Mikroskop

[koza]

A zdradzisz, co tymi mikroskopami obserwujesz?

I pytanie pomocnicze:
Jak się definiuje powiększenie? Niby teoria prosta, ale praktyka gorsza.

Czy definiuje się je w stosunku do wielkości źrenicy oka? Czy może na chłopski rozum: jeśli patrzę na obiekt bez mikroskopu to widzę powiedzmy 50 cm stołu, gdy patrzę z tej samej odległości na ten sam stół przez mikroskop to widzę 500um stołu (próbki) to wtedy mam powiększenie p = (50 * 10 * 1000) [um]/ (500) [um] = 1000?

[dzemski]

Wszystko co się da Materiał biologiczny, owady, pasożyty, rośliny, medyczny, tkanki, zęby, chemiczny, różne katalizatory, wymieniacze jonowe, związki, kryminalistyka i wiele wiele innych.

a co do powiększenia i ogólnie mikroskopu to polecam w necie poczytać:
http://www.zor.zut.edu.pl/Skrypt-web...ikroskopu.html
https://blog.mikroskopia.com/paramet...ikroskopowych/

[wyszomir]

Ogólnie, maksymalne możliwe powiększenie w mikroskopii optycznej to okolice 4000x. I to tylko w świetle czerwonym.

Zaintrygowało mnie dlaczego akurat w świetle czerwonym. Światło czerwone to najdłuższe fale z zakresu światła widzialnego a wydawałoby się że największą rozdzielczość - a więc i największe powiększenia - powinny być możliwe przy najkrótszych falach - a więc przy świetle fioletowym. Gdzie tkwi błąd w moim rozumowaniu?

[dzemski]

Tu chodzi o mikroskop laserowy. Bo te max powiększenia dostaje się na takich mikroskopach. Na zwykłym oświetleniu nie da rady dobić do takich powiększeń. Przy niebieskim (myślałem o czym innym i napisałem czerwony) laserze mam największe możliwe powiększenia. Ale fakt, w spolaryzowanym UV jest jeszcze lepiej. Tylko, że to już jest poza zakresem widzialnym.

Mikroskopy z klasycznym oświetleniem mają powiększenia max 1500X.

Ciekawa jest też sprawa z rozdzielczością optyki. Mimo, że kamery mają wyjścia na 12, a nawet więcej megapikseli, to obrazy uzyskuje się metodą pixelshift jak w olympusach omd. Kamery zazwyczaj mają max 3Mpix (bo optyka i tak rzadko wyrabia więcej) i przesuwając matrycę robią serię zdjęć, które składają w jedno o większej rozdzielczości.
Stąd się wzięła ta technologia w aparatach. Olympus już od dawna produkował takie kamery mikroskopowe. Ma to także dodatkowe plusy, wielkość pojedynczego piksela w kamerze (umownie piksela) jest naprawdę spora i łapie dużo światła.
Kamery w mikroskopie transmisyjnym (te, które mam) mają 4 mpix (2048x2048 ) i są monochromatyczne. Do tego są naprawdę duże (kwadrat 45x45mm). Dzięki temu mogą pracować z naprawdę niskim natężeniem sygnału, a w mikroskopii transmisyjnej ma to duże znaczenie, bo wiele preparatów ulega degradacji i zniszczeniu w wyniku intensywności wiązki elektronów w miarę oglądania.

[August68]

@dzemski faaaajne masz w robocie "zabawki"

[dzemski]

@dzemski faaaajne masz w robocie "zabawki"

Robotę mam fajną, choć tak sobie płatną. Ale dla mnie ważniejsza jest satysfakcja z pracy.

[Tadeusz Jankowski]

"Powyżej tego trzeba już używać mikroskopów elektronowych:
Skaningowych - obserwacja jak w świetle odbitym
Transmisyjnych -obserwacja jak w świetle przechodzącym."

W praktyce i teorii zwykły mikroskop świetlny da powiększenie do około 1000 - 1500 razy. Większe powiększenie jest puste. Mikroskop amatorski - da dużo mniej.
Im krótsza fala światła użytego w mikroskopie, tym większe powiększenie obserwowanego pola obiektu. Z tego wynika, ze światło czerwone daje najmniejsze powiększenie.

