Embedded Files
Мікроскоп оптичний
Мікроскоп (від лат. Micros - малий, Scopein - спостерігати) - оптичний прилад (з однією або декількома лінзами), що дозволяє отримувати збільшене зображення об'єктів і структур, а також вимірювання об'єктів або деталей структури, недоступних оку людини.
Історія і винахід мікроскопа пов'язана з тим, що з давніх часів людина хотіла бачити набагато менші предмети, ніж дозволяло неозброєне людське око. У ІІ столітті до нашої ери Клавдій Птолемей описав властивості світла в басейні з водою і точно розрахував константу заломлення води. Протягом І століття нашої ери (рік 100), було винайдено скло. Римляни, дивлячись через скло, тестували його з різними формами прозорого скла і один з їх зразків був товщий усередині та тонше по краях. Вони виявили, що об'єкт через таке скло виглядатиме більшим. «Сочевиця», вони назвали тому, що нагадує форму бобової рослини – сочевиці. Далі лінзи не застосовувалися до кінця XIII століття до винаходу окулярів. Близько 1600 року було виявлено, що оптичні інструменти можуть бути виготовлені з використанням лінзи. Перші оптичні прилади були зі збільшувальним склом і мали збільшення зазвичай близько 6x - 10х.
Клавдій Птолемей
Деякі історики приписують винахід мікроскопу саме Янссенам. У 1650-х роках Вільям Бореель написав листа лікареві французького короля, у якому він описав мікроскоп. У своєму листі Бореель сказав, що Захар Янссен почав писати йому про мікроскоп на початку 1590-х років, хоча Бореель сам побачив мікроскоп через роки. Деякі історики стверджують, що Ганс Янссен допоміг збудувати мікроскоп, оскільки Захарій був підлітком у 1590-х роках.
У 1590 році два голландські винахідники Ганс Янсен і його син Захарій при шліфуванні лінз вручну виявили, що поєднання двох лінз дозволило збільшити зображення предмета в кілька разів. Вони змонтували кілька лінз у трубку і зробили дуже важливе відкриття – винайшли мікроскоп. Їхні перші пристрої були новизною, оскільки максимальне збільшення було до 9х.
Музей Мідделбурга в Нідерландах має один із перших мікроскопів Янссена, датований 1595 роком. Пристрій мав три ковзні трубки для різних об'єктивів без штатива і був здатний збільшувати в три-дев'ять разів відносно до справжнього розміру об'єкта.
Інший голландський вчений Антоні ван Левенгук, вважається одним з піонерів мікроскопії, наприкінці XVII століття став першою людиною, яка реально використовувала винахід мікроскопа на практиці. Ван Левенгук досяг більшого успіху, ніж його попередники шляхом розробки способу виготовлення лінзи – шліфування та полірування. Він досяг збільшення до 270-x, відомого на той час. Це збільшення дає можливість переглядати об'єкти розміром одна мільйонна метру.
Мікроскоп Антоні ван Левенгука
Антоні Левенгук почав активніше брати участь у науці зі своїм новим винаходом – мікроскопом. Він міг бачити речі, що ніхто ніколи не бачив раніше. Наприклад, уперше побачив бактерії, що плавають у краплі води. Він відзначив тканини рослин і тварин, клітини сперми та клітини крові, мінерали, скам'янілості та багато іншого. Він також виявив нематод і коловраток (мікроскопічних тварин) та виявив бактерії, дивлячись на зразки зубного нальоту власних зубів. Люди почали розуміти, що збільшення може виявити структури, які ніколи не бачили раніше – гіпотеза, що все складається з крихітних компонентів, невидимих неозброєним оком, тоді ще не розглядалася.
Новини про мікроскопи швидко поширилися по всій Європі. Галілео Галілей у 1609 році покращив конструкцію складного мікроскопа. Галілей назвав свій пристрій occhiolino чи «маленьке око». Англійський вчений Роберт Гук також покращив мікроскоп та дослідив структуру сніжинок, бліх, вошей та рослин. Гук досліджував структуру коркового дерева й вигадав термін «клітина» з латинського cella, що означає «невелика кімната», тому що він порівнював клітини, які він бачив у коркового дерева, з невеликими кімнатами, у яких жили ченці. У 1665 він докладно описав свої спостереження в книзі «Мікрографія».
