הבולטים המאפיינים של מיקרוסקופ הם את כושר ההפרדה, את ההגדלה של מושא המחקר והגדרת. יכולות אלה מאפשרות חקר אובייקטים מיקרוסקופיים ויש להם יישומים בתחומי לימוד שונים.
המיקרוסקופ הוא מכשיר שהתפתח לאורך זמן, בזכות היישום של טכנולוגיות חדשות כדי להציע תמונות מדהימות וחדות הרבה יותר מכל האלמנטים השונים שמושא המחקר בתחומים כמו ביולוגיה, כימיה, פיזיקה, רפואה, מבין תחומים רבים אחרים.
התמונות בחדות גבוהה שניתן להשיג במיקרוסקופים מתקדמים יכולות להיות מרשימות למדי. כיום ניתן לצפות באטומי חלקיקים ברמת פירוט שלפני שנים לא היה ניתן להעלות על הדעת.
ישנם שלושה סוגים עיקריים של מיקרוסקופים. הידוע ביותר הוא המיקרוסקופ האור או האור, מכשיר המורכב מעדשות אחת או שתיים (מיקרוסקופ מורכב).
יש גם את המיקרוסקופ האקוסטי, שפועל על ידי יצירת התמונה מגלי קול בתדר גבוה, ומיקרוסקופים אלקטרוניים, המסווגים בתורם סריקות (SEM, Scanning Electron Microscope) ומנהור (STM, Scanning Tunneling) מיקרוסקופים. מִיקרוֹסקוֹפּ).
האחרונים מספקים תמונה שנוצרת מיכולת האלקטרונים "לעבור" על פני מוצק באמצעות מה שמכונה "אפקט המנהרה", הנפוץ יותר בתחום הפיזיקה הקוונטית.
למרות שהקונפורמציה והעקרון של פעולתם של כל אחד מסוגי המיקרוסקופים מסוג זה הם שונים, הם חולקים סדרה של תכונות, שלמרות שנמדדות בדרכים שונות במקרים מסוימים, נותרות משותפות לכולם. אלה הם בתורם הגורמים המגדירים את איכות התמונות.
התכונות הנפוצות של המיקרוסקופ
1 - כוח הרזולוציה
זה מתייחס לפרטי המינימום שמיקרוסקופ יכול להציע. זה תלוי בתכנון הציוד ובמאפייני הקרינה. בדרך כלל מונח מונח זה מבולבל עם "רזולוציה" המתייחסת לפרטים שהושג בפועל באמצעות המיקרוסקופ.
כדי להבין טוב יותר את ההבדל בין פתרון כוח לרזולוציה, יש לקחת בחשבון כי הראשון הוא מאפיין של המכשיר ככזה, המוגדר באופן רחב יותר כ"הפרדה מינימלית של נקודות של האובייקט הנמצא בתצפית וניתן להיתפס בתנאים אופטימלי ”(Slayter and Slayter, 1992).
בעוד, לעומת זאת, הרזולוציה היא ההפרדה המינימלית בין נקודות האובייקט הנלמד שנצפו בפועל, בתנאים אמיתיים, שהיו יכולים להיות שונים מהתנאים האידיאליים שלשמן תוכנן המיקרוסקופ.
מסיבה זו, במקרים מסוימים, הרזולוציה שנצפתה אינה שווה למקסימום האפשרי בתנאים הרצויים.
כדי להשיג רזולוציה טובה, בנוסף לכוח הרזולוציה, יש צורך בתכונות ניגודיות טובות, הן של המיקרוסקופ והן של האובייקט או הדגימה שיש לצפות.
2- ניגודיות או הגדרה
תמונה בהבחנה גבוהה של אורגניזם חד תאי. דרך YouTube.
מאפיין זה מתייחס ליכולתו של המיקרוסקופ להגדיר את הקצוות או הגבולות של אובייקט ביחס לרקע היכן שהוא נמצא.
זהו תוצר האינטראקציה בין קרינה (פליטה של אור, תרמי או אנרגיה אחרת) לבין האובייקט הנחקר, וזו הסיבה שאנחנו מדברים על ניגודיות אינהרנטית (זו של הדגימה) וקונטרסט אינסטרומנטלי (זה של המיקרוסקופ עצמו) ).
זו הסיבה שבאמצעות סיום הניגודיות האינסטרומנטלית ניתן לשפר את איכות התמונה, כך שמתקבל שילוב אופטימלי של הגורמים המשתנים המשפיעים על תוצאה טובה.
