רשום את המאפיינים הייחודיים של סוגים שונים של מיקרוסקופים. סוגי מיקרוסקופים: תיאור, מאפיינים עיקריים, מטרה. במה שונה מיקרוסקופ אלקטרונים ממיקרוסקופ אור? סוגי מיקרוסקופים אלקטרונים

מיקרוסקופ, כידוע, משמש למטרה אחת - להשיג הגדלות של עצמים קטנים. תמונה מוגדלת של עצם במיקרוסקופ מתקבלת באמצעות מערכת אופטית, הכוללת עדשה ועינית. מיקרוסקופ מאפשר לקבוע את הגודל, הצורה והמבנה של החלקיקים הקטנים ביותר. מסיבה זו, היקף השימוש בו הוא די רחב. בין אם זה ביולוגיה בוטניקה, או רפואה ופרויקטים מחקריים. כיום ישנם מספר סוגים של מיקרוסקופים. ההבדלים העיקריים ביניהם מבוססים על מנגנוני ההגדלה שלהם. יש לציין כי רכישת מיקרוסקופים אינה כל כך קלה. בשוק הרוסי, רק כמה יצרנים מספקים הזדמנות זו.

המיקרוסקופ האופטי הוא הראשון והעתיק מכולם. זה נקרא לפעמים גם אור. זה עובד על בסיס אור ומערכת עדשות שמגדילה את התמונה של עצמים קטנים.

מיקרוסקופים משקפיים מספקים 2 תמונות של אובייקט. הם מצוידים בחיבור משקפת מיוחד, המאפשר לצפות באובייקט בשתי העיניים. זה סוג זה שניתן למצוא לרוב במוסדות מקצועיים. המיקרוסקופ המשקף מתהדר בניגוד תמונה ומנגנון כוונון עדין.

מיקרוסקופים סטריאו יכולים לעבוד באור משודר ומוחזר. ההבדל העיקרי ביניהם הוא התמונה ההפוכה, שכן האופטי אינו "הופך" את התמונה.

מיקרוסקופ מטאלוגרפי מאפשר לך לעבוד עם מבנה המשטחים של גופים אטומים.

מיקרוסקופ מקטב מקרין אובייקט בקרניים מקוטבות, המתקבלות מאור רגיל ו מכשיר מיוחד. מיקרוסקופים כאלה משמשים לחקר מגוון רחב של תכונות ותופעות שאינן נגישות למיקרוסקופ אופטי רגיל. עקרון הפעולה של מיקרוסקופ פלואורסצנטי מבוסס על קרינה פלואורסצנטית. מיקרוסקופים משמשים לבדיקת חפצים שקופים ואטומים. אחד מתחומי העבודה המועדפים הוא תרופות, וטרינריה, ייצור יבולים וכו'.

מיקרוסקופ מדידה מודד את הממדים הזוויתיים והלינארים של עצמים. הוא נבדל ממיקרוסקופים אחרים בתכונות העיצוב האוניברסליות שלו.

למיקרוסקופ האלקטרונים יש הגדלה מקסימלית. הרזולוציה שלו עולה על הרזולוציה של מיקרוסקופ אור פי 1000 -10000. ניתן לעשות זאת באמצעות עדשות מגנטיות מיוחדות.

יש גם מיקרוסקופ בדיקה סורק. עקרון הפעולה מבוסס על סריקת פני השטח בעזרת בדיקה.

מיקרוסקופים של רנטגן משתמשים בקרינה אלקטרומגנטית. מיקרוסקופ רנטגן יכול להיות הקרנה או רפלקטיבי.

לבסוף, מיקרוסקופ ניגוד הפרעות דיפרנציאלי, הפועל על בסיס הפרעות. סוג זה של מיקרוסקופ מאפשר לך ליצור תמונת תבליט תלת מימדית.

בהתאם למנגנוני ההגדלה, ישנם מספר סוגים של מיקרוסקופים. הראשונים שנוצרו על ידי האדם, ונשארו הנפוצים ביותר, הם מיקרוסקופים אופטיים. החומר ה"עבודה" שלהם מבוסס על אור יום רגיל. נסיבות אלו מציבות גבול שאליו ניתן להגדיל. זה בערך 0.2 מיקרון. כלומר, המיקרוסקופים הללו מסוגלים להבחין בין חלקיקים המשתווים לאורך הגל של האור, וההגדלה המקסימלית היא פי 2000. אור טבעי או מלאכותי מוחזר משמש כמקור אור.