Мікроскоп Галілео Галілея
У XVIIІ- XIX століттях було введено не так багато змін у конструкції основного мікроскопа. Були розроблені лінзи з використанням більш чистого та різної форми скла для вирішення таких проблем, як спотворення кольору та роздільної здатності поганого зображення. Наприкінці 1800-х років німецький фізик-оптик Ернст Аббе виявив, що вкриті олією лінзи запобігають спотворенню світла при високій роздільній здатності.
Сьогодні збільшувальні прилади використовують флуоресцентні мітки або поляризаційні фільтри для перегляду зразків. Більш сучасні використовують комп'ютерні технології для захоплення та аналізу зображень, які не видно людському оку.
Сучасні електронні пристрої можуть дати зображення навіть одного атома.
Будова мікроскопа
Будова мікроскопа досить складна, і різні типи мікроскопів можуть мати додаткові елементи чи функції. Однак основні компоненти, описані вище, присутні в більшості мікроскопів та забезпечують їх роботу.
Будова мікроскопа може змінюватись залежно від типу мікроскопа, але в основному включає наступні елементи:
• Штатив: штатив мікроскопа – це основа, на якій кріпляться всі інші елементи. Він забезпечує стійкість мікроскопа та дозволяє регулювати висоту та кут нахилу. Також на штативі є затискачі для фіксації предметного скла.
• Окуляри (окулярна трубка): це частина мікроскопа, у яку дивиться користувач. Вони мають різне збільшення і можуть бути замінені залежно від потреб користувача.
• Об'єктиви (об'єктивна трубка): це набір лінз, які розташовані між предметним столиком та окулярами. Елементи також мають різне збільшення і можуть бути обрані користувачем залежно від того, які об'єкти він хоче вивчати.
• Предметний столик: це плоска поверхня, на яку розміщується об'єкт, що вивчається. Він зазвичай має затискачі чи фіксатори для закріплення об'єкта.
• Механізми фокусування: це елементи керування, які дозволяють користувачеві налаштувати фокус мікроскопа. Зазвичай вони являють собою ручки або коліщата, розташовані на штативі або предметному столику.
• Джерело світла: це лампочка, яка розташована під предметним столиком або навколо нього. Світло проходить через об'єкт і збільшує його зображення, яке можна побачити в окулярі.
• Конденсор: це лінза, яка збирає світло від джерела світла та спрямовує його на об'єкт. Конденсори можуть мати різні форми та розміри залежно від типу мікроскопа та джерела світла.
• Револьверна головка: це частина, яка дозволяє змінювати об'єктиви. Вона зазвичай містить кілька гнізд для різних об'єктивів, і користувач може повернути головку, щоб вибрати потрібний об'єктив.
• Фільтри: це додаткові елементи, які можуть бути використані для зміни кольору або інтенсивності світла через об'єкт. Вони можуть бути у вигляді кольорового скла або спеціальних фільтрів, які встановлюються перед джерелом світла або перед об'єктивом.
1. Окуляр
2. Тубус
3. Тубусоутримувач
4. Макровінт (гвинт грубого фокусування)
5. Мікровінт (гвинт точного фокусування)
6. Револьверна головка
7. Об'єктив
8. Предметний столик
1. Освітлювач
2. Ірисова польова діафрагма
3. Дзеркало
4. Ірисова апертурна діафрагма
5. Конденсор
6. Препарат
6.1 Збільшене дійсне проміжне зображення препарату, яке утворюється об'єктивом
6.2 Збільшене уявне остаточне зображення препарату, яке спостерігається в окулярі
7. Об'єктив
8. Окуляр
Функціональні складові мікроскопа
Дане обладнання містить три основні складові: освітлювальну, відтворюючу й візуалізуючу. Освітлювальна складова мікроскопа необхідна для того, щоб відтворювати потік світла так, щоб інші частини приладу, якнайточніше виконували свою роботу. Освітлювальна частина обладнання для світлового потоку, що проходить, розташована безпосередньо за препаратом, якщо мікроскоп прямий, а якщо мікроскоп інвертований, то перед об'єктом і поверх об'єктива. Освітлювальна складова приладу містить у собі джерело освітлення, яке може бути представлене лампою або електричним блоком живлення, а також оптико-механічну частину, у яку входять: конденсори, колектори, польові та апертурні регульовані та ірисові діафрагми.
