18 типів мікроскопів (та їх характеристики)

Є речі настільки малі, що людське око просто не може їх побачити. Для цього необхідно щось, що може їх збільшити, і тому існують прилади, які так тісно пов’язані з науковим світом, як мікроскопи.

Перший з них був винайдений Антоном ван Левенгуком, і з тих пір його винахід не тільки став більш досконалим, але й Крім того, були створені інші типи, які працюють для спостереження за речами, в які цей голландський трейдер ніколи б не повірив існують.

Сьогодні ми збираємося відкривати різні види мікроскопів, крім того, щоб побачити, для чого вони призначені, з чого вони виготовлені та як вони працюють. Не пропустіть їх.

• Пов'язана стаття: «14 частин мікроскопа та їх функції»

18 типів мікроскопа (пояснення)

Мікроскоп — це інструмент, який, якби його ніколи не винайшли, наука, безумовно, не була б настільки розвинута, як сьогодні. З тих пір активно пропагуються наука і технології голландський купець на ім’я Антон ван Левенгук, трохи набридивши доброму чоловікові, вирішив у середині XVII століття поекспериментувати з кількома лупами і винайшов, як кому не потрібна річ, інструмент, за допомогою якого можна спостерігати за такими малі, як еритроцити або сперма.

Чотири століття минуло з тих пір, як ця людина винайшла прототип мікроскопа і вчені, прагнучи дізнатися, що таке цей крихітний світ людське око не може бачити неозброєним оком, вони розробляють нові типи мікроскопів, деякі настільки витончені та потужні, що дозволяють нам бачити навіть віруси та атоми. Технічні вдосконалення багатьох винайдених мікроскопів привели до вдосконалення як медицини, так і промислових технологій та біології.

У цій статті ми розглянемо 18 існуючих типів мікроскопів, як вони працюють і для яких галузей знань вони використовуються в основному.

1. Оптичний мікроскоп

Світловий мікроскоп був першим мікроскопом в історії. Цей інструмент став до і після в біології та медицині, оскільки цей винахід, незважаючи на його відносну технологічну простоту, дозволив вперше побачити клітини.

Основною характеристикою цього інструменту є те, що видиме світло є елементом, який дозволяє побачити зразок. Промінь світла освітлює об’єкт, який слід спостерігати, проходить крізь нього і направляється до ока спостерігача, який завдяки системі лінз отримує збільшене зображення. Світловий мікроскоп корисний для більшості завдань мікроскопії, оскільки він дозволяє нам бачити клітини та деталі тканини, які ми не можемо побачити неозброєним оком.

Однак цей мікроскоп найпростіший з усіх. Його межа роздільної здатності позначена дифракцією світла, явищем, завдяки якому світлові промені неминуче відхиляються в просторі. Як наслідок, максимум, який можна отримати за допомогою оптичного мікроскопа, становить 1500x.

• Вас може зацікавити: «17 цікавинок про людське сприйняття»

2. Просвічувальний електронний мікроскоп

Просвітлюючий електронний мікроскоп був винайдений у 1930-х роках і став справжньою революцією в першій половині минулого століття. Цей мікроскоп дозволяє досягти більшої кількості збільшення, ніж оптичне, оскільки не використовує видиме світло як елемент відображення, а використовує електрони.

Трансмісійні електронні мікроскопи набагато складніші, ніж оптичні, і це видно по тому, як розглядаються зразки.

Механізм цього мікроскопа заснований на попаданні електронів на надтонкий зразок, набагато більш тонкий, ніж ті, які зазвичай готують для спостереження у світловому мікроскопі. Зображення отримують від електронів, які проходять крізь зразок і згодом впливають на фотопластинку. Щоб досягти правильного потоку електронів всередині цих мікроскопів, вони повинні бути порожніми.

Електрони прискорюються до зразка за допомогою магнітного поля. Як тільки вони вдаряться в нього, одні електрони пройдуть крізь нього, а інші відскакують від нього і розсіються. Це результат зображення з темними ділянками, де електрони відскочили, і світлими ділянками, через які пройшли електрони, утворюючи чорно-біле зображення зразка.