לדוגמה, במיקרוסקופ אופטי, קליטה (מאפיין המגדיר את הקלילות, החושך, השקיפות, האטימות והצבעים הנצפים באובייקט) הוא מקור הניגודיות העיקרי.
3 - הגדלה
אבקה נראית דרך מיקרוסקופ.
המכונה גם דרגת ההגדלה, מאפיין זה אינו אלא הקשר המספרי בין גודל התמונה לגודל האובייקט.
בדרך כלל מסמנים אותו עם מספר המלווה באות X, כך שמיקרוסקופ שהגדלתו שווה ל- 10000X יציע תמונה גדולה פי 10,000 מהגודל האמיתי של הדגימה או האובייקט הנצפה.
בניגוד למה שניתן לחשוב, הגדלה אינה המאפיין החשוב ביותר של מיקרוסקופ, מכיוון שלמחשב יכול להיות רמת הגדלה גבוהה למדי אך רזולוציה גרועה מאוד.
מעובדה זו נגזר מושג ההגדלה השימושי, כלומר רמת ההגדלה שבשילוב עם הניגודיות של המיקרוסקופ, מספקת באמת תמונה גבוהה וחדה.
מצד שני, הגדלה ריקה או כוזבת מתרחשת כאשר חורג מההגדלה המרבית השימושי. מאותה נקודה, על אף המשך הגדלת התמונה, לא יתקבל מידע שימושי יותר אלא להפך, התוצאה תהיה תמונה גדולה יותר אך מטושטשת מכיוון שהרזולוציה נותרה זהה.
הדמות הבאה ממחישה את שני המושגים הללו בצורה ברורה:
ההגדלה גבוהה בהרבה במיקרוסקופים אלקטרוניים מאשר במיקרוסקופים אופטיים המגיעים להגדלה של 1500X עבור המתקדמים ביותר, הקודמים מגיעים לרמות של עד 30000X במקרה של מיקרוסקופים מסוג SEM.
באשר לסריקת מיקרוסקופים מנהורים (STM), טווח ההגדלה יכול להגיע לרמות אטומיות בגודל של פי 100 מיליון מגודל החלקיק, ואף ניתן להזיזם ולמקם בסדרים מוגדרים.
סיכום
חשוב לציין שעל פי המאפיינים שהוסבר לעיל של כל אחד מסוגי המיקרוסקופים שהוזכרו, לכל אחד מהם יישום ספציפי, המאפשר לנצל את היתרונות והיתרונות הנוגעים לאיכות התמונות בצורה מיטבית.
אם יש לסוגים מסוימים מגבלות באזורים מסוימים, אלה יכולים להיות מכוסים על ידי הטכנולוגיה של האחרים.
לדוגמה, סריקת מיקרוסקופים אלקטרוניים (SEM) משמשים בדרך כלל ליצירת תמונות ברזולוציה גבוהה, במיוחד בתחום הניתוח הכימי, רמות שלא ניתן היה להשיג באמצעות מיקרוסקופ עדשות.
המיקרוסקופ האקוסטי משמש בתדירות גבוהה יותר במחקר חומרים מוצקים לא שקופים ואפיון התאים. גלה בקלות חללים בתוך חומר, כמו גם פגמים פנימיים, שברים, סדקים ופריטים נסתרים אחרים.
המיקרוסקופ האופטי הקונבנציונאלי מצידו ממשיך להיות שימושי באזורים מסוימים במדע בגלל קלות השימוש שלו, עלותו הנמוכה יחסית, ומכיוון שתכונותיו עדיין מניבות תוצאות מועילות למחקרים המדוברים.
הפניות
- הדמיה מיקרוסקופית אקוסטית. התאושש מ: smtcorp.com.
- מיקרוסקופיה אקוסטית. התאושש מ: soest.hawaii.edu.
- טענות ריקות - הגדלה כוזבת. התאושש מ: microscope.com.
- מיקרוסקופ, כיצד מייצרים מוצרים. התאושש מ: encyclopedia.com.
- סריקת מיקרוסקופיית אלקטרונים (SEM) מאת סוזן סוואפ. התאושש מ: serc.carleton.edu.
- Slayter, E. ו- Slayter H. (1992). מיקרוסקופיית אור ואלקטרונים. קיימברידג ', הוצאת אוניברסיטת קיימברידג'.
- סטחי, ג '(1960). המיקרוסקופ וכיצד להשתמש בו. ניו יורק, דובר פרסומים בע"מ.
- גלריית תמונות STM. התאושש מ: researcher.watson.ibm.com.
- הבנת מיקרוסקופים ומטרות. התאושש מ: edmundoptics.com
- טווח הגדלה שימושי. התאושש מ: microscopyu.com.