Відтворювальна складова мікроскопа потрібна для того, щоб відтворювати об'єкт безпосередньо в горизонталі малюнка з необхідним для розгляду візуальними якостями та збільшенням. Це означає, що складова, що відтворює, потрібна для такого відображення зображення в окулярі, яке найбільш точно і детально показує об'єкт з певною роздільною здатністю для оптики мікроскопа передачею кольору і контрастності. За допомогою відтворювальної частини вдається досягти першого ступеня збільшення картинки і знаходитися за об'єктом до горизонталі зображення приладу. Відтворювальні частини приладу також мають об'єктиви та проміжні системи стаціонарної оптики. Сьогодні це обладнання працює за допомогою спеціальних систем об'єктивів та оптики, які скориговані на позначку нескінченності. Для цього в приладах використовують тубусні системи, завдяки яким паралельні промені світла, що виходять через об'єктив, з'єднуються в площині картинки мікроскопа.
Візуалізуючі складові прилади необхідні для того, щоб отримувати справжню картинку досліджуваного предмета на сітківці, пластині, плівці, на моніторі з великим ступенем збільшення. Візуалізуюча частина в мікроскопі розташована між камерою або сітківкою ока, а також горизонталлю картинки об'єктива. Ці частини містять у собі візуальні насадки монокулярного, бінокулярного або тринокулярного типу зі спеціальними системами спостереження, які є окулярами, що працюють за принципом лупи. Крім цього, візуалізуюча частина мікроскопа також містить додаткові збільшувальні системи, всілякі насадки для проекції, включаючи також і дискусійні для декількох дослідників. Також система включає пристосування для малювання, проведення аналізу, а також фіксування картинки з певними узгоджувальними частинами.
Як працює оптичний мікроскоп?
Принцип роботи оптичного мікроскопа заснований на проходженні прямого або відбитого пучка світла через систему лінз. Лінза пристрою містить до 14 окулярів. При проходженні світлового променя через цю частину приладу зображення збільшується до 100 разів, а при проходженні окуляра - в 20-24 рази. Випуклі та увігнуті окуляри дозволяють сфокусувати зображення на сітківці ока або на пристроях для документування інформації. Видиме випромінювання, створюване освітлювальною системою приладу, обмежене декількома діафрагмами. Це підсилює чіткість зображення. Збільшувальні лінзи мають 2 дефекти:
• сферичні аберації заважають сфокусувати відразу все поле дослідження;
• хронічні аберації призводять до появи яскравої облямівки по контуру зображення.
Для компенсації дефектів окуляр і об'єктив оснащені коригуючими лінзами.
Флуоресцентні, або люмінесцентні мікроскопи, дозволяють вивчати об'єкти, що випромінюють світловий потік після опромінення ультрафіолетом. Вони оснащені короткохвильовим джерелом світла, світлофільтрами та інтерференційною пластиною. Флуоресцентні мікроскопи активно використовуються в лабораторній діагностиці, зокрема, при вивченні клітин крові і антигенів. Для аналізу об'єктів, які не випромінюють світло, використовують люмінесцентні барвники й порошки.
Флуоресцентний мікроскоп - це система, побудована на основі мікроскопа прямого або перевернутого прохідного світла з додаванням флуоресцентного модуля відбитого світла. Ці мікроскопи універсальні, у більшості випадків їх можна використовувати в якості мікроскопів для роботи у видимому прохідному світлі.