מכשירים "צעירים" יותר הם מיקרוסקופים אלקטרונים שקיימים מאז שנות ה-30 של המאה הקודמת. לאחרונה, מיקרוסקופים אלקטרונים ומיקרוסקופים מבולבלים לעתים קרובות. זה לא אותו דבר. הראשונים בנויים על העיקרון של אקדח אלקטרונים ומשתמשים בתכונות הגל של אלקטרונים כיסוד "עובד". לכן, הרזולוציה גבוהה פי כמה מזו של מיקרוסקופי אור. ההגדלה המקסימלית מגיעה פי 200 אלף. כלומר, באמצעות מיקרוסקופים אלו ניתן לראות חלקיקים קטנים מ-0.5 ננומטר.

בערך באותו זמן נוצרו קרני רנטגן. הם בנויים על עיקרון השימוש בקרני רנטגן. במקרה זה, אתה יכול לראות עצמים בגודל של עד 2 ננומטר, כלומר גודל ממוצעבין מיקרוסקופ אופטי לאלקטרונים. מיקרוסקופים של בדיקה סורקים יוצרים תמונה תלת מימדית של האובייקט הנחקר. במקביל, הם מסוגלים להבחין בין חלקיקים בסדר גודל של 0.1 ננומטר.

הסיווג הזהמציג את המאפיינים העיקריים של מיקרוסקופים ומשקף טוב יותר את שלבי פיתוח הנתונים מכשירים אופטיים. נוח יותר לסווג מיקרוסקופים לפי אזור יישום. לפיכך, מכשירים אלה יכולים לשמש הן במעבדות בית הספר והן במגוון מוסדות מדעיים. זה הכל על הרזולוציה של המכשיר ואיכות הנתונים המתקבלים. מה הטעם בשימוש במיקרוסקופ אלקטרוני כאשר סופרים את מספר תאי הדם הלבנים במריחת דם?

מצד שני, מכשיר זה הוא הכרחי בעת לימוד אולטרה-מבנים של תאים. בייצור של חלקים מסוימים, שבהם דיוק המדידה חשוב מאוד לא רק עבור אחד, אלא גם עבור פרמטרים רבים, זה מאוד תפקיד גדולמיקרוסקופים סורקים משחקים. כל המאפיינים הללו משאירים את חותמם על פער המחירים בין סוגי מכשירים בודדים. לפני בחירת מיקרוסקופ, אתה צריך לדעת בדיוק לאיזו מטרה הוא ישמש. זה יכול לצמצם מיד את מגוון הדגמים האפשריים. לרוב הלימודים ב פרקטיקה קליניתמכשירים עם הגדלה של פי 100-200 מתאימים למדי. כלומר, מיקרוסקופים אופטיים. אבל כאן יש צורך לקחת בחשבון איזה סט של צבעים וריאגנטים זמין בציוד המעבדה. לכן, כדאי לשים לב לאקדחו של המכשיר - העיקר כאן הוא שיהיו כמה עיניות בעלות כוחות הגדלה שונים.

כך ניתן לומר בבחירת מיקרוסקופ למעבדות ביוכימיות והיסטולוגיות. אבל עבור תעשיות הקרובות למדעים אלה, יש צורך במכשירים מדויקים יותר. לפיכך, מיקרוסקופי רנטגן מתאימים ביותר למעבדות משפטיות ולמשרדי בודקים רפואיים. במכונים העוסקים במחקר של ננו-חלקיקים ויצירת מכשירים שונים המבוססים עליהם, מיקרוסקופי בדיקה יהיו הכרחיים, שכן הם מספקים את ההזדמנות לחקור מבנה תלת מימדי.

סוגים מיוחדים של מיקרוסקופים

בנוסף לתחומי הידע הטבעיים, יישום רחבמיקרוסקופים מתרחשים בייצור אלקטרוניקה, תעשיית מתכת וכו '. כאן הנפוצים ביותר הם מכשירים אלקטרוניים ורנטגן. קודם כל, זה נובע מהחומרים שנחקרים: כולם מתכות או תרכובות מרוכבות, מה שאומר שהם לא מעבירים אור.

המצב ותנאי הפעולה חשובים לא פחות. רגילים משמשים ב שְׁעוֹת הַיוֹםימים, מה שמאפשר להשתמש במכשירים אופטיים פשוטים אלה גם ללא תאורה אחורית. שוב, הכל תלוי באזור: אל תשכח שבתי ספר מסוימים ממוקמים מחוץ לקווי הרוחב האמצעיים.