Mikroskop SEM nie działa tak jak mikroskop świetlny. Nie ma w nim takiej geometrii jak w układzie optycznym mikroskopu świetlnego. Mikroskop ten działa na zasadzie bombardowania wiązką elektronów o bardzo małej średnicy (mniejszej niż 0,5 mikrometra) oglądanego obiektu. Wiązka elektronów wzbudza na obserwowanym obiekcie promieniowanie rentgenowskie, które jest rejestrowane przez odpowiedni układ. Wiązka ta jest skanująca, czyli omiata powierzchnię preparatu, a sam preparat (jego powierzchnia) musi być zdolny do emitowania promieniowania rentgenowskiego, elektronów wtórnych i elektronów wstecznie rozproszonych pod wpływem wzbudzenia przez wiązkę elektronów.

Mikroskop SEM ma olbrzymią przewagę pod jednym względem nad mikroskopem optycznym - daje olbrzymia głębię ostrości w powiększeniach porównywalnych z optycznymi, także w większych powiększeniach lecz uzyskiwanie ostrego obrazu nie jest takie proste, jak w mikroskopie optycznym i nie ma nic wspólnego z mikroskopem optycznym.

Oglądanie atomów nie jest możliwe w mikroskopie elektronowym. To co w nim można zobaczyć, to obraz prześwietleniowy (super cienkiej specjalnie przygotowanej folii) lub obraz dyfrakcyjny jej struktury.
TJ

[dzemski]

"Powyżej tego trzeba już używać mikroskopów elektronowych:
Skaningowych - obserwacja jak w świetle odbitym
Transmisyjnych -obserwacja jak w świetle przechodzącym."

W praktyce i teorii zwykły mikroskop świetlny da powiększenie do około 1000 - 1500 razy. Większe powiększenie jest puste. Mikroskop amatorski - da dużo mniej.
Im krótsza fala światła użytego w mikroskopie, tym większe powiększenie obserwowanego pola obiektu. Z tego wynika, ze światło czerwone daje najmniejsze powiększenie.

Mikroskop SEM nie działa tak jak mikroskop świetlny. Nie ma w nim takiej geometrii jak w układzie optycznym mikroskopu świetlnego. Mikroskop ten działa na zasadzie bombardowania wiązką elektronów o bardzo małej średnicy (mniejszej niż 0,5 mikrometra) oglądanego obiektu. Wiązka elektronów wzbudza na obserwowanym obiekcie promieniowanie rentgenowskie, które jest rejestrowane przez odpowiedni układ. Wiązka ta jest skanująca, czyli omiata powierzchnię preparatu, a sam preparat (jego powierzchnia) musi być zdolny do emitowania promieniowania rentgenowskiego, elektronów wtórnych i elektronów wstecznie rozproszonych pod wpływem wzbudzenia przez wiązkę elektronów.

Mikroskop SEM ma olbrzymią przewagę pod jednym względem nad mikroskopem optycznym - daje olbrzymia głębię ostrości w powiększeniach porównywalnych z optycznymi, także w większych powiększeniach lecz uzyskiwanie ostrego obrazu nie jest takie proste, jak w mikroskopie optycznym i nie ma nic wspólnego z mikroskopem optycznym.

Oglądanie atomów nie jest możliwe w mikroskopie elektronowym. To co w nim można zobaczyć, to obraz prześwietleniowy (super cienkiej specjalnie przygotowanej folii) lub obraz dyfrakcyjny jej struktury.
TJ

Tadeusz, ja używam uproszczeń by wszyscy zrozumieli. Jednak z tym co napisałeś o układzie mikroskop optyczny/skaningowy i optyką w nich (tak optyką) się nie zgodzę.

Porównuję te mikroskopy ze względu na to jaki obraz się uzyskuje i co się obrazuje (TEM-światło przechodzące, SEM - światło odbite). To po to by słuchacz (czytelnik) łatwiej zrozumiał jakie są różnice, wszak większość miała styczność z prostymi mikroskopami w szkole.

