Методы микроскопии

Микроскопия по своей сути представляет собой процесс изучения объектов с применением микроскопа. Этот направление также может подразделяться на несколько видов: электронная микроскопия, оптическая микроскопия, рентгеновская лазерная или рентгеновская микроскопия, которые отличаются особенностью применения специального электромагнитного излучения с вероятностью рассмотрения и получения полноценной картинки объекта, что напрямую зависит от разрешающей способности оптического оборудования (микроскопов).

Оптическая микроскопия

Человеческий глаз по большому счёту представляет собой природную оптическую систему. Она характеризуется наличием определённого разрешения, то есть самым небольшим расстоянием между элементами исследуемой картинки, что воспринимается как линии или точки. При этом они также могут друг от друга отличаться.

Для обычного человеческого глаза в условиях удаления от объекта на так называемое расстояние оптимального видения (D = 250 мм), нормальное среднестатистическое разрешение изображения составляет 0,176 миллиметров. Размеры большей части растительных и животных клеток, микроорганизмов и мелких кристаллов, сплавов и деталей микроструктуры металлов во много раз меньше этого значения. Для того чтоб наблюдать за подобными объектами, необходимы оптические приборы, в частности микроскопы самых разных типов. С их помощью можно беспрепятственно определить размеры, цвет и форму, строение и многие другие важные характеристики микроскопических объектов.

Световые или же оптические микроскопы используют для своей работы видимый свет, который проходит сквозь прозрачные объективы или же тот, что отражен от непрозрачных. Оптическая система, которая состоит из нескольких линз, позволяет получить необходимое увеличение картинки объекта. Полученное изображение можно исследовать глазом в микроскопе, или используя бинокуляр задействовать оба глаза. Благодаря новейшим технологиям информацию объект стало возможным фотографировать и передавать видео формат для оцифровки на видеокамеру. В состав современных микроскопов входят, как правило, системы подвески, наборы специальных окуляров и объективов, столик для перемещения предмета или препарата.

Учёными были специально разработаны такие виды микроскопов, которые позволяют значительно увеличить возможность рядовой оптической микроскопии:

• Поляризационный микроскоп;
• Люминесцентный микроскоп;
• Металлографический микроскоп.

До 1950 – х годов многие учёные работали по большей части в диапазоне видимого спектра света. Человеческий глаз работает в оптическом диапазоне, ограниченном длиной волн. Оптические микроскопы не позволяли работать с разрешающей способностью меньше полупериода волны опорного излучения. Для видимого диапазона длина волны составляет 0,2—0,7 мкм, или 200—700 нм. Крайнее увеличение оптического микроскопа может составлять не более 2000 раз.

Большее увеличение картинки является бесполезным, так как оно не позволяет обнаружить какие – либо дополнительные особенности в структуре вещества или объекта. Некоторые отдельные частички с размером до 0,15 мкм довольно чётко видны при увеличении объекта в 2000 раз. Более мелкие частички не могут отражать световые лучи и по этой причине их нельзя заметить в оптический микроскоп.

Электронная микроскопия

Электронная микроскопия представляет собой совокупность специальных электронно–зондовых способов исследования микроструктуры твёрдых объектов, их электрических и магнитных микрополей, а также локальный состав. Для этого применяют электронные микроскопы – специальные приборы, в которых для того, чтоб получить качественное увеличение картинки применяют электронный пучок.

Метод электронной микроскопии включает в себя методики предварительной подготовки изучаемых объектов, а также обработку анализов всей результирующей информации. Принято различать два основных направления электронной микроскопии: растровая (сканирующая) и трансмиссионная (просвечивающая). Все они основаны на применении соответствующих типов.

Оба эти метода дают абсолютно новую качественную информацию относительно объекта исследования и довольно часто их используют совместно. Также известны такие типы электронной микроскопии как эмиссионная, отражательная, лоренцова, оже–электронная и прочие. Все они реализуются, как правило, с помощью специальных приставок к трансмиссионным и растровым электронным микроскопам.

Рентгеновская микроскопия

Рентгеновская микроскопия представляет собой некую совокупность способов изучения микроскопического строения и состава веществ и объектов с применением рентгеновского излучения. В рентгеновской микроскопии применяют специальные приборы, которые называются рентгеновские микроскопы. Их разрешающая способность может достигать 100 нм, что более чем в два раза больше, чем у обычных оптических микроскопов (200 нм).

Теоретически рентгеновская микроскопия может достичь в два раза высшего разрешения, чем оптическая, так как длина волны у рентгеновского излучения меньше на два порядка. Вместе с тем, современный оптический микроскоп – наноскоп обладает разрешением до 3 – 10 нм. Рентгеновскую микроскопию можно поделить на:

• Отражательная микроскопия;
• Электронная микроскопия;
• Проекционная микроскопия;
• Рентгеновская лазерная микроскопия.