מִיקרוֹסקוֹפּ(מיוונית μικρός - קטן ו-σκοπέω - מבט) - מערכת מעבדתית אופטית לקבלת תמונות מוגדלות של עצמים קטנים לצורך צפייה, לימוד ויישום בפועל. השילוב של טכנולוגיות ייצור ו שימוש מעשימיקרוסקופ נקרא . באמצעות מיקרוסקופים נקבעים הצורה, הגודל, המבנה ומאפיינים רבים אחרים של מיקרו-אובייקטים, כמו גם המיקרו-מבנה של מאקרו-אובייקטים.

היסטוריה של המיקרוסקופ. מאמינים כי יצרן המשקפיים ההולנדי הנס יאנסן ובנו זכריה יאנסן המציאו את המיקרוסקופ הראשון בשנת 1590, אך זו הייתה טענה שהעלה זכריה יאנסן עצמו באמצע המאה ה-17. מתחרה נוסף על התואר ממציא המיקרוסקופ היה גלילאו גליליי. הוא פיתח את ה"occhiolino", או מיקרוסקופ מורכב עם עדשה קמורה וקעורה, בשנת 1609. גלילאו הציג את המיקרוסקופ שלו לציבור באקדמיה דיי לינצ'י.
	כריסטיאן הויגנס, הולנדי נוסף, המציא בסוף המאה ה-16 מערכת עינית פשוטה בעלת שתי עדשות שהייתה ניתנת להתאמה אכרומטית ולכן צעד ענק קדימה בהיסטוריה של פיתוח המיקרוסקופים. עיניות Huygens מיוצרות עד היום, אך חסרות להן שדה ראיה רחב ומיקום העינית אינו נוח לעיניים בהשוואה לעיניות מודרניות רחבות שדה. אנטון ואן לוונהוק (1632-1723) נחשב לראשון שהצליח למשוך את תשומת לבם של ביולוגים למיקרוסקופ, למרות העובדה שפשוט עדשות מגדילותכבר מיוצר מאז שנות ה-1500. בעבודת יד, המיקרוסקופים של ואן לוונהוק היו מוצרים קטנים מאוד עם עדשה אחת חזקה מאוד. הם היו לא נוחים לשימוש, אבל הם אפשרו לבחון את התמונות לפרטי פרטים רק בגלל שהם לא השתלטו על החסרונות של מיקרוסקופ מורכב (כמה עדשות של מיקרוסקופ כזה הכפילו את פגמי התמונה). נדרשו כ-150 שנים של פיתוח באופטיקה כדי שמיקרוסקופ מורכב יוכל לייצר את אותה איכות תמונה כמו מיקרוסקופים פשוטים של Leeuwenhoek. בשנת 2006 פיתחו המדענים הגרמנים סטפן הל ומריאנו בוסי מריאנו בוסי מהמכון לכימיה ביו-פיזיקלית מיקרוסקופ אופטי בשם Nanoscope, המאפשר התבוננות בעצמים בגודל של כ-10 ננומטר וקבלת תמונות תלת מימדיות באיכות גבוהה.
אחד המיקרוסקופים הראשונים, 1876

רזולוציה של מיקרוסקופים. מידת החדירה לעולם המיקרו והלימוד של עולם המיקרו תלויה ביכולת להתחשב בגודלם של אובייקטים מיקרוניים, ברזולוציה של המכשיר, הנקבעת על פי אורך הגל של הקרינה המשמשת במיקרוסקופיה (קרינה גלויה, אולטרה סגולה, קרינת רנטגן). המגבלה הבסיסית היא שאי אפשר להשיג שימוש קרינה אלקטרומגנטיתתמונה של עצם קטן מאורך הגל של קרינה זו. אפשר "לחדור עמוק יותר" לעולם המיקרו על ידי שימוש בקרינה באורך גל קצר יותר, כלומר. קרינה עם אורכי גל קצרים יותר, עם מיקרוסקופים ברזולוציה גבוהה יותר.

בהתאם לרזולוציה הנדרשת של מיקרו-חלקיקי החומר הנבדקים, מיקרוסקופים מחולקים לאופטי; אֶלֶקטרוֹנִי; צילום רנטגן; מיקרוסקופ לייזר רנטגן.