Działo elektronowe jest zbudowane podobnie jak obiektyw w mikroskopie optycznym. Jedyna różnica to to, że nie ma soczewek szklanych (lub z innego materiału), a są elektromagnetyczne, a to wynika z tego, że w mikroskopie elektronowym źródłem obrazu (znów w uproszczeniu piszę) są elektrony, a one mają ładunek ujemny. Soczewki elektromagnetyczne skupiają elektrony tak jak soczewki szklane światło. W trakcie wiązki znajdują się tez przysłony o różnej średnicy, dzięki którym można uzyskać m.in. większą rozdzielczość i głębie ostrości skanowanego obiektu. W skaningu na końcu masz wiązkę elektronów skupioną na powierzchni preparatu, i odchylaną punkt po punkcie, linia za linią. Czyli skanującą preparat tak jak to robi skaner. W mikroskopie transmisyjnym wiązka przechodzi przez całe pole preparatu (oczywiście zawężonym przysłoną wstępną i rzucana jest na ekran pokryty luminoforem. I tu także są soczewki elektromagnetyczne, które skupiają i kierują odpowiednio wiązkę elektronów. W TEM nie ma skanowania tylko jest transmisja elektronów przez preparat, dlatego ta mikroskopia ma taką nazwę. I tak w TEM mogę oglądać atomy w bardzo cienkim, specjalnie przygotowanym preparacie. A TEM to mikroskop transmisyjny. Mój (ten większy ze zdjęcia) ma tryb hiper rozdzielczości, w którym bez problemów na takiej folii obejrzę atomy.
Mój kolega w innym labie ma mikroskop AFM (sił atomowych), na nim jeszcze łatwiej ogląda się atomy i nie trzeba super cienkiej folii, jedynie bardzo gładki preparat.

O zasadzie działania mikroskopu SEM także piszesz bzdury. Promieniowanie RTG, które powstaje podczas przeskoku elektronów na stanach energetycznych nie służy do obrazowania preparatu. Skąd Ty takie rewelacje znalazłeś? Elektrony wtórne (SE) i wstecznie rozproszone (BSE) są źródłem obrazu. Przy czym tylko elektrony SE dają obraz realny. BSE pokazują bardziej zmianę w gęstości elektronowej powierzchni preparatu, przez co wykorzystuje się je często przy preparatach mineralogicznych, czy materiałówce. Najczęściej miksuje się obraz z obydwu detektorów, albo używa tylko jednego.

Od 24 lat zajmuję się mikroskopią elektronową i jestem z zawodu chemikiem (ukończyłem studia chemiczne). Moje mikroskopy poza obrazowaniem wyposażone są także w różne dodatkowe detektory: dyfrakcja Kikuchiego w SEM z Emisją polową, EDS (czasem ma skrót EDX ale to to samo) - czyli energodysperysjna mikroanaliza rentgenowska (ilościowa i jakościowa analiza pierwiastkowa w preparacie oraz jego mapowanie), Obrazowanie BSE. W TEM za to mam filtr energii pozwalający zawęzić padające na ekran (i kamerę) elektrony tylko do tych o pewnej energii. Dzięki temu można znacznie wzmocnić kontrast preparatu, a także w wielu przypadkach oglądać preparaty niekontrastowane chemicznie. Wewnątrz tego filtra znajduje się także Spektroskop EELS (utraty energii elektronów), dzięki któremu można wykonać analizę chemiczną i mapping pierwiastków w preparacie. Oczywiście TEM z zasady ma także możliwość dyfrakcji.

Poniżej zdjęcie z mojego mikroskopu. Widać atomy preparatu.

[cosinus]

Optyka profesjonalna - dobrze rozumiem - pozostała pod Olympusem ?

[wyszomir]

[...]
Działo elektronowe jest zbudowane podobnie jak obiektyw w mikroskopie optycznym. Jedyna różnica to to, że nie ma soczewek szklanych (lub z innego materiału), a są elektromagnetyczne, a to wynika z tego, że w mikroskopie elektronowym źródłem obrazu (znów w uproszczeniu piszę) są elektrony, a one mają ładunek ujemny.
[...]

Poza tym o czym piszesz jest jeszcze jedna różnica bardzo istotna w wielu zastosowaniach. Wiązka elektronów jest silnie rozpraszana w gazach dlatego preparaty oglądane pod mikroskopem elektronowym są oglądane w próżni (preparat umieszcza się pod kloszem z którego wypompowuje się powietrze i dopiero wtedy traktuje się go wiązką elektronów). Uniemożliwia to oglądanie żywych organizmów a i w przypadku ich tkanek stanowi dość znaczne utrudnienie (podczas odpompowywania woda zawarta w komórkach intensywnie odparowuje co może powodować ich deformację lub zniszczenie).