Флуоресцентна мікроскопія. Основи формування флуоресцентного зображення
Флуоресценція - фізичне явище, що полягає в поглинанні кванта світла речовиною, здатною флуоресціювати (флуорофором), з наступним швидким випромінюванням іншого кванта, з властивостями, відмінними від вихідного. По суті явище флуоресценції є перехід електронів за енергетичними рівнями речовини. Енергія, одержувана атомом речовини при опроміненні поділяється на частини. Найменша витрачається на релаксацію, а велика йде на випромінювання фотона певної енергії. Спектр флуоресценції зрушений щодо спектру поглинання в бік довгих хвиль.
Це явище отримало назву «зсув Стокса». Його причиною є непроменеві процеси релаксації. У результаті втрачається частина енергії поглиненого фотона, а випромінюваний фотон має меншу енергію, і, відповідно, більшу довжину хвилі.
З спектра, що випромінюється люмінесцентним джерелом світла, вирізається смуга збудження необхідної ширини. (Наприклад, це синє збудження, близько 450 нм). Промінь збудження відбивається від дихроїчного дзеркала і потрапляє на зразок через лінзу. Дихроїчне дзеркало відбиває промені до певної довжини хвилі (у даному випадку до 460 нм), і пропускає промені з більшої довжини хвилі. У зразку флуорофори поглинають збудливе синє світло і випромінюють більш довгохвильове випромінювання. Флуоресцентне світіння безперешкодно проходить через дихроїчне дзеркало, а бар'єрний фільтр відсікає потрібний нам для вивчення спектр. Його необхідність полягає в тому, що іноді флуоресцентне світіння знаходиться в дуже широкому діапазоні довжин хвиль, що заважає досліднику встановити характер і властивості зразка.
Шлях променів у флуоресцентних дослідженнях. Конструкція блоків люмінесцентних фільтрів
Флуоресцентний мікроскоп будується на основі прямого або перевернутого лабораторного мікроскопа з додаванням флуоресцентних модулів: освітлювача відбитого світла, башточки з кубиків флуоресцентних фільтрів, спеціального джерела світла, а також, за бажанням, планових напівапохроматичних об'єктивів (флюотарів), з розширеною спектральною реакцією пропускання.
На малюнку показана схема прямого мікроскопа, у перевернутому мікроскопі схема повністю аналогічна, тільки дзеркальна зверху вниз.
Зі спектра, що випромінюється люмінесцентним джерелом світла, вирізається смуга збудження необхідної ширини. (Наприклад, це синє збудження, близько 450 нм). Промінь збудження відбивається від дихроїчного дзеркала й потрапляє на зразок через лінзу. Дихроїчне дзеркало відбиває промені до певної довжини хвилі (у даному випадку до 460 нм) і пропускає промені з більшої довжини хвилі. У зразку флуорофори поглинають збудливе синє світло та поширюють більш довгохвильове випромінювання. Флуоресцентне світіння безперешкодно проходить через дихроїчне дзеркало, а бар'єрний фільтр відсікає потрібний нам для вивчення спектр. Його необхідність полягає в тому, що іноді флуоресцентне світіння знаходиться в дуже широкому діапазоні довжин хвиль, що заважає досліднику встановити характер і властивості зразка.
Флуоресцентний фільтр-блок – це пристрій, який поєднує в собі дихроїчне дзеркало і два фільтри. Зазвичай у флуоресцентному мікроскопі встановлюють кілька фільтрів, здатних збуджувати флуоресценцію в різних спектрах. Залежно від флуоресцентних етикеток або барвників, нанесених на зразок, малюнок у кожному каналі буде відмінним. В одному каналі буде спостерігатися ядерний матеріал клітини, в іншому - мітохондрії, а в третьому - цитоплазма. Жоден метод фарбування не може дати такого радикального поділу зразка з низькою контрастністю.
На малюнку зображено флуоресцентний фільтр-блок.
Освітлювачі для флуоресцентної мікроскопії.