המערכת האופטית של מיקרוסקופ מורכבת מהאלמנטים העיקריים - עדשה ועינית. הם קבועים בצינור מזיז הממוקם על בסיס מתכת שעליו יש במה. למיקרוסקופ מודרני יש כמעט תמיד מערכת תאורה (במיוחד מעבה עם דיאפרגמת קשתית), ברגים מאקרו ומיקרו להתאמת החדות ומערכת לשליטה במיקום המעבה. בהתאם למטרה, ניתן להשתמש במכשירים ומערכות נוספים במיקרוסקופים מיוחדים.

מיקרוסקופ אלקטרוניהוא נבדל ביכולת להשיג תמונות מוגדלות מאוד של עצמים באמצעות אלקטרונים כדי להאיר אותם. שלא כמו מיקרוסקופ אופטי, מיקרוסקופ אלקטרונים משתמש בזרימות אלקטרונים ועדשות מגנטיות או אלקטרוסטטיות. כמה מיקרוסקופים אלקטרונים מאפשרים לך להגדיל תמונות עד פי 2 מיליון, בעוד שההגדלה המקסימלית של המיקרוסקופים האופטיים הטובים ביותר מגיעה לפי 2000. גם למיקרוסקופ אלקטרוני וגם למיקרוסקופ האופטי יש מגבלות ברזולוציה בהתאם לאורך הגל. מיקרוסקופים אלקטרוניים משתמשים בעדשות אלקטרוסטטיות או אלקטרומגנטיות כדי ליצור תמונה על ידי מניפולציה של אלומת אלקטרונים וריכוזה באזורים ספציפיים בתמונה, בדומה למיקרוסקופ אופטי שמשתמש בעדשות זכוכית כדי למקד אור אל (או דרך) תמונה.

מיקרוסקופ רנטגן- מכשיר מחקר מבנה מיקרוסקופיחומרים באמצעות קרני רנטגן. הרזולוציה מגיעה ל-100 ננומטר, שהיא פי 2 יותר מזו של מיקרוסקופים אופטיים (200 ננומטר). תיאורטית, מיקרוסקופיה רנטגן יכולה להשיג רזולוציה טובה יותר ב-2 סדרי גודל מאשר במיקרוסקופיה אופטית (שכן אורך הגל של קרינת הרנטגן קצר ב-2 סדרי גודל). עם זאת, למיקרוסקופ אופטי מודרני - ננוסקופ יש רזולוציה של עד 3-10 ננומטר. ישנם מיקרוסקופים רנטגן מחזירי אור והקרנה.

מיקרוסקופ לייזר רנטגן- מכשיר או מיקרוסקופ המשתמש בקרני לייזר רנטגן, המאופיינים ברזולוציה, המספקים תמונות ברמה תת-אטומית, אטומית על בסיס שימוש בקרן מגורה שנוצרה, למשל, (אינפרא אדום) בהספק של 14.2 קילוואט עם אורך גל 1,61 אנגסטרם (לדוגמה, במהלך תגובה כימית במצב 3D וכו').

יישומים של מיקרוסקופים:

• מיקרוסקופים ביולוגיים משמשים למחקרים ביולוגיים ורפואיים במעבדה של חפצים שקופים. "מצבים" של שדה בהיר וחשוך, ניגודיות פאזה ואור מקוטב זמינים.
• מיקרוסקופים מטאלוגרפיים משמשים במעבדות מדעיות ותעשייתיות לבחינת עצמים אטומים. יכול לעבוד באור מוחזר ומשודר. שדה בהיר וכהה, ניגודיות פאזה, מצבי אור מקוטב זמינים.
• מיקרוסקופים סטריאוסקופיים משמשים במעבדות ובתעשיות שונות כדי לקבל תמונות מוגדלות של עצמים במהלך פעולות העבודה. יכול לעבוד באור מוחזר ומשודר.
• מיקרוסקופים מקטבים משמשים במעבדות מדעיות ומחקריות למחקרים מיוחדים באמצעות אור מקוטב. יכול לעבוד באור מוחזר ומשודר.

מיקרוסקופ אור. מיקרוסקופ אור מבוסס על נכסים שוניםסווטה. מיקרוסקופ אור מספק הגדלה של עד פי 2-3,000, תמונה צבעונית ותמונה נעה של עצם חי, אפשרות לצילום מיקרו ותצפית ארוכת טווח באותו עצם, הערכת הדינמיקה והכימיה שלו. מיקרוסקופי אור מודרניים הם מכשירים מורכבים למדי ששופרו במהלך 400 השנים מאז יצירת אב הטיפוס הראשון של המיקרוסקופ.