Просвітні електронні мікроскопи не обмежені довжиною хвилі видимого світла, що означає, що вони мають здатність збільшувати об’єкт до 1 000 000 разів. Завдяки цьому ми можемо бачити не тільки бактерії за допомогою цих інструментів, але й набагато менші тіла, такі як віруси.

• Пов'язана стаття: «15 видів досліджень (і характеристики)»

3. Скануючий електронний мікроскоп

Скануючий електронний мікроскоп заснований на ударі електронів на зразок досягти візуалізації того ж, але вона відрізняється від передачі тим, що в цій випадок частинки не впливають на весь зразок відразу, а роблять це шляхом подорожі через різні точки. Можна сказати, що він виконує сканування зразка.

За допомогою цього мікроскопа зображення не отримується від електронів, які впливають на фотопластинку після проходження через зразок. Тут його робота заснована на властивостях електронів, які після впливу на зразок зазнають змін. Частина його початкової енергії перетворюється в рентгенівське випромінювання або тепловипромінювання. Вимірюючи ці зміни, можна отримати всю необхідну інформацію, щоб зробити збільшену реконструкцію зразка, як ніби це карта.

4. Флуоресцентний мікроскоп

Флуоресцентні мікроскопи формують зображення завдяки флуоресцентним властивостям зразка, який видно через них. Цей зразок освітлюється ксеноновою або ртутною лампою. Традиційний промінь світла не використовується, але працює з газами.

Ці речовини освітлюють препарат з дуже специфічною довжиною хвилі, що дозволяє елементам, що входять до складу зразка, почати випромінювати власне світло. Іншими словами, тут сам зразок є тим, що випромінює світло, а не освітлює його, щоб мати можливість його спостерігати. Цей інструмент широко використовується в біологічній та аналітичній мікроскопії, будучи технікою, що забезпечує велику чутливість і специфічність.

5. Конфокальний мікроскоп

Конфокальний мікроскоп можна вважати типом флуоресцентного мікроскопа, в якому зразок освітлений не повністю, але сканування проводиться як у випадку скануючого електронного мікроскопа. Його основна перевага перед традиційною флуоресценцією полягає в тому, що конфокальний дозволяє реконструювати зразок, отримуючи тривимірні зображення.

• Пов'язана стаття: «4 основні види науки (та їх напрями дослідження)»

6. Тунельний мікроскоп

Тунельний мікроскоп дозволяє побачити атомну структуру частинок. Цей інструмент використовує принципи квантової механіки, захоплюючи електрони та досягаючи зображення з високою роздільною здатністю, в якому кожен атом можна відрізнити від інших. Це фундаментальний інструмент у сфері нанотехнологій, який використовується для виробництва зміни в молекулярному складі речовин і дозволяють отримати зображення тривимірний.

7. Рентгенівський мікроскоп

Рентгенівський мікроскоп, як випливає з його назви, не використовує ні традиційне світло, ні електрони, а використовує рентгенівські промені, щоб побачити зразок. Це випромінювання дуже малої довжини хвилі поглинається електронами зразка, що дозволяє дізнатися електронну структуру препарату..

• Вас може зацікавити: «Атомізм: що це таке і як розвивалася ця філософська парадигма»

8. Атомно-силовий мікроскоп

Атомно-силовий мікроскоп не виявляє ні світла, ні електронів. Його робота заснована на скануванні поверхні препарату для виявлення сил, які виникають між атомами зонда мікроскопа та атомами на поверхні. Цей прилад виявляє сили притягання та відштовхування атомів, дуже низькі енергії, що дає можливість картувати поверхню зразка, отримуючи таким чином тривимірні зображення, ніби створювалася топографічна карта.

9. Стереоскопічний мікроскоп

Стереоскопічні мікроскопи є різновидом традиційних оптичних мікроскопів, хоча вони мають особливість, що дозволяють тривимірну візуалізацію препарату. Вони оснащені двома окулярами, на відміну від традиційних, які мають лише один, і зображення, яке доходить до кожного з них, дещо відрізняється. Комбінуючи те, що фіксують два окуляри, утворюється бажаний тривимірний ефект.