Люмінесцентний освітлювач повинен володіти найважливішою властивістю: високою піковою потужністю в кожній області спектра, що цікавить, в тому числі і в ультрафіолетовому світлі. Поширеними люмінесцентними джерелами є дугові ртутні лампи, металогалогенні лампи, ксенонові джерела, лазери та світлодіоди.
Мультиканальна флуоресценція.
Флуоресцентні камери чорно-білі. Яскраві флуоресцентні картинки виходять із забарвленням зображення в окремих каналах у так звані псевдокольори. Це відбувається в графічному редакторі, або в спеціальному програмному забезпеченні, яке вирішує питання мультиканальної флуоресценції – об'єднання флуоресцентних зображень кількох каналів в одне підсумкове. Розглянемо мультиканальну флуоресценцію з прикладу зображення кортикальних нейронів. Підсумкове зображення сформовано із двох каналів. Початкові фотографії чорно-білі, ми надали їм псевдокольору, розфарбувавши їх у синій і зелений. Зазвичай кольори вибираються відповідно до близькості до реального флуоресцентного світіння, що отримується на зразку, але це не обов'язково. Головне, ми можемо детально вивчити ядерний матеріал (синій канал) та дендрити (зелений). Такої контрастної картини не вдалося б отримати без флуоресцентної мікроскопії.
Флуоресцентна мікроскопія є потужним інструментом, який використовується в різних галузях науки та медицини для вивчення клітинної структури, біохімічних процесів та діагностики захворювань. Висока роздільна здатність, специфічність та швидкість флуоресцентної мікроскопії роблять її незамінним інструментом для дослідників та медиків.
Євсюк Павло, 9Б
Мікроскоп електронний
Оптичні мікроскопи мають певні фізичні обмеження, які не дозволяють їм досягти дуже високої роздільної здатності. Основні межі їх застосування пояснюються такими факторами:
1. Дифракційна межа (закон Аббе)
Німецький фізик Ернст Аббе у 1873 році сформулював рівняння, яке визначає максимальну роздільну здатність оптичного мікроскопа:
де:
• d — мінімальна відстань між двома об’єктами, які можна розрізнити,
• λ — довжина хвилі світла,
• n — показник заломлення середовища між об'єктивом і зразком,
• θ — кут зору об’єктива.
Оскільки найменша довжина хвилі видимого світла становить близько 400 нм, то роздільна здатність оптичного мікроскопа обмежена приблизно до 200 нм. Це означає, що об'єкти, менші за цю межу (наприклад, віруси, білки, атоми), не можна побачити в оптичний мікроскоп.
2. Взаємодія світла із зразком 🌈
• Коли світло проходить через матеріал, воно може розсіюватися, поглинатися або відбиватися.
• Деякі об’єкти, такі як атоми або молекули, просто не взаємодіють із видимим світлом у такий спосіб, щоб їх можна було побачити.
3. Обмеження в глибині різкості 🔍
• Оптичні мікроскопи мають малу глибину різкості, тобто чітко видно тільки тонкий шар зразка.
• Це ускладнює спостереження товстих біологічних або технічних структур.
4. Неможливість вивчення атомного рівня ⚛️
• Оскільки атоми мають розміри близько 0,1 нм (ангстрем), їх неможливо побачити через оптичний мікроскоп, навіть при максимальному збільшенні.
Альтернативи оптичному мікроскопу
• Через ці обмеження вчені розробили нові методи дослідження мікросвіту:
✅ Електронні мікроскопи (TEM, SEM) — дозволяють бачити структури розміром до 0,1 нм.
✅ Атомно-силова мікроскопія (AFM) — використовується для отримання тривимірних зображень наноструктур.
✅ Флуоресцентна та суперрезольвійна мікроскопія — спеціальні методи, які покращують роздільну здатність за допомогою лазерів і флуоресцентних барвників.
Електронний мікроскоп (ЕМ) — це прилад, який використовується для вивчення дуже малих об'єктів із високою роздільною здатністю, значно перевищуючи можливості звичайного оптичного мікроскопа. Він застосовує пучок електронів замість світлових хвиль для створення зображень, оскільки довжина хвилі електронів значно менша, ніж довжина хвилі видимого світла.