לתאורה יש תפקיד משמעותי מאוד במיקרוסקופיה. תאורה לא נכונה או לא מספקת לא תאפשר לך לנצל את יכולות המיקרוסקופ במלואן.

תאורה טובהמושגת על ידי התקנת אור בשיטת קלר. לשם כך, התקן את המאיר במרחק של 30-40 ס"מ מהמיקרוסקופ, ועל ידי הזזת השקע עם הנורה או כל המאור, השיג תמונה ברורה של חוט המנורה על דיאפרגמת המעבה הסגורה לחלוטין, כך שזה התמונה ממלאה לחלוטין את חור המעבה. לאחר סגירת דיאפרגמת המאיר, פתח את דיאפרגמת המעבה ובאמצעות הזזת המעבה השיג תמונה חדה של דיאפרגמת האור בשדה הראייה של המיקרוסקופ. כדי למנוע מאור בהיר לסנוור את עיניך, הפחית תחילה את עוצמת הנימה של המנורה באמצעות ריאוסטט. ולבסוף, באמצעות מראה, תמונת חור הצמצם נקבעת במרכז שדה הראייה, ופותחים את דיאפרגמת האור כך שכל שדה הראייה הנראה לעין מואר. לְגַלוֹת צמצם גדול יותראינו הכרחי, כי זה לא יגדיל את ההארה, אלא רק יקטין את הניגודיות בגלל אור מפוזר.

סוגי מיקרוסקופ אור:

1) מיקרוסקופ אור טבילה. מטרות טבילה משמשות לחקר אובייקטים שאינם נראים או נראים בצורה גרועה דרך מערכות מיקרוסקופ יבשות 2) מיקרוסקופ ניגודיות שלב נועדה לקבל תמונות של אובייקטים שקופים וחסרי צבע שאינם נראים כאשר נצפים בשיטת השדה הבהיר סוג של מיקרוסקופ ניגודיות פאזה שבה עדשות עם לוחות מיוחדים מורחים על אחת העדשות בצורה של טבעת כהה 4) שיטת ניגודיות הפרעות (מיקרוסקופ התאבכות) מורכבת מכך שכל קרן מתפצלת בכניסה למיקרוסקופ. אחת מהקרניים המתקבלות מכוונת דרך החלקיק הנצפה, השנייה - על פניו לאורך אותו ענף אופטי נוסף או נוסף של המיקרוסקופ. בחלק העינית של המיקרוסקופ, שתי הקורות מחוברות שוב ומפריעות זו לזו. אחת הקרניים, העוברת דרך עצם, מתעכבת בשלב (רוכשת הפרש נתיב בהשוואה לקרן השנייה).5) מיקרוסקופ קיטוב היא שיטת תצפית באור מקוטב לבדיקה מיקרוסקופית של תכשירים המכילים יסודות אנזוטרופיים אופטית (או מורכבים כולו של יסודות כאלה) .6) מיקרוסקופיה של שדה כהה. במיקרוסקופיה של שדה כהה, הדגימה מוארת מהצד על ידי קרני קרניים אלכסוניות שאינן חודרות לעדשה. רק קרניים שמוטות על ידי חלקיקי התרופה כתוצאה מהשתקפות, שבירה או עקיפה נכנסות לעדשה. בגלל זה, נראה שתאים מיקרוביאליים וחלקיקים אחרים זוהרים בבהירות על רקע שחור (התמונה מזכירה שמים זרועי כוכבים מנצנצים). 7) מיקרוסקופ זוהר- שיטה להתבוננות תחת מיקרוסקופ בזוהר הזוהר של מיקרו-אובייקטים כשהם מוארים באור כחול-סגול או בקרניים אולטרה סגולות מיקרוסקופ זוהר.השיטה מבוססת על יכולתם של חומרים מסוימים לזרוח בחשיפה לקרני אור באורך גל קצר. במקרה זה, אורך הגל של האור הנפלט במהלך הארה יהיה תמיד גדול מאורך הגל של האור הנרגש על ידי הארה. לכן, אם תאיר אובייקט באור כחול, הוא יפלוט קרניים של אדום, כתום, צהוב וירוק. ההכנות למיקרוסקופיה פלואורסצנטית מוכתמות בצבעים זוהרים מיוחדים - פלואוכרומים (כתום אקרידין, איזותיוציאנט פלואורסצין וכו'). קרני אור ממקור חזק (בדרך כלל מנורת כספית בלחץ גבוה במיוחד) מועברות דרך מסנן כחול-סגול. בהשפעת קרינה קצרה זו, תאים או חיידקים מוכתמים בפלואכרום מתחילים לזהור אדום או אור ירוק. כדי להבטיח שהאור הכחול הגורם להארה לא יפריע לתצפית, מניחים מסנן צהוב חוסם מעל העינית, החוסם קרניים כחולות, אך מעביר קרניים צהובות, אדומות וירוקות. כתוצאה מכך, כאשר נצפה תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי, תאים או חיידקים יהיו גלויים על רקע כהה, זוהר צהוב, ירוק או אדום. לדוגמה, כאשר צובעים בכתום אקרידין, ה-DNA של התא (חומר גרעיני) יזהר בירוק עז. שיטת המיקרוסקופיה הפלורסנטית מאפשרת לחקור חיידקים חיים, לא מקובעים, מוכתמים בפלואכרומים מדוללים מאוד, שאינם פוגעים בתאי העולם. על פי אופי הזוהר, ניתן להבדיל בין חומרים כימיים בודדים המרכיבים את התא החיידקי. מיקרוסקופיה בשדה אפל.במיקרוסקופ שדה כהה, הדגימה מוארת מהצד על ידי קרני קרניים אלכסוניות שאינן חודרות לעדשה. רק קרניים חודרות לעדשה ומוסטות על ידי חלקיקי התרופה כתוצאה מהשתקפות, שבירה או עקיפה. בגלל זה, נראה שתאים מיקרוביאליים וחלקיקים אחרים זוהרים בבהירות על רקע שחור (התמונה מזכירה שמים זרועי כוכבים מנצנצים).

