14-ТЕ ВИДА МИКРОСКОПИ И ТЕХНИТЕ ФУНКЦИИ - НАУКА - 2025

Има различни видове микроскопи: оптични, съставни, стереоскопични, петрографски, конфокални, флуоресценция, електронни, трансмисионни, сканиращи, сканиращи сонда, тунелиране, йони в полето, цифрови и виртуални.

Микроскоп е инструмент, използван за да позволи на човека да вижда и наблюдава неща, които не биха могли да се видят с просто око. Използва се в различни области на търговията и научните изследвания, вариращи от медицина до биология и химия.

Микроскопи от 18 век от Musée des Arts et Métiers, Париж

Дори е въведен термин за използването на този инструмент за научни или изследователски цели: микроскопия.

Изобретението и първите записи на използването на най-простия микроскоп (работеше чрез лупа) датират от 13 век, с различни признаци кой би могъл да бъде негов изобретател.

За разлика от тях, смесеният микроскоп, по-близо до моделите, които познаваме днес, се изчислява, че е бил използван за първи път в Европа около 1620 година.

Още тогава имаше няколко, които искаха да предложат изобретението на микроскопа и се появиха различни версии, които с подобни компоненти успяха да постигнат целта и да увеличат образа на много малка проба пред човешкото око.

Сред по-признатите имена, приписвани на изобретението и използването на техните собствени версии на микроскопи, са Галилео Галилей и Корнелис Дребер.

Пристигането на микроскопа в научните изследвания доведе до открития и нови гледни точки за съществените елементи за развитието на различни области на науката.

Наблюдаването и класификацията на клетки и микроорганизми като бактерии са едно от най-популярните постижения, станали възможни под микроскоп.

От първите си версии преди повече от 500 години, днес микроскопът поддържа основната си концепция за работа, въпреки че производителността и специализираните му цели се променят и развиват до днес.

Основни видове микроскопи

Оптичен микроскоп

Известен също като светлинен микроскоп, той е микроскопът с най-голяма структурна и функционална простота.

Той работи чрез поредица от оптики, които заедно с навлизането на светлина позволяват увеличаване на изображение, което е добре разположено във фокусната равнина на оптиката.

Това е най-старият дизайнерски микроскоп и най-ранните му версии се приписват на Антон ван Левенхук (17-ти век), който е използвал прототип на един обектив върху механизъм, държащ пробата.

Съставен микроскоп

Съставният микроскоп е вид светлинен микроскоп, който работи по различен начин от обикновения микроскоп.

Той има един или повече независими оптични механизми, които позволяват по-голямо или по-малко увеличение на пробата. Те са склонни да имат много по-здрава композиция и позволяват по-голяма лекота на наблюдение.

Счита се, че името му не се приписва на по-голям брой оптични механизми в структурата, а на факта, че формирането на увеличеното изображение става на два етапа.

Първи етап, при който пробата се проектира директно върху целите върху нея, и втори, където тя се увеличава чрез очната система, която достига до човешкото око.

Стереоскопичен микроскоп

Това е вид микроскоп с ниско увеличение, използван главно за дисекции. Разполага с два независими оптични и визуални механизма; по един за всеки край на пробата.

Работете с отразена светлина върху пробата, а не чрез нея. Той позволява да се визуализира триизмерно изображение на въпросната проба.

Петрографски микроскоп

Използван специално за наблюдение и състав на скали и минерални елементи, петрографският микроскоп работи с оптичните основи на предишни микроскопи, с качеството на включване на поляризиран материал в целите си, което позволява да се намали количеството светлина и яркостта на минералите те могат да отразяват.

Петрографският микроскоп позволява чрез увеличеното изображение да изяснява елементите и структурите на скалите, минералите и земните компоненти.

Конфокален микроскоп

Този оптичен микроскоп позволява увеличаването на оптичната разделителна способност и контраста на изображението благодарение на устройство или пространствена "въртележка", която елиминира излишната или извън фокус светлина, която се отразява през пробата, особено ако има по-голяма размер, позволен от фокусната равнина.

Устройството или пинолът е малък отвор в оптичния механизъм, който не позволява излишната светлина (тази, която не е фокусирана върху пробата) да се разпръсне върху пробата, намалявайки остротата и контраста, които може да има.

Поради това конфокалният микроскоп работи с доста ограничена дълбочина на полето.

Флуоресцентен микроскоп

Това е друг вид оптичен микроскоп, в който се използват флуоресцентни и фосфоресциращи светлинни вълни за по-добри детайли при изследването на органични или неорганични компоненти.

Те се открояват просто с използването на флуоресцентна светлина за генериране на изображението, без да се налага изцяло да зависят от отражението и абсорбцията на видимата светлина.

