РЕЗНИКОВ И. И. ЛЕКЦИЯ 16

РЕЗНИКОВ И. И. ЛЕКЦИЯ 16

ЛЕКЦИЯ 16 МИКРОСКОПИЯ План лекции: 1. Лупа. 2. Оптический микроскоп. Предел разрешения и полезное увеличение микроскопа. Специальные приемы микроскопии. 3. Электронный микроскоп. Волновые свойства частиц. Предел разрешения электронного микроскопа. Увеличение электронного микроскопа Использование электронного микроскопа в медицине и биологии.

1. ЛУПА Лупа (от французского loupe - увеличительное), оптический прибор для рассматривания мелких объектов, плохо различимых глазом, находящихся на расстоянии соизмеримом с фокусным расстоянием линзы.

Дисторсия Этот вид аберрации возникает вследствие того, что лучи, посылаемые предметом в систему, составляют большие углы с оптической осью, при этом зависимость линейного увеличения от угла пучка приводит к нарушению подобия изображения и предмета.

Увеличением лупы называют отношение угла зрения β, под которым видно изображение предмета при рассматривании его через лупу, к углу зрения α, под которым виден предмет, находящийся на расстоянии наилучшего зрения а 0 α β а 0

Ход лучей в лупе. Формула для увеличения. H/h = b/а = а 0/f

2. Оптический микроскоп Микроско п (греч. μικρός — маленький и σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых невооружённым глазом. Оптический микроскоп – микроскоп, использующий для получения изображения видимый свет.

Микроскоп Левенгука

Ок Об f F 1 F 2 h F 1 H а 0

ФОРМУЛА ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ Гоб — увеличение объектива = Δ/fl Гок — увеличение окуляра = α 0/f 2 Γ = α 0/f 2 Δ/fl = α 0 Δ/ fl f 2 f 1 — фокусное расстояние объектива, f 2 — фокусное расстояние окуляра, Δ — расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра, называемое оптической длиной тубуса

Предел разрешения Разрешающей способностью называют способность микроскопа давать раздельные изображения мелких деталей рассматриваемого предмета Предел разрешения — это такое наименьшее расстояние между двумя точками предмета, когда эти точки видны в микроскопе как две отдельные

ФОРМУЛА ПРЕДЕЛА РАЗРЕШЕНИЯ Z = 0, 5 λο/nsin(u/2) где n sin (u/2) — числовая апертура (А), n — показатель преломления среды, находящейся между предметом и линзой объектива, λ 0 — длина волны света в вакууме

полезное увеличение микроскопа • Увеличение называют полезным, если глаз различает все элементы структуры объекта, которые разрешимы микроскопом без напряжения • Γ = α 0/f 2 Δ/fl = β 1/β=α 0Δ/flf 2. • Z = 0, 5 λο/nsin(u/2) • Z = h • Г = H/h. = H nsin(u/2)/0, 5 λο • H/a 0 = tgα. H = a 0 tgα • Г = H nsin(u/2)/0, 5 λο = a 0 tgα nsin(u/2)/0, 5 λο • λ 0 = 0, 555 мкм, А = 1, 43 α = 2' - 4' , • 700 < Г < 1400

Ок Об f F 1 F 2 h F 1 H а 0

Специальные приемы микроскопии ультрафиолетовый микроскоп Один из способов уменьшения предела разрешения микроскопа — использование света с меньшей длиной волны. В связи с этим применяют ультрафиолетовый микроскоп, в котором микрообъекты исследуются в ультрафиолетовых лучах. Z = 0, 5 λο/nsin(u/2) λ ˂ 400 мкм

иммерсия Числовая апертура может быть увеличена с помощью специальной жидкой среды — иммерсии — в пространстве между объективом и покровным стеклом микроскопа Иммерсионный объектив погружают в каплю иммерсионной жидкости (например кедрового масла), нанесенной на препарат. Кедровое масло имеет такой же коэффициент преломления, как и стекло, и этим достигается наименьшее рассеивание световых лучей. Z = 0, 5 λο/nsin(u/2)

ультрамикроскопия Метод обнаружения частиц, размеры которых лежат за пределами разрешения микроскопа Оптическая схема ультрамикроскопа

микропроекция Для проекции микроскопического изображения на экран (микропроекция) должно быть получено действительное изображение

микрофотография

Ход лучей при микросъемке

3. Электронный микроскоп.

Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля, «волны материи»

Гипотеза де Бройля Луи Виктор Пьер Раймон Де Бройль (Louis de Broglie, 1892 -1987), французский физик, удостоенный Нобелевской премии 1929 по физике за открытие волновой природы электрона. Предположил (1924) , что поток материальных частиц должен обладать и волновыми свойствами аналогично квантам света, связанными с их массой и энергией (волны де Бройля). Экспериментальное подтверждение этой идеи было получено в 1927 в опытах по дифракции электронов в кристаллах.

дифракция электронов на отверстии

Формула де Бройля

Предел разрешения электронного микроскопа Z = 0, 5 λο/nsin(u/2) для U = 100 к. В А 10 2 рад l = 2 — 0, 1 нм

Электронный микроскоп. Ход лучей

Первый электронный микроскоп был изобретен 1930 -х годах Современный растровый (сканирующий) электронный микроскоп

Увеличение электронного микроскопа увеличение от 15 х до 2000000 х

Лимфоцит эритроциты человека

• План лекции № 17: • Рентгеновское излучение • 1. Рентгеновское излучение как разновидность ионизирующего излучения. • 2. Искусственное рентгеновское излучение и его спектр. • 3. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. • 4. Действие рентгеновского излучения