Методы исследования морфологии Морфология объекта

Методы исследования морфологии

Морфология объекта - это его внешнее строение, а также форма, размеры и взаимное расположение (топография) образующих его структурных элементов (частей целого, включений, деформаций, дефектов и т. п. ) на поверхности и в объеме, возникающих при изготовлении, существовании и взаимодействии объекта в расследуемом событии.

В эту группу общеэкспертных методов входят методы: Ø оптической микроскопии; Øэлектронной микроскопии; Ø рентгеноскопии.

Оптическая микроскопия — это совокупность методов наблюдения и исследования с помощью оптического микроскопа.

Морфологию любого объекта можно изучать, если разные его частицы по разному отражают и поглощают свет, либо отличаются одна от другой (или от среды) показателем преломления. Эти различия обусловливают разницу амплитуд или фаз световых волн, прошедших через разные участки образца, от чего, в свою очередь, зависит контрастность изображения.

Микроскопом называют оптический прибор, служащий для рассматривания мелких предметов, невидимых невооруженным глазом. Микроскоп состоит из двух собирающих линз - короткофокусного объектива и длиннофокусного окуляра , расстояние между которыми можно изменять при настройке на резкость. Объектив создает действительное, перевернутое, увеличенное промежуточное изображение. Окуляр действует как лупа, создавая мнимое увеличенное изображение

В зависимости от свойств объекта и задач экспертного исследования используются различные методы наблюдения, дающие несколько отличающиеся изображения объекта:

Метод светлого поля в проходящем свете используется для исследования прозрачных объектов с включениями. Пучок света, проходя через непоглощающие зоны препарата дает равномерно освещенное поле. Включение на пути пучка частично поглощает его, частично рассеивает, вследствие чего амплитуда прошедшего через включение света будет меньше и частица выглядит темным пятном на светлом фоне.

Метод темного поля в проходящем свете для наблюдения прозрачных неабсорбирующий объектов, невидимых при методе светлого поля. Изображение создается светом, рассеянным элементами структуры препарата, который отличается от среды показателем преломления. В поле зрения микроскопа на темном фоне видны светлые изображения деталей.

Микроскопы биологические

Метод светлого поля в отраженном свете применяют для наблюдения непрозрачных объектов. Свет на исследуемый объект падает под углом, и морфология объекта видна вследствие различной отражательной способности его элементов.

МБС -10

Стереоскопическая микроскопия позволяет видеть предмет объемным за счет рассматривания его двумя глазами (оптическая система включает два окуляра) Большинство микроскопов, используемых для изучения вещественных доказательств являются стереоскопическими.

Поляризационная микроскопия используется для исследования анизотропных объектов в поляризованном свете (проходящем и отраженном), например, минералов, металлических шлифов, химических волокон

Поляризационные микроскопы Янтарная кислота Противораковый препарат

Люминесцентная (флуоресцентная) микроскопия использует явление люминесценции Объект освещается излучением, возбуждающим люминесценцию. При этом наблюдается цветная контрастная картина свечения, позволяющая выявить морфологические и химические особенности объектов.

Микроскопические измерения линейных и угловых величин, а также некоторых физических характеристик объектов как в проходящей, так и л отраженном свете (в том числе и поляризованном) при изучении формы микрокристаллов, микрорельефа поверхности исследуемых объектов. Этим методом также производятся измерения показателей преломления микрочастиц прозрачных минералов, стекла, химических волокон и др.

Ультрафиолетовая и инфракрасная микроскопия УФ микроскопия (250 -400 нм) применяется для исследования биологических объектов (например, следов крови, спермы). ИК микроскопия (0, 75 -1, 2 мкм) дает возможность изучать внутреннюю структуру объектов непрозрачных в видимом свете (кристаллы, минералы, некоторые стекла, следы выстрела, читать залитые, заклеенные тексты).

УФ - микроскопия

ИК микроскопия

Телевизионная микроскопия позволяет наблюдать микрообъекты на телеэкране, дает возможность чисто электронным путем изменять масштаб, контрастность и яркость изображения.

Рентгеноскопия используется для исследования внутренних дефектов в изделиях из металлов и сплавов или других материалов и изделий (металлов, ювелирных камней, денежных купюр и пр. .

Рентгеновская микроскопия Сплав AL и Cu Железная руда: а -силикат железа, б- магнетит Костная ткань в месте перелома

Электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия (в том числе дифракционная) основана на рассеянии электронов без изменения энергии прохождении их через вещество или материал, то есть на классическом или когерентном рассеянии, входе которого они могут претерпевать дифракцию. Используется для изучения деталей микроструктуры объектов, находящихся за пределами разрешающей способности оптического микроскопа (мельче 0, 1 мкм).

Исследуемые объекты: Ø тонкие срезы (например, волокон или лакокрасочных покрытий для исследования особенностей морфологии их поверхности); Ø суспензии (например, загустителей пластических смазок или тонкодисперсных порошков); Ø реплики (морфология поверхности волокон, биологических объектов).

Сканирующая Растровая электронная микроскопия (РЭМ) основана на облучении исследуемого объекта хорошо сфокусированным с помощью специальной линзовой системы электронным пучком предельно малого сечения (зонд), обеспечивающим достаточно большую интенсивность ответного сигнала (вторичных электронов) от того участка объекта, на который попадает пучок. Разного рода сигналы представляют информацию об особенностях соответствующего участка объекта. Размер участка определяется сечением зонда (от 1 -2 до десятков ангстрем). Чтобы получить информацию о достаточно большой области, дающей представление о морфологии объекта, зонд заставляют обегать (сканировать от англ. scanning обегание) заданную площадь по определенной программе. Полученный сигнал после усиления вызывает свечение кинескопа, развертка которого синхронного с разверткой луча в колонне микроскопа.

Принципиальная 1, 2, 3 – электронная пушка схема РЭМ 5, 6, 9 – электромагнитные линзы 4, 10 – диафрагмы, ограничивающие расходимость пучка электронов 8 – стигматор, корректирует магнитное поле линзы, восстанавливая его симметрию 7 – отклоняющие электромагнитные катушки 12 – образец 13 – детектирующее устройство 14 – усилитель сигнала 15 – экран электронно-лучевой трубки 16 – синхронизирующий генератор

Электронная пушка

Камера микроскопа и расположенные в ней функциональные элементы

Пульт управления микроскопа и изображение структуры материала на экранах его мониторов

Монитор микроспектрального анализатора с изображением характеристического спектра излучения

Сканирующие РЭМ

Изображения изломов

Изображения на экране РЭМ Электронное облако Химическая реакция Живая клетка Сперматозоиды Вирус лихорадки