За разлика от други видове аналогови микроскопи, флуоресцентният микроскоп може да има определени ограничения поради износването, което флуоресцентният светлинен компонент може да представи поради натрупването на химически елементи, причинени от въздействието на електрони, износване на флуоресцентните молекули.

Разработката на флуоресцентния микроскоп спечели учените Ерик Бетциг, Уилям Монернер и Стефан Ад от Нобеловата награда за химия през 2014 г.

Електронен микроскоп

Електронният микроскоп представлява категория сама по себе си в сравнение с предишните микроскопи, защото променя основния физически принцип, който позволява визуализацията на пробата: светлина.

Електронният микроскоп замества използването на видима светлина с електрони като източник на осветление. Използването на електрони генерира цифрово изображение, което позволява по-голямо увеличение на пробата в сравнение с оптичните компоненти.

Въпреки това, големите увеличения могат да доведат до загуба на вярност в образцовото изображение. Използва се главно за изследване на ултраструктурата на микроорганичните образци; капацитет, който конвенционалните микроскопи нямат.

Първият електронен микроскоп е разработен през 1926 г. от Хан Буш.

Предавателен електронен микроскоп

Основният му атрибут е, че електронният лъч преминава през пробата, като генерира двуизмерно изображение.

Поради енергийната сила, която могат да имат електроните, пробата трябва да бъде подложена на предходен препарат, преди да бъде наблюдавана чрез електронен микроскоп.

Сканиращ електронен микроскоп

За разлика от трансмисионния електронен микроскоп, в този случай електронният лъч се проектира върху пробата, като генерира ефект на отскок.

Това позволява триизмерната визуализация на пробата поради факта, че се получава информация на повърхността на това.

Микроскоп за сканираща сонда

Този тип електронен микроскоп е разработен след изобретяването на тунелния микроскоп.

Характеризира се с използване на епруветка, която сканира повърхностите на пробата, за да генерира изображение с висока вярност.

Епруветката сканира и с помощта на топлинните стойности на пробата тя може да генерира изображение за по-късния си анализ, показано чрез получените топлинни стойности.

Тунелен микроскоп

Това е инструмент, използван специално за генериране на изображения на атомно ниво. Неговият капацитет за разделителна способност може да позволи манипулиране на отделни изображения на атомни елементи, работещи чрез електронна система в тунелен процес, който работи с различни нива на напрежение.

Необходим е голям контрол на околната среда за наблюдателна сесия на атомно ниво, както и използването на други елементи в оптимално състояние.

Има обаче случаи, в които микроскопи от този тип са били изградени и използвани по битов начин.

Той е изобретен и реализиран през 1981 г. от Герд Биниг и Хайнрих Рохър, които през 1986 г. са носители на Нобелова награда по физика.

Йонно полев микроскоп

Това име е повече от инструмент, известен с това наименование, използвано за наблюдение и проучване на подреждането и пренареждането на атомно ниво на различни елементи.

Това беше първата техника, която направи възможно разпознаването на пространственото разположение на атомите в даден елемент. За разлика от други микроскопи, увеличеното изображение не е обект на дължината на вълната светлинна енергия, преминаваща през него, но има уникална способност да се увеличава.

Той е разработен от Ервин Мюлер през 20-ти век и се счита за прецедент, който позволи по-добра и по-подробна визуализация на елементи на атомно ниво днес, чрез нови версии на техниката и инструментите, които правят възможно.

Цифров микроскоп

Цифровият микроскоп е инструмент с предимно търговски и обобщен характер. Той работи чрез цифрова камера, чието изображение се проектира на монитор или компютър.

Той се счита за функционален инструмент за наблюдение на обема и контекста на обработените проби. По същия начин той има физическа структура, с която е много по-лесно да се манипулира.

Виртуален микроскоп

Виртуалният микроскоп, повече от физически инструмент, е инициатива, която търси дигитализацията и архивирането на проби, работили досега във всяка област на науката, с цел всеки заинтересован участник да има достъп и да взаимодейства с цифрови версии на органични проби или неорганични чрез сертифицирана платформа.

По този начин използването на специализирани инструменти ще бъде изоставено и ще бъдат насърчавани изследвания и разработки без рискове от унищожаване или повреждане на реална извадка.

Препратки

1. (2010 г.). Извлечено от История на микроскопа: history-of-the-microscope.org
2. Кеуепсе. (SF). Основи на микроскопите. Получен от Keyence - сайт за биологичен микроскоп: keyence.com
3. Microbehunter. (SF). Теория. Получено от Microbehunter - любителски ресурс за микроскопия: microbehunter.com
4. Williams, DB, & Carter, CB (nd). Предавателна електронна микроскопия. Ню Йорк: Пленум Прес.