Оглавление
- 1 Оптический микроскоп
- 1.1 Оптический микроскоп
- 1.2 Конструкция и использование
- 1.3 Типы микроскопов
- 1.4 Составные микроскопы
- 1.5 Специализированные микроскопы
- 1.6 Методы освещения
- 1.7 Цифровой микроскоп
- 1.8 История
- 1.9 История микроскопа
- 1.10 Методы освещения
- 1.11 Флуоресцентная микроскопия
- 1.12 Компоненты микроскопа
- 1.13 Методы освещения
- 1.14 Современные микроскопы
- 1.15 Приложения
- 1.16 Ограничения
- 1.17 Превышение предела разрешения
- 1.18 Структурированное освещение SMI
- 1.19 Микроскопия локализации SPDMphymod
- 1.20 Трехмерная микроскопия с высоким разрешением
- 1.21 Альтернативы
- 1.22 Ограничения камер для образцов
- 1.23 Недостатки изображений
- 1.24 Применение методов
- 1.25 Рекомендации
- 1.26 Дополнительные ресурсы
- 1.27 Полный текст статьи:
- 2 Оптический микроскоп – Википедия
Оптический микроскоп
-
Оптический микроскоп
- Использует видимый свет и систему линз для увеличения изображений
- Изобретен в 17 веке, возможно, в сложном виде
- Базовые микроскопы могут быть простыми, сложные улучшают разрешение и контрастность
-
Конструкция и использование
- Объект помещается на подставку, рассматривается через окуляры
- В стереомикроскопе используются слегка отличающиеся изображения
- Для получения изображения используется фотокамера
- Освещение может быть снизу, через линзу объектива или вокруг нее
- Поляризованный свет используется для определения ориентации кристаллов
- Фазово-контрастная визуализация увеличивает контрастность
-
Типы микроскопов
- Простые микроскопы используют одну линзу или группу линз
- Составные микроскопы используют систему линз для большего увеличения
- Современные исследовательские микроскопы обычно сложные
-
Составные микроскопы
- Линза объектива фокусирует изображение внутри микроскопа
- Окуляр увеличивает изображение, давая перевернутое виртуальное изображение
- Сменные линзы объектива позволяют регулировать увеличение
- Составные микроскопы обеспечивают более совершенные настройки освещения
-
Специализированные микроскопы
- Стереомикроскоп для препарирования
- Сравнительный микроскоп для сравнения двух образцов
- Инвертированный микроскоп для изучения образцов снизу
- Микроскоп для контроля волоконно-оптических разъемов
- Передвижной микроскоп для высокого оптического разрешения
-
Методы освещения
- Петрографический микроскоп для изучения минералов
- Поляризационный микроскоп
- Фазово-контрастный микроскоп
- Эпифлуоресцентный микроскоп
- Конфокальный микроскоп
- Двухфотонный микроскоп
- Школьный микроскоп
- Ультрамикроскоп
- Рамановский микроскоп
-
Цифровой микроскоп
- Оснащен цифровой камерой для наблюдения через компьютер
- Позволяет анализировать изображение, измерять расстояния и площади
- Маломощные цифровые микроскопы доступны по низкой цене
- Цифровая микроскопия с низким уровнем освещенности использует чувствительные камеры
-
История
- Первые микроскопы появились в 13 веке
- Сложные микроскопы появились в Европе около 1620 года
- Изобретатель составного микроскопа неизвестен, но есть несколько кандидатов
- Галилео Галилей усовершенствовал телескоп для микроскопии
- Кристиан Гюйгенс разработал простую двухлинзовую окулярную систему
-
История микроскопа
- Антони ван Левенгук привлек внимание к микроскопу в 17 веке.
- Его микроскопы были простыми, но позволяли видеть детализированные изображения.
- Составной микроскоп появился спустя 150 лет благодаря развитию оптики.
-
Методы освещения
- В 1893 году Август Келер разработал метод освещения Köhler illumination.
- В 1953 году Фриц Цернике получил Нобелевскую премию за фазово-контрастное освещение.
- В 1955 году Джордж Номарски разработал дифференциально-интерференционную контрастную микроскопию.
-
Флуоресцентная микроскопия
- Современная биологическая микроскопия использует флуоресцентные зонды.
- Флуоресцентные красители, такие как DAPI, используются для маркировки структур внутри клетки.
- Иммунофлуоресценция и флуоресцентные белки также применяются.
-
Компоненты микроскопа
- Окуляр фокусирует изображение для глаза.
- Турель для объектива позволяет переключаться между объективами.
- Объективы собирают свет от образца и характеризуются увеличением и числовой апертурой.
- Масляная иммерсионная линза увеличивает числовую апертуру для детального наблюдения.
- Регуляторы фокусировки позволяют подстраиваться под образцы различной толщины.
- Рама обеспечивает точку крепления для элементов управления микроскопом.
- Этап удерживает образец и может быть механическим для плавного перемещения.
- Источник света может быть дневным светом, галогенной лампой, светодиодами или лазером.
- Конденсатор фокусирует свет на образце и может включать диафрагму и фильтры.
- Увеличение зависит от мощности окуляра и объектива.
-
Методы освещения
- Кросс-поляризованный свет, темное поле, фазовый контраст и дифференциальный интерференционный контраст улучшают контрастность образца.
- Метод Sarfus сочетает кросс-поляризованный свет и специальные слайды для визуализации нанометровых образцов.
-
Современные микроскопы
- Позволяют извлекать данные, кроме изображения в проходящем свете.
- Используются отраженный или падающий свет, флуоресцентная микроскопия, микроспектроскопия и другие методы.
-
Приложения
- Оптическая микроскопия применяется в микроэлектронике, нанофизике, биотехнологии и других областях.
- Используется в медицине, промышленности и других областях.
-
Ограничения
- Дифракция ограничивает разрешение микроскопа.
- Современные методы позволяют преодолеть дифракционный предел, но остаются специализированными.
-
Превышение предела разрешения
- Голографические методы и флуоресцентные образцы улучшают разрешение.
- Метод Сарфуса позволяет визуализировать пленки толщиной до 0,3 нм.
-
Структурированное освещение SMI
- Модифицирует PSF микроскопа для увеличения разрешения и точности измерений.
- Позволяет измерять положение и расстояние флуоресцентных объектов.
-
Микроскопия локализации SPDMphymod
- Измеряет положение, расстояние и угол “оптически изолированных” частиц.
- Использует различные спектральные маркеры для идентификации частиц.
-
Трехмерная микроскопия с высоким разрешением
- Комбинация локальной микроскопии и структурированного освещения SMI.
-
Альтернативы
- Атомно-силовой микроскоп, сканирующий электронный микроскоп и другие методы используют другие волны.
- Высокочастотные волны обеспечивают более высокое разрешение, но имеют ограничения для живых образцов.
-
Ограничения камер для образцов
- Камеры для образцов ограничивают размер образца
- Манипулирование образцами затруднено
-
Недостатки изображений
- На изображениях не виден цвет
- Некоторая информация теряется
-
Применение методов
- Необходимы для исследования молекулярных или атомарных эффектов
- Примеры: возрастное упрочнение алюминиевых сплавов, микроструктура полимеров
-
Рекомендации
- Цитируемые источники
- Дальнейшее чтение
-
Дополнительные ресурсы
- Антикварные микроскопы и научные инструменты
- Коллекция ранних микроскопов
- Исторические микроскопы
- Коллекция Голуба
- Молекулярные выражения, концепции в оптической микроскопии
- Онлайн-учебник по практической оптической микроскопии в Кембриджском университете
- Открытое программное обеспечение
- База данных, ориентированная на ячейки