עבור מיקרוסקופיה של שדה כהה, נעשה שימוש במעבה מיוחד (מעבה פרבולואיד או מעבה קרדיואידי) ובמטרות קונבנציונליות. מכיוון שחומרת אובייקט הטבילה גדולה יותר מהפתח של מעבה השדה הכהה, דיאפרגמה צינורית מיוחדת מוכנסת לתוך אובייקט הטבילה כדי להקטין את הפתח שלה.

שיטת מיקרוסקופיה זו נוחה לחקר חיידקים חיים, ספירוצ'טים ותנועתיותם.

מיקרוסקופ ניגודיות פאזה.תכשירים צבעוניים רגילים סופגים חלק מהאור העובר דרכם, וכתוצאה מכך יורדת משרעת גלי האור, וחלקיקי התכשיר נראים כהים יותר מהרקע. כאשר האור עובר דרך תכשיר לא צבעוני, משרעת גלי האור אינה משתנה רק השלב של גלי האור העוברים דרך חלקיקי התכשיר. עם זאת, העין האנושית אינה מסוגלת לזהות את השינוי הזה בשלב האור, ולכן דגימה לא מוכתמת תהיה בלתי נראית במיקרוסקופ אם התאורה מותקנת כהלכה.

מכשיר ניגודיות הפאזות מאפשר להפוך שינויים בשלב הקרניים העוברות דרך חלקיקי תרופה לא מוכתמת לשינויי משרעת המורגשים בעין האנושית, ובכך הופך תרופות לא מוכתמות לנראות בבירור.

מכשיר למיקרוסקופ ניגודיות פאזה כולל מעבה עם סט דיאפרגמות טבעתיות המספקות הארה של הדגימה עם חרוט מלא של אור, ומטרות ניגודיות פאזה, השונות מ נושאים קבועיםשבמוקד העיקרי שלהם יש לוח פאזה שקוף בצורת טבעת, הגורם להסטת פאזה של האור העובר דרכה. התאורה מותקנת כך שכל האור העובר דרך הדיאפרגמה הטבעתית של המעבה עובר לאחר מכן דרך טבעת הפאזה הממוקמת בעדשה.

