מבוא לרזולוציה של מיקרוסקופ מבנה מיקרוסקופ
מיקרוסקופ הוא מכשיר אופטי המורכב מעדשה או שילוב של מספר עדשות, וזה סימן לכך שבני אדם נכנסו לעידן האטום. הוא משמש בעיקר להגדלת חפצים זעירים למכשירים שניתן לראות בעיניים בלתי מזוינת.
מבנה מיקרוסקופ
מיקרוסקופ אופטי מורכב מעינית, עדשת אובייקטיבית, בורג מיקוד גס, בורג מיקוד עדין, מחזיק טאבלט, חור אור, תריס, ממיר, רפלקטור, במת אובייקט, זרוע עדשה, קנה עדשה. , מושב עדשה, מעבה וצמצם.
רזולוציית מיקרוסקופ
D=0.61λ/N*sin( /2)
D: רזולוציה
λ: אורך הגל של מקור האור
: זווית של עדשת האובייקטיב (זווית הפתיחה של הדגימה מנקודה על הציר האופטי לעדשת האובייקטיב)
כדי לשפר את הרזולוציה, נוכל: 1. להפחית את λ, למשל, להשתמש באור אולטרה סגול כמקור אור; 2. להגדיל n, למשל, לשים אותו באספלט ריחני; 3. הגדל, כלומר, צמצם את המרחק בין עדשת האובייקטיב לדגימה ככל האפשר.
סיווג מיקרוסקופי
ניתן לסווג מיקרוסקופים למיקרוסקופים אופטיים, מיקרוסקופים אלקטרוניים ומיקרוסקופים דיגיטליים על פי עקרונות מיקרוסקופיים.
מיקרוסקופ אופטי
בדרך כלל מורכב מחלק אופטי, חלק תאורה וחלק מכני. ללא ספק, החלק האופטי הוא הקריטי ביותר, המורכב מעינית ועדשת אובייקטיבית. כבר בשנת 1590, יצרני משקפיים הולנדים ואיטלקיים בנו מכשירי הגדלה הדומים למיקרוסקופים. ישנם סוגים רבים של מיקרוסקופים אופטיים, בעיקר כולל מיקרוסקופ שדה בהיר (מיקרוסקופ אופטי רגיל), מיקרוסקופ שדה כהה, מיקרוסקופ פלואורסצנטי, מיקרוסקופ ניגודיות פאזה, מיקרוסקופ קונפוקאלי סריקת לייזר, מיקרוסקופ מקטב, מיקרוסקופ הבדל הפרעות דיפרנציאלי ומיקרוסקופ הפוך.
מיקרוסקופ אלקטרוני
למיקרוסקופ האלקטרונים יש מאפיינים מבניים בסיסיים דומים למיקרוסקופ האופטי, אך יש לו יכולת הגדלה ורזולוציה גבוהים בהרבה מהמיקרוסקופ האופטי. הוא משתמש בזרימת אלקטרונים כמקור אור חדש כדי לדמיין את האובייקט. מאז רוסקה המציאה את מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה הראשון בשנת 1938, בנוסף לשיפור המתמיד של הביצועים של מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה עצמו, פותחו סוגים רבים אחרים של מיקרוסקופים אלקטרונים. כגון מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, מיקרוסקופ אלקטרוני אנליטי, מיקרוסקופ אלקטרונים בלחץ גבוה במיוחד וכו'. בשילוב עם טכניקות שונות של הכנת דגימות מיקרוסקופ אלקטרוני, נוכל ללמוד את המבנה או את הקשר בין מבנה ותפקוד של דגימות בהיבטים רבים. מיקרוסקופים משמשים כדי לצפות בתמונות של עצמים זעירים. הוא משמש לעתים קרובות לתצפית על ביולוגיה, רפואה וחלקיקים זעירים. מיקרוסקופ אלקטרוני יכול להגדיל עצם פי 2 מיליון.
מיקרוסקופ שולחני, מתייחס בעיקר למיקרוסקופ המסורתי, הוא הגברה אופטית טהורה, עם הגדלה גבוהה ואיכות הדמיה טובה, אבל הוא בדרך כלל גדול ולא נוח להזזה, והוא משמש בעיקר במעבדה, וזה לא נוח ליציאה או על- זיהוי אתר.
מיקרוסקופ נייד
מיקרוסקופ נייד הוא בעיקר הרחבה של סדרות מיקרוסקופים דיגיטליים ווידאו שפותחו בשנים האחרונות. בשונה מהגברה אופטית מסורתית, מיקרוסקופים כף יד הם כולם הגברה דיגיטלית, שבדרך כלל רודפת אחרי ניידות, קומפקטיות ואלגנטיות, וקל לנשיאה; ולכמה מיקרוסקופים ידניים יש מסכים משלהם, שניתן לצלם אותם באופן עצמאי ממארח המחשב, שהוא נוח לתפעול, ויכולים גם לשלב כמה פונקציות דיגיטליות, כגון תמיכה בצילום, הקלטת וידאו או השוואה ומדידה של תמונות.
מיקרוסקופ גביש נוזלי דיגיטלי פותח ויוצר לראשונה על ידי חברת Boyu. מיקרוסקופ זה שומר על הבהירות של מיקרוסקופ אופטי, ומשלב את היתרונות של הרחבה רבת עוצמה של מיקרוסקופ דיגיטלי, תצוגה אינטואיטיבית של מיקרוסקופ וידאו ופשטות ונוחות של מיקרוסקופ נייד.
STM
מיקרוסקופ מנהור סורק, המכונה גם "מיקרוסקופ מנהור סורק" ו"מיקרוסקופ סריקת מנהור", הוא מכשיר המשתמש באפקט המנהור בתורת הקוונטים כדי לזהות את מבנה פני השטח של חומרים. הוא הומצא על ידי G. Gerd G.Binning וה.Heinrich H.Rohrer בשנת 1981 במעבדת ציריך של IBM בציריך, שוויץ, כך ששני הממציאים חלקו את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1986 עם ארנסט רוסקה.
ככלי מיקרוסקופ בדיקה סורק, מיקרוסקופ מנהור סורק מאפשר למדענים לצפות ולאתר אטום בודד, ויש לו רזולוציה גבוהה יותר ממיקרוסקופ הכוח האטומי הדומה לו. בנוסף, מיקרוסקופ מנהור סורק (STM) יכול לתפעל במדויק אטומים עם קצות בדיקה בטמפרטורה נמוכה (4K), כך שהוא גם כלי מדידה חשוב וגם כלי עיבוד בננוטכנולוגיה.