Електронні мікроскопи дозволяють досліджувати структури розміром до атомного рівня (0,1 нанометра).
Принцип роботи електронного мікроскопа
Робота електронного мікроскопа базується на наступних фізичних явищах:
1. Електрон як хвиля
Електрони, згідно з квантовою механікою, мають як частинкові, так і хвильові властивості.
Завдяки малій довжині хвилі електрони можуть фокусуватися на дуже дрібних деталях.
2. Електромагнітні лінзи
Замість скляних лінз, як в оптичному мікроскопі, в ЕМ використовуються електромагнітні поля, які фокусують електронний пучок.
Етапи роботи електронного мікроскопа:
1. Генерація електронного пучка
Електрони створюються шляхом нагрівання катода або за допомогою польової емісії.
Катод випромінює електрони, які прискорюються в електричному полі до високої швидкості.
2. Фокусування пучка
Електромагнітні лінзи направляють і фокусують електронний пучок на досліджуваний об'єкт.
Лінзи також можуть змінювати збільшення.
3. Взаємодія зразка з електронами
Коли електронний пучок взаємодіє із зразком, відбуваються різні процеси:
o Розсіювання: електрони змінюють напрямок руху через атоми зразка.
o Випромінювання: зразок випромінює вторинні електрони або рентгенівські промені.
Залежно від типу мікроскопа аналізується один із цих ефектів.
4. Формування зображення
Інформація, отримана від електронів (їх розсіяння, відбиття, енергія тощо), використовується для формування зображення зразка.
Зображення передається на флуоресцентний екран або реєструється за допомогою спеціального детектора.
Основні типи електронних мікроскопів
Просвічувальний електронний мікроскоп (TEM):
Електрони проходять через дуже тонкий зразок.
Дозволяє отримати зображення внутрішньої структури з роздільною здатністю до 0,1 нанометра.
Сканувальний електронний мікроскоп (SEM):
Електрони сканують поверхню зразка, а детектор збирає інформацію про вторинні електрони.
Створює детальні тривимірні зображення поверхні зразка.
Переваги електронного мікроскопа
Висока роздільна здатність (до атомного рівня).
Можливість вивчати як внутрішню структуру зразка (TEM), так і поверхню (SEM).
Дозволяє досліджувати структури, які не доступні для оптичних мікроскопів, наприклад, віруси, молекули та наноматеріали.
Недоліки електронного мікроскопа
Потреба у вакуумі: електронний пучок не може працювати в повітрі.
Зразки повинні бути спеціально підготовлені (наприклад, дуже тонкі для TEM).
Висока вартість обладнання та обслуговування.
Історія виникнення електронного мікроскопа
Історія виникнення електронного мікроскопа — це захоплива розповідь про наукові прориви, що дали змогу людству побачити невидимий раніше мікросвіт. Ось основні етапи його створення:
1. Передумови створення
У 20-х роках XX століття вчені стикнулися з обмеженнями оптичних мікроскопів: через природу світлових хвиль роздільна здатність була обмежена приблизно 200 нанометрами (0,2 мікрометра). Це заважало побачити об'єкти на атомному рівні.
Ідея використовувати електрони замість світла з’явилася після відкриття, що електрони мають хвильові властивості, як це було показано в теорії Луї де Бройля в 1924 році.
2. Перший електронний мікроскоп (1931 р.)
Винахідники: німецькі фізики Ернст Руска та Макс Кнолль.
Що вони зробили: створили перший прототип електронного мікроскопа.
Вони використали пучок електронів замість світла, а електромагнітні лінзи замість скляних, щоб сфокусувати електрони.
Перший пристрій мав дуже низьку роздільну здатність, але він показав, що технологія працює.
Визнання: у 1986 році Ернст Руска отримав Нобелівську премію з фізики за цей винахід.
3. Розвиток технології (1930–1940-ві роки)
Перші моделі електронного мікроскопа розвивалися переважно в Німеччині та США. З'явилися дві основні конструкції:
1. Просвічувальний електронний мікроскоп (TEM):
Розроблений для "просвічування" тонких зразків, що дозволяло досліджувати їх внутрішню структуру.