כאשר בוחנים תכשיר, כל האור העובר דרך אזורים בתכשיר שאין בהם חפצים יעבור דרך טבעת הפאזה ויתן תמונה בהירה של הרקע. אור העובר דרך חלקיקים הקיימים בתכשיר, למשל. תאים חיידקיים, יקבלו שינוי פאזה כלשהו ובנוסף, יחולקו לשתי אלומות - לא מבוטלות ומנותקות. קרניים לא מפוזרות, לאחר שעברו דרך לוחית הפאזה בצורת טבעת בעדשה, יקבלו הסטת פאזה נוספת. הקורות המפוזרות יעברו ליד לוח הפאזה, והפאזה שלהן לא תשתנה. במישור דיאפרגמת השדה של העינית תתרחש הפרעה (חפיפה) של קרניים מפוזרות ובלתי מפוזרות, ומכיוון שהקרניים הללו נכנסות פנימה שלבים שונים, שיכוך חלקי הדדי והפחתת משרעת יתרחשו. זה יגרום לתאים המיקרוביאליים להיראות כהים על רקע בהיר.

חסרונות משמעותיים של מיקרוסקופ ניגודיות פאזה הם הניגודיות הנמוכה של התמונות המתקבלות והנוכחות של הילות זוהרות סביב אובייקטים. מיקרוסקופ ניגודיות פאזות אינו מגביר את הרזולוציה של המיקרוסקופ, אלא מסייע בזיהוי פרטים של מבנה החיידקים החיים, שלבי התפתחותם, שינויים בהם בהשפעת גורמים שונים (אנטיביוטיקה, כימיקלים וכו').

מיקרוסקופ אלקטרוני.ללמוד את מבנה התא בתת תאי ו רמות מולקולריות, ומיקרוסקופ אלקטרונים משמש גם לחקר וירוסים. ערכה של מיקרוסקופ אלקטרונים טמון ביכולתה לפתור אובייקטים שאינם ניתנים לפתרון מיקרוסקופ אופטיבאור נראה או אולטרה סגול. אורך הגל הקטן של האלקטרונים, שיורד ביחס ישר למתח האצה המופעל, מאפשר פתרון, כלומר. להבחין כעצמים נפרדים המופרדים רק על ידי 2A (0.2 ננומטר או 0.0002 מיקרומטר) או אפילו פחות, בעוד מגבלת הרזולוציה של אופטיקה אור נעה בסביבות 0.2 מיקרומטר (זה תלוי באורך הגל של האור המשמש).

מיקרוסקופיה אלקטרונית, שבה מתקבלת תמונה על ידי העברת (שידור) אלקטרונים דרך דגימה, נקראת מיקרוסקופ שידור. במיקרוסקופ אלקטרונים של סריקה (ראסטר) או מנהור, אלומת אלקטרונים סורקת במהירות את פני הדגימה, וגורמת לקרינה שבאמצעות שפופרת קרן קתודית יוצרת תמונה על מסך מיקרוסקופ זוהר, בדומה להיווצרות תמונת טלוויזיה.

העיצוב האופטי הבסיסי של מיקרוסקופ אלקטרונים דומה לזה של מיקרוסקופ אור, שבו כל האלמנטים האופטיים מוחלפים באלה חשמליים מקבילים: מקור האור מוחלף במקור אלקטרוני, עדשות זכוכית מוחלפות בעדשות אלקטרומגנטיות. במיקרוסקופי אלקטרונים שידור, מבחינים בשלוש מערכות: אלקטרונים-אופטיים, ואקום ואספקת חשמל.

מקור האלקטרונים הוא אקדח אלקטרונים המורכב מקתודה תרמית טונגסטן בצורת V, אשר בחימום ל-2900 מעלות צלזיוס ומפעיל מתח קבוע של עד 100 קילו וולט, כתוצאה מפליטת תרמית, פולט אלקטרונים חופשיים, שהם לאחר מכן מואץ על ידי השדה האלקטרוסטטי שנוצר בין אלקטרודת המיקוד לאנודה. לאחר מכן נוצרת קרן האלקטרונים באמצעות עדשות מעבה ומכוונת לעבר האובייקט הנבדק. אלקטרונים העוברים דרך עצם בשל שלו עוביים שוניםוצפיפויות חשמליות מוסטות בזוויות שונות ונכנסות לעדשת האובייקטיבית, שיוצרת את ההגדלה הראשונה של האובייקט.

לאחר העדשה האובייקטיבית, האלקטרונים נכנסים לעדשת הביניים, אשר נועדה לשנות בצורה חלקה את הגדלה של המיקרוסקופ ולהשיג עקיפה מאזורי הדגימה הנבדקת. עדשת ההקרנה יוצרת תמונה מוגדלת סופית של האובייקט, המכוונת אל מסך פלורסנט. בשל האינטראקציה של אלקטרונים מהירים עם הזרחן של המסך, תמונה גלויהלְהִתְנַגֵד. לאחר ההתמקדות, הצילום מתבצע מיד. ההגדלה של התמונה הסופית על המסך מוגדרת כתוצר של ההגדלות הניתנות על ידי עדשות האובייקטיב, הביניים וההקרנה.