Незважаючи на те, що він не досягає такого великого збільшення, як традиційний оптичний, стереомікроскоп часто широко використовується в областях, де необхідні одночасні маніпуляції із зразком.

• Пов'язана стаття: «11 частин ока та їх функції»

10. Петрографічний мікроскоп

Петрографічний мікроскоп, також відомий як мікроскоп поляризованого світла, Він заснований на принципах оптики, але з тією особливістю, що має два поляризатори, один в конденсаторі, а інший в окулярі.. Ці частини мікроскопа зменшують заломлення світла і величину яскравості.

Цей інструмент використовується для спостереження за мінералами та кристалічними об’єктами, тому що якби вони були освітлені традиційним способом, отримане зображення було б розмитим і його важко було б оцінити. Це також дуже корисний тип мікроскопа при аналізі тканин, які можуть викликати заломлення світла, наприклад, м’язової тканини.

11. Мікроскоп іонного поля

Польовий іонний мікроскоп використовується в матеріалознавстві, тому що дозволяє побачити розташування атомів у препараті. Його функція схожа на атомно-силовий мікроскоп, що дозволяє вимірювати поглинені атоми газу металевим наконечником здійснити реконструкцію поверхні зразка на атомному рівні.

• Вас може зацікавити: «10 галузей біології: їх цілі та характеристики»

12. Цифровий мікроскоп

Цифровий мікроскоп - це інструмент, здатний отримувати зображення зразка та проектувати його. Його головною характеристикою є те, що, замість окуляра він має камерудо. Хоча його межа роздільної здатності нижча, ніж у традиційного оптичного мікроскопа, цифрові можуть бути дуже корисними для спостереження предмети побуту і завдяки тому, що вони здатні зберігати зображення препаратів, цей прилад дуже цікавий на рівні комерційний.

13. Мікроскоп відбитого світла

У випадку мікроскопів відбитого світла, світло не проходить крізь зразок, а відбивається при попаданні на препарат і спрямовується до об’єктива. Ці мікроскопи використовуються під час роботи з непрозорими матеріалами, які, незважаючи на те, що вони дуже тонкі, не пропускають світло.

14. Ультрафіолетовий мікроскоп

Ультрафіолетові мікроскопи не освітлюють препарат видимим світлом, а замість цього використовують ультрафіолетове світло, як випливає з назви. Цей тип світла має меншу довжину хвилі, що дозволяє досягти більш високої роздільної здатності..

Крім того, вони здатні виявляти більшу кількість контрастів, що робить їх особливо корисними. коли зразки занадто прозорі і їх неможливо побачити за допомогою світлового мікроскопа традиційний.

15. Складний мікроскоп

Складний мікроскоп охоплює будь-який оптичний прилад, оснащений принаймні двома лінзами. Зазвичай оригінальні оптичні мікроскопи були простими, тоді як більшість сучасних є композитними, з кількома лінзами як в об’єктиві, так і в окулярі.

16. Темнопольний мікроскоп

Мікроскопи темного поля освітлюють зразок похило. Промені світла, які досягають об’єктива, не надходять безпосередньо від джерела світла, а розсіюються по всьому зразку. У цьому випадку не потрібно фарбувати зразок, щоб мати можливість його візуалізувати, і ці мікроскопи дозволяють робота з клітинами і тканинами занадто прозорими, щоб їх можна було спостерігати за допомогою класичних прийомів освітлення.

17. Мікроскоп прохідного світла

У мікроскопі, що пропускає світло промінь світла проходить через препарат і є найбільш широко використовуваною системою освітлення в оптичних мікроскопах. Завдяки цьому методу зразок потрібно розрізати дуже тонко, щоб зробити його напівпрозорим, щоб через нього могло проходити світло.

18. Фазовий контрастний мікроскоп

Фазовоконтрастний мікроскоп працює за фізичним принципом, завдяки якому світло рухається з різною швидкістю залежно від середовища, через яке він проходить. Використовуючи цю властивість, цей інструмент збирає швидкості, з якими світло циркулювало під час проходження через зразок, виконує реконструкцію і таким чином отримує зображення. Цей тип мікроскопа дозволяє працювати з живими клітинами, оскільки зразок не потрібно фарбувати.