ארכיטקטורה מיקרוסקופית בהירות מיקרוסקופ
מיקרוסקופ הוא מכשיר אופטי המורכב מעדשה או שילוב של מספר עדשות, וזה סימן לכך שבני האדם נכנסו לעידן האטום. הוא משמש בעיקר להגדלת עצמים זעירים לכדי מכשירים שניתן לראות בעיניים אנושיות.
מבנה מיקרוסקופ
מיקרוסקופ אופטי מורכב מעינית, עדשת אובייקטיבית, סליל מעין-פוקוס גס, סליל מעין-פוקוס עדין, קליפ, צמצם, תריס, ממיר, מראה, במה, זרוע מראה, קנה עדשה, בסיס מראה, מעבה, מורכב מצמצמים.
רזולוציית מיקרוסקופ
D=0.61λ/N*sin( /2)
D: רזולוציה
λ: אורך הגל של מקור האור
: זווית של עדשת המטרה (זווית הפתיחה של הדגימה בנקודה על הציר האופטי לפתח עדשת האובייקטיב)
אם אתה רוצה לשפר את הרזולוציה, אתה יכול: 1. להפחית את λ, כגון שימוש באור אולטרה סגול כמקור אור; 2. הגדל N, כגון הנחתו בשמן ארז; 3. הגדל, כלומר, צמצם את המרחק בין עדשת המטרה לדגימה ככל האפשר.
סיווג מיקרוסקופ
מיקרוסקופים מסווגים לפי עקרונות מיקרוסקופיים וניתן לחלקם למיקרוסקופים אופטיים, מיקרוסקופים אלקטרוניים ומיקרוסקופים דיגיטליים.
מיקרוסקופ אופטי
זה בדרך כלל מורכב מחלק אופטי, חלק תאורה וחלק מכני. אין ספק שהחלק האופטי הוא הקריטי ביותר, הוא מורכב מעינית ועדשה אובייקטיבית. כבר בשנת 1590, יצרני משקפיים הולנדים ואיטלקיים בנו מכשירי הגדלה הדומים למיקרוסקופים. ישנם סוגים רבים של מיקרוסקופים אופטיים, בעיקר מיקרוסקופים שדה בהירים (מיקרוסקופים אופטיים רגילים), מיקרוסקופים של שדה כהה, מיקרוסקופים פלואורסצנטיים, מיקרוסקופים ניגודיות פאזה, מיקרוסקופים קונפוקאליים סורקים בלייזר, מיקרוסקופים מקטבים, מיקרוסקופים ניגודיות הפרעות דיפרנציאליות ומיקרוסקופים הפוכים.
מיקרוסקופ אלקטרוני
למיקרוסקופים אלקטרונים יש תכונות מבניות בסיסיות דומות למיקרוסקופים אופטיים, אך יש להם יכולות הגדלה ורזולוציה גבוהות בהרבה ממיקרוסקופים אופטיים. הם משתמשים בזרימת אלקטרונים כמקור אור חדש לצילום אובייקטים. מאז המציאה רוסקה את מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה הראשון ב-1938, בנוסף לשיפור המתמיד של הביצועים של מיקרוסקופ אלקטרוני ההולכה עצמו, פותחו גם סוגים רבים אחרים של מיקרוסקופים אלקטרונים. כגון מיקרוסקופ אלקטרונים סורק, מיקרוסקופ אלקטרוני אנליטי, מיקרוסקופ אלקטרונים במתח גבוה במיוחד וכן הלאה. בשילוב עם טכניקות שונות להכנת דגימות מיקרוסקופ אלקטרוני, ניתן לבצע מחקר מעמיק על מבנה הדגימה או הקשר בין מבנה ותפקוד. מיקרוסקופים משמשים כדי לצפות בתמונות של עצמים זעירים. הוא משמש לעתים קרובות בתצפית על ביולוגיה, רפואה וחלקיקים זעירים. מיקרוסקופים אלקטרונים יכולים להגדיל עצמים עד פי 2 מיליון.
מיקרוסקופים שולחניים מתייחסים בעיקר למיקרוסקופים מסורתיים, שהם הגדלה אופטית בלבד, בעלי הגדלה גבוהה ואיכות תמונה טובה, אך הם בדרך כלל גדולים בגודלם ואינם נוחים להזזה.
מיקרוסקופ נייד
מיקרוסקופים ניידים הם בעיקר הרחבות של סדרת המיקרוסקופים הדיגיטליים ומיקרוסקופי הווידאו שפותחו בשנים האחרונות. בשונה מהגדלה אופטית מסורתית, מיקרוסקופים ידניים הם כולם הגדלות דיגיטליות. הם בדרך כלל ניידים, קטנים ומעודנים, וקלים לנשיאה; ולכמה מיקרוסקופים ידניים יש מסכים משלהם, שניתן לצלם אותם באופן עצמאי ממארח המחשב, קל לתפעול, וניתן גם לשלבם כמה פונקציות דיגיטליות, כגון תמיכה בצילום תמונות, הקלטת וידאו או השוואת תמונות, מדידה ו פעולות אחרות.
מיקרוסקופ הגביש הנוזלי הדיגיטלי פותח ויוצר לראשונה על ידי חברת Boyu. מיקרוסקופ זה שומר על הבהירות של המיקרוסקופ האופטי, ומשלב את היתרונות של ההרחבה העוצמתית של המיקרוסקופ הדיגיטלי, התצוגה האינטואיטיבית של מיקרוסקופ הווידאו והפשטות והנוחות של המיקרוסקופ הנייד.
מיקרוסקופ מנהור סורק
מיקרוסקופ מנהור סורק, המכונה גם "מיקרוסקופ מנהור סורק" ו"מיקרוסקופ סריקת מנהרה", הוא מכשיר המשתמש באפקט המנהור בתורת הקוונטים כדי לזהות את מבנה פני השטח של חומרים. הוא הומצא על ידי גרד בנינג (G.Binning) והיינריך רוהרר (H.Rohrer) במעבדת ציריך של יבמ בציריך, שווייץ בשנת 1981. לכן שני הממציאים שיתפו פעולה עם ארנסט רוסקה חלקו את פרס נובל לפיזיקה לשנת 1986.
ככלי מיקרוסקופ בדיקה סורק, מיקרוסקופ המנהור הסורק מאפשר למדענים לצפות ולאתר אטומים בודדים ברזולוציה גבוהה בהרבה מזו של מקבילו למיקרוסקופ הכוח האטומי. בנוסף, מיקרוסקופ המנהור הסורק יכול לתפעל במדויק אטומים עם קצה הגשושית בטמפרטורה נמוכה (4K), כך שהוא גם כלי מדידה חשוב וגם כלי עיבוד בננוטכנולוגיה.
