Современная микроскопия, оборудование и их классификация

Каждый человек знает, что такое микроскоп и для чего он нужен. В средней школе каждый ребенок на уроке биологии может лично попрактиковаться и рассмотреть изучаемый объект в микроскоп. Само слово «микроскоп» происходит от латинского Micros – маленький и Scopein - смотреть, изучать.

Обозначить принцип работы данного прибора можно следующим образом: он позволяет рассмотреть в несколько раз увеличенное изображение объекта исследования, что невозможно сделать невооруженным глазом человека.

Современная микроскопия далеко шагнула в соответствующей области науки. В настоящее время производятся микроскопы двух типов: световые и электронные.

Первая категория оборудования позволяет увеличить изображение в 1,5 тыс. раз, причем допустимый размер микропробы будет достигать 0,5 мкм при разрешении элементов объекта исследования до 0,1 мкм.

Вторая категория приборов ( электронные микроскопы)  увеличивают до 20 тыс. раз и позволяют получить изображение микропроб размером в 0,2 мкм.

Остановимся более подробно на световой и электронной микроскопии.

Микроскопия электронная

Электронные микроскопы оснащены электронно-оптической системой и функционируют благодаря потоку электронов. Метод электронного микроскопического исследования основан на законах геометрической и волновой оптики. Данного типа микроскопы обладают неоспоримыми преимуществами, так как данный прибор предусматривает возможность зафиксировать фото, сохранить видеоматериал.

В 30- х годах прошлого века появился впервые данный микроскоп.  Это было настоящим прорывом в микроскопии. Буквально через два года известная немецкая компания SIEMENS наладила серийное производство данного оборудования. Первый отечественный цифровой микроскоп был произведен в Ленинграде благодаря научному центру  ГОИ им. С.И.Вавилова в 40-х годах. Его сотрудники смогли добиться разрешения в 400 А с десятитысячным увеличением.

Современные электронные микроскопы очень мощные, используются в медицинских исследованиях, биологии при изучении вирусов, клеток, в различных научных лабораториях и в точном машиностроении.

Световая микроскопия

Световые микроскопы созданы согласно теории волнового образования изображения и законов геометрической оптики. В данном типе микроскопов важную роль играет источник освещения. В разных моделях используется естественный или искусственный свет.

Первый самый простой световой микроскоп был создан в Европе в начале 17 века, над котором работал голландский ученый  А. Левенгук. Долгое время данные приборы доминировали на рынке микроскопии, пока в 1609 году Г. Галилей не изобрел более усовершенствованный и сложный микроскоп. На основании данного открытия в 1846 году было налажено крупное производство микроскопов подданным Германии К. Цейс, который использовал для создания своей серии микро оптических приборов открытия физика Э. Аббе.

Современные световые микроскопы разработаны согласно уже более поздних теорий и научных исследований, произведенных такими учеными, как  А. Келер, О. Шотт и уже упомянутого Э. Аббе.

Сферы применения микроскопов

Световые и цифровые микроскопы применяются достаточно широко и зависят от требований, которые предъявляются к качеству изображения исследуемого объекта и степени его увеличения. Чаще всего микроскопы заказывают технические и медицинские лаборатории, учебные заведения, предприятия микроэлектроники, криминалисты и т. д.

Классификация видов исследуемых объектов

Следует отметить, что решение о приобретении и использования светового или цифрового микроскопа зависит от объекта исследования, его особенностей и свойств. Данные объекты распределяются по категориям:

• Люминесцирующие. Так называются бактерии, клетки, масла, воск и т.п. Их основное отличие в способности к свечению.
• Фазово-амплитудные. Отличаются фазовыми колебаниями в световой волне, что характерно для такого понятия как амплитуда.
• Фазовые – это живые организмы. Они могут влиять на фазу колебания света при статичной амплитуде световой волны.
• Непрозрачные объекты, которые полностью отражают световые лучи.
• Прозрачные или полупрозрачные  – частично отражают свет, а большую его часть поглощают. Эта особенность позволяет определить глубину объекта исследования и другие его характеристики.
• Анизотропные – это волокна, кристаллы. Способны поляризовать свет. Это когда при просвечивании объекта, световой поток распадается на лучи, имеющих различную скорость распространения.
• Амплитудные  — поглощают  свет, изменяя интенсивность световой волны и ее амплитуду;
• Изотропные — согласно закона Брюстера поляризуют отраженный от него свет  и не поляризуют свет, прошедший через него.

Как правило, любой из перечисленных объектов при проведении микроскопического исследования размещают на специальном стекле, накрывая его сверху покровным стеклом.