Микроскопом называется оптический прибор, с помощью которого можно получать обратное изображение и рассматривать мельчайшие детали объекта. которые невозможно увидеть невооруженным глазом.
Рассмотрим устройство и принцип работы микроскопа, который считается самым простым. Подставка, или штатив, выполняется в виде тяжелой отливки, как правило, подковообразной формы. К штативу на шарнире крепится тубусодержатель, на котором размещаются все остальные части микроскопа. В тубус вмонтированы линзовые системы, с помощью которых производится фокусировка. Снизу на тубусе находится объектив. Микроскоп оснащен несколькими объективами, обеспечивающими разную степень увеличения на револьверной головке, благодаря которой объективы приводятся на оптической оси в рабочее положение.
Принцип работы микроскопа следующий. При исследовании образца оператор сначала применяет для наблюдения объектив с наименьшим увеличением и с самым широким полем зрения, находит интересующие детали. Затем рассматривает необходимые детали более подробно, применяя более сильные объективы. Окуляр вмонтирован в выдвижной держатель, с помощью которого при необходимости можно менять длину тубуса. Перемещая тубус с объективом и окуляром вверх и вниз, оператор наводит резкость.
В качестве образца используется, как правило, тонкий прозрачный срез или слой. Его кладут на предметное стекло — прямоугольную стеклянную пластинку, а сверху кладут покровное стекло — более тонкую стеклянную пластинку меньшего размера. Для того чтобы усилить контрастность изображения, образец нередко окрашивается специальными химическими веществами.
Предметное стекло необходимо расположить на предметном столике так, чтобы образец был расположен над центральным отверстием столика. Для того чтобы образец можно было в процессе работы плавно и точно перемещать, конструкция столика предполагает наличие соответствующего механизма.
Сконцентрировать свет на образце дает возможность третья система линз — конденсор, закрепленный с помощью держателя под предметным столиком. Здесь же размещается ирисовая диафрагма, применяемая для регулировки апертуры.
Еще ниже закреплено осветительное зеркало в универсальном шарнире. Оптическая система создает изображение благодаря тому, что зеркало отбрасывает свет от лампы на образец. Для того чтобы можно было сохранить изображение на фотопленке, окуляр заменен фотоприставкой.
Рассмотреть микроскопические объекты с увеличением до 106 раз позволяет электронный микроскоп. Принцип работы основан на использовании для увеличения изображения пучка заряженных частиц энергией от 200 кэВ и более. В этом заключается основное отличие электронного микроскопа от стандартного, где применяется световой поток.
Самые совершенные электронные микроскопы позволяют получить увеличение чуть менее 1 ангстрема. Поток электронов генерируется с помощью обычного катода, изготовленного из вольфрама и сплава лантана с бором. В некоторых модификациях термоэмиссионные катоды заменяют катодами Шоттки.
Сгенерированные частицы разгоняются до энергии 200 кэВ под напряжением от 20 кВ до 1 Мбайт.
Для того чтобы контролировать поток заряженных частиц, применяются магнитные линзы, корректирующие движение шкаф купе на заказ купить в москве электронов в трубке прибора. Часть зарядов, достигая образца, рассеивается, часть — проходит через образец. Эти заряды и предоставляют информацию о объекте. Затем поток усиливают и подают на экран микроскопа.
Увидеть атомную структуру веществ дает возможность туннельный микроскоп. Принцип работы этого устройства описали его изобретатели Генрих Рорер и Герд Бинниг в 1982 году. За создание этого устройства они были награждены Нобелевской премией.
К исследуемой поверхности близко подводится тонкая игла, на которую подается напряжение относительно рассматриваемого материала. Поскольку расстояние между поверхностью и иглой микроскопическое, напряженность электрополя у иглы оказывается большой. Под действием этого напряжения электроны с поверхности движутся к игле. Такой вид тока называется туннельным, поскольку между поверхностью и иглой образуется некий барьер. Такая возможность получения туннельного тока обусловливается квантовыми закономерностями действия электронов на малом расстоянии. Поскольку величина тока сильно зависима от расстояния (экспоненциально), и поэтому любые изменения расстояния между иглой и поверхностью приводят к резкому изменению тока, благодаря чему в туннельном микроскопе можно очень точно измерить расстояние от иглы до поверхности.