi, ya'ni. raqamli diafragma 1,25 ga teng.

Xira yoki loyqa tasvir foydalanish mumkin bo'lgan kattalashtirish yuqoridagi qiymatlardan kattaroq yoki kamroq ekanligini ko'rsatadi. Belgilangan qiymatni oshirish yoki kamaytirish mikroskopning ish faoliyatini sezilarli darajada pasaytiradi.

Ushbu maqolada biz optik mikroskopning asosiy xarakteristikalari va ularni hisoblash usullari haqida gapirdik. Umid qilamizki, ushbu ma'lumot ushbu murakkab qurilma bilan ishlashda foydali bo'ladi.

do'stlarga ayting

Ko'zning aniqligi cheklangan. Rezolyutsiya xarakterlanadi hal qilingan masofa, ya'ni. ikkita qo'shni zarralar orasidagi minimal masofa, ular hali ham alohida ko'rinadi. Yalang'och ko'z uchun hal qilingan masofa taxminan 0,2 mm. Ruxsatni oshirish uchun mikroskop ishlatiladi. Metalllarning tuzilishini oʻrganish uchun mikroskopni birinchi boʻlib 1831 yilda damas poʻlatini oʻrganuvchi P.P.Anosov, keyinroq 1863 yilda meteorit temirni oʻrganuvchi ingliz G.Sorbi ishlatgan.

Ruxsat etilgan masofa munosabatlar bilan belgilanadi:

Qayerda l- o'rganilayotgan ob'ektdan linzaga keladigan yorug'likning to'lqin uzunligi; n- ob'ekt va linzalar o'rtasida joylashgan muhitning sinishi ko'rsatkichi va a- tasvirni yaratuvchi linzaga kiradigan nurlar nurlarining ochilish burchagining yarmiga teng burchakli diafragma. Ob'ektivning bu muhim xususiyati linzalar ramkasida o'yilgan.

U yaxshi linzalar maksimal diafragma burchagi a = 70 ° va sina » 0,94. Ko'pgina tadqiqotlar havoda ishlaydigan quruq maqsadlardan foydalanadi (n = 1). Yechilgan masofani kamaytirish uchun immersion linzalar qo'llaniladi. Ob'ekt va linzalar orasidagi bo'shliq yuqori sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lgan shaffof suyuqlik (immersion) bilan to'ldiriladi. Odatda bir tomchi sadr yog'i ishlatiladi (n = 1,51).

Agar biz ko'rinadigan oq yorug'lik uchun l = 0,55 mkm ni olsak, yorug'lik mikroskopining minimal ajratish masofasi:

Shunday qilib, yorug'lik mikroskopining aniqlash kuchi yorug'lik to'lqin uzunligi bilan chegaralanadi. Ob'ektiv okulyar orqali ko'rilgan ob'ektning oraliq tasvirini xuddi lupa orqali kattalashtiradi. Okuyar ob'ektning oraliq tasvirini kattalashtiradi va mikroskopning aniqligini oshira olmaydi.

Mikroskopning umumiy kattalashtirishi ob'ektiv va okulyar kattalashtirish ko'paytmasiga teng. Metallografik mikroskoplar metallarning tuzilishini 20 dan 2000 martagacha kattalashtirish bilan o'rganish uchun ishlatiladi.

Yangi boshlanuvchilar strukturani yuqori kattalashtirishda darhol ko'rishga harakat qilib, keng tarqalgan xatoga yo'l qo'yishadi. Shuni yodda tutish kerakki, ob'ektni kattalashtirish qanchalik katta bo'lsa, mikroskopning ko'rish sohasida ko'rinadigan maydon shunchalik kichik bo'ladi. Shuning uchun, birinchi navbatda baholash uchun zaif linzalar yordamida tadqiqotni boshlash tavsiya etiladi umumiy xarakter katta maydonda metall konstruktsiyalar. Agar siz kuchli linza yordamida mikrotahlilni boshlasangiz, unda metall konstruktsiyaning ko'plab muhim xususiyatlari sezilmasligi mumkin.

Mikroskopning past kattalashtirishlarida strukturaning umumiy ko'rinishidan so'ng, strukturaning barcha kerakli eng kichik detallarini ko'rish uchun bunday o'lchamdagi linza tanlanadi.

Ob'ektiv tomonidan kattalashtirilgan strukturaning tafsilotlari aniq ko'rinadigan tarzda okulyar tanlangan. Agar okulyar kattalashtirish etarli bo'lmasa, linza tomonidan yaratilgan oraliq tasvirning nozik detallari mikroskop orqali ko'rilmaydi va shuning uchun linzaning to'liq ruxsati ishlatilmaydi. Agar okulyar kattalashtirish juda yuqori bo'lsa, yangi strukturaviy tafsilotlar oshkor etilmaydi, shu bilan birga allaqachon aniqlangan detallarning konturlari xiralashadi va ko'rish maydoni torayadi. O'z o'sishi okulyar uning ramkasida o'yilgan (masalan, 7 x).