Перший комерційний TEM було виготовлено в 1939 році компанією Siemens.
2. Сканувальний електронний мікроскоп (SEM):
Перші концепції з'явилися в 1930-х роках, але повноцінну модель розробили в 1942 році.
SEM дозволяє отримувати детальні тривимірні зображення поверхні зразка.
4. Післявоєнний розвиток (1950–1970-ті роки)
В електронній мікроскопії почали використовувати нові технології, такі як вакуумні системи, покращені електромагнітні лінзи й удосконалені детектори.
У 1965 році з’явилися перші мікроскопи, здатні розрізняти атоми.
5. Сучасна ера (1980-ті — теперішній час)
Електронні мікроскопи стали надзвичайно точними завдяки комп'ютерному керуванню й новітнім матеріалам. Деякі ключові досягнення:
Кріоелектронна мікроскопія (1980-ті): дозволяє досліджувати біологічні зразки при дуже низьких температурах, не пошкоджуючи їх.
Сучасні TEM і SEM: мають роздільну здатність до 0,1 нанометра (розмір атома).
Нанотехнології: електронні мікроскопи стали ключовим інструментом для створення та дослідження наноматеріалів.
Український внесок
Українські вчені також зробили свій внесок у розвиток електронної мікроскопії, особливо в галузі матеріалознавства, біології та фізики твердого тіла. Сучасні наукові центри в Україні використовують електронні мікроскопи для дослідження наноматеріалів, металів та напівпровідників.
Цікаві факти
Електронний мікроскоп — це дивовижний винахід, який відкрив людству шлях до дослідження світу на нанорівні. Ось кілька цікавих фактів про цей інструмент:
Роздільна здатність у мільйони разів краща за людське око
ЕМ може збільшувати зображення до 10 мільйонів разів! Завдяки цьому вчені можуть бачити атоми, віруси, клітини та структури, недоступні для оптичного мікроскопа.
Для правильного функціонування електронний мікроскоп потребує вакууму. Електрони, які використовуються для створення зображення, не можуть взаємодіяти з повітряними молекулами.
Електронний мікроскоп допоміг створити вакцини
ЕМ відіграв важливу роль у вивченні вірусів, таких як вірус грипу, коронавірус чи вірус поліомієліту. Завдяки цим дослідженням стало можливим розроблення вакцин і ліків. 🦠💉
Найменший об'єкт, який можна побачити
ЕМ дозволяє побачити об'єкти розміром до 0,1 нанометра — це приблизно розмір одного атома водню! 🌌
Використання в криміналістиці
Електронний мікроскоп допомагає досліджувати найдрібніші сліди, як-от частинки ґрунту, волокна тканини чи сліди барвників, що використовують у розслідуванні злочинів.
Складність підготовки зразків
Перед дослідженням зразки потрібно ретельно готувати. Наприклад, для TEM їх зрізають до товщини менше 100 нанометрів (близько 1000 разів тонше за людську волосину). ✂️
Використання в мистецтві та культурі
Електронний мікроскоп навіть застосовують для аналізу древніх артефактів, мікроскопічного вивчення пігментів фарб, текстури стародавніх матеріалів тощо.
Дослідження космосу
ЕМ використовується для аналізу космічних частинок, метеоритів та навіть пилу з Місяця, який доставили під час місії "Аполлон" 🌌
Вартість і складність
Електронний мікроскоп дуже дорогий: ціна може сягати від сотень тисяч до кількох мільйонів доларів. Також його обслуговування вимагає спеціалістів і високих технологій.
Нанорозробки майбутнього
Сучасні нанотехнології, включно з виготовленням напівпровідників та біомедичних пристроїв, неможливі без електронного мікроскопа.
Електронний мікроскоп змінив науковий світ, дозволивши побачити невидиме й глибше зрозуміти основи природи.
Назаров Матвій, 9А
Page updated
Google Sites
Report abuse