קטעים דקים במיוחד של רקמות, תאים, מיקרואורגניזמים, כמו גם תאים חיידקיים שלמים, וירוסים, פאגים, כמו גם תרביות תת-תאיות המבודדות כאשר תאים נהרסים בדרכים שונות, יכולים להיות נתונים לבדיקה מיקרוסקופית אלקטרונית.

מִין מיקרוסקופים אלקטרונים:

1) מיקרוסקופ אלקטרוני תמסורת (TEM) הוא מערך שבו נוצרת תמונה מאובייקט דק במיוחד (עובי של כ-0.1 מיקרומטר) כתוצאה מאינטראקציה של קרן אלקטרונים עם החומר המדגם, ולאחר מכן הגדלה עם עדשות מגנטיות ( אובייקטיבי) והקלטה על מסך פלורסנט. כדי לרשום תמונה, אפשר להשתמש בחיישנים, למשל, מטריצת CCD. מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה המעשי הראשון נבנה על ידי אלברט פרבוס וג'יי הילייר באוניברסיטת טורונטו (קנדה) בשנת 1938, תוך שימוש בתפיסה שהוצעה בעבר על ידי מקס נול וארנסט רוסקה.

2) מיקרוסקופ אלקטרוני סריקה, SEM - מכשיר המאפשר לקבל תמונות של פני השטח של דגימה ברזולוציה גבוהה (מספר ננומטרים). שׁוּרָה שיטות נוספותמאפשר לך לקבל מידע על ההרכב הכימי של שכבות קרוב לפני השטח;

3) מיקרוסקופ מנהור סורק (STM, STM באנגלית - scanning tunneling microscope) - מכשיר שנועד למדוד את ההקלה של משטחים מוליכים ברזולוציה מרחבית גבוהה. ב-STM, מחט מתכת חדה מובאת לדגימה במרחק של מספר אנגסטרמים. כאשר פוטנציאל קטן מופעל על המחט ביחס לדגימה, מתרחש זרם מנהור. גודלו של זרם זה תלוי באופן אקספוננציאלי במרחק המדגם-מחט. ערכים אופייניים הם 1-1000 pA במרחקים של כ-1 Å.

דגמים מודרנייםמיקרוסקופים אלקטרונים נועדו לשלב את היכולות של מיקרוסקופים שידור וסריקה כאחד, וניתן להמיר אותם בקלות מסוג אחד לאחר.

מיקרוסקופיה אלקטרונית העברה משמשת לחקר קטעים אולטרה-דקים של חיידקים, רקמות, כמו גם מבנה של עצמים קטנים (וירוסים, דגלים וכו'), בניגוד לחומצה פוספוטונגסטית, אורניל אצטט ושקיעת מתכות בוואקום. מיקרוסקופ אלקטרוני סורק משמש לחקר פני השטח של עצמים. במיקרוסקופיה אלקטרונית העברה מתקבלות תמונות מישוריות של עצם ובסריקה אפשר לקבל תלת מימד תמונה תלת מימדית. בבקטריולוגיה, הסריקה יעילה ביותר לזיהוי תהליכים ומבני שטח אחרים, לקביעת הצורה והיחסים הטופוגרפיים הן במושבות והן על פני הרקמות הנגועות.

במיקרוסקופיה סורקת, הדגימה מקובעת, מיובשת בקור ומצופה בוואקום בזהב או במתכות כבדות אחרות. בדרך זו מתקבלת העתק (טביעת אצבע) העוקבת אחר קווי המתאר של הדגימה, אשר נסרקת לאחר מכן.

החסרונות של מיקרוסקופ אלקטרונים:

1) החומר שהוכן למחקר חייב להיות מת, שכן במהלך תהליך התצפית הוא נמצא בחלל ריק;

2) קשה להיות בטוח שהאובייקט מתרבה תא חיעל כל פרטיו, שכן תיקון והכתמה של החומר הנבדק עלולים לשנות או לפגוע במבנה שלו;

3) מיקרוסקופ האלקטרונים עצמו והתחזוקה שלו יקרים;

4) הכנת חומר לעבודה עם מיקרוסקופ גוזלת זמן ודורשת כוח אדם מיומן;