DIE WICHTIGSTEN MIKROSKOPEIGENSCHAFTEN - TECHNOLOGIE - 2025

Die herausragendsten Eigenschaften des Mikroskops sind das Auflösungsvermögen, die Vergrößerung des Untersuchungsobjekts und die Definition. Diese Funktionen ermöglichen das Studium von Mikroskopobjekten und finden Anwendung in verschiedenen Studienbereichen.

Das Mikroskop ist ein Instrument, das sich im Laufe der Zeit dank der Anwendung neuer Technologien weiterentwickelt hat, um unglaubliche Bilder zu liefern, die viel vollständiger und klarer von den verschiedenen Elementen sind, die Gegenstand von Studien in Bereichen wie Biologie, Chemie, Physik, Medizin, unter vielen anderen Disziplinen.

Die hochauflösenden Bilder, die mit fortschrittlichen Mikroskopen erhalten werden können, können sehr beeindruckend sein. Heute ist es möglich, Teilchenatome mit einer Detailgenauigkeit zu beobachten, die vor Jahren unvorstellbar war.

Es gibt drei Haupttypen von Mikroskopen. Am bekanntesten ist das optische oder Lichtmikroskop, ein Gerät, das aus einer oder zwei Linsen besteht (Verbundmikroskop).

Es gibt auch das akustische Mikroskop, das das Bild aus hochfrequenten Schallwellen erzeugt, und Elektronenmikroskope, die wiederum in Rastermikroskope (SEM, Rasterelektronenmikroskop) und Tunnelmikroskope (STM, Rastertunnelmikroskope) unterteilt sind. Mikroskop).

Letztere liefern ein Bild, das aus der Fähigkeit von Elektronen entsteht, mit Hilfe des sogenannten "Tunneleffekts", der auf dem Gebiet der Quantenphysik üblicher ist, durch die Oberfläche eines Festkörpers zu "passieren".

Obwohl die Konformation und das Funktionsprinzip jedes dieser Mikroskoptypen unterschiedlich sind, weisen sie eine Reihe von Eigenschaften auf, die, obwohl sie in einigen Fällen auf unterschiedliche Weise gemessen werden, allen gemeinsam bleiben. Dies sind wiederum die Faktoren, die die Qualität der Bilder definieren.

Die gemeinsamen Eigenschaften des Mikroskops

1- Auflösungskraft

Es bezieht sich auf das minimale Detail, das ein Mikroskop bieten kann. Dies hängt vom Design der Geräte und den Strahlungseigenschaften ab. Normalerweise wird dieser Begriff mit "Auflösung" verwechselt, die sich auf das Detail bezieht, das das Mikroskop tatsächlich erreicht.

Um den Unterschied zwischen Auflösungsvermögen und Auflösung besser zu verstehen, muss berücksichtigt werden, dass das erstere eine Eigenschaft des Instruments als solches ist, die allgemeiner definiert wird als "die minimale Trennung der Punkte des beobachteten Objekts, die unter Bedingungen wahrgenommen werden kann optimal “(Slayter und Slayter, 1992).

Andererseits ist die Auflösung der minimale Abstand zwischen Punkten des untersuchten Objekts, die unter realen Bedingungen tatsächlich beobachtet wurden und die sich von den idealen Bedingungen unterscheiden könnten, für die das Mikroskop entworfen wurde.

Aus diesem Grund ist in einigen Fällen die beobachtete Auflösung nicht gleich dem unter den gewünschten Bedingungen maximal möglichen.

Um eine gute Auflösung zu erhalten, sind neben der Auflösungskraft gute Kontrasteigenschaften sowohl des Mikroskops als auch des zu beobachtenden Objekts oder der zu beobachtenden Probe erforderlich.

2- Kontrast oder Definition

Hochauflösendes Bild eines einzelligen Organismus. Über Youtube.

Diese Eigenschaft bezieht sich auf die Fähigkeit des Mikroskops, die Kanten oder Grenzen eines Objekts in Bezug auf den Hintergrund zu definieren, in dem es sich befindet.

Es ist das Produkt der Wechselwirkung zwischen Strahlung (Emission von Licht, Wärme oder anderer Energie) und dem untersuchten Objekt, weshalb wir von inhärentem Kontrast (dem der Probe) und instrumentellem Kontrast (dem des Mikroskops selbst) sprechen ).

Deshalb ist es durch die Abstufung des Instrumentenkontrasts möglich, die Bildqualität zu verbessern, so dass eine optimale Kombination der variablen Faktoren erhalten wird, die ein gutes Ergebnis beeinflussen.

In einem optischen Mikroskop ist beispielsweise die Absorption (eine Eigenschaft, die die in einem Objekt beobachtete Helligkeit, Dunkelheit, Transparenz, Opazität und Farbe definiert) die Hauptkontrastquelle.

3- Vergrößerung

Pollen durch ein Mikroskop gesehen.

Diese Eigenschaft wird auch als Vergrößerungsgrad bezeichnet und ist nichts anderes als die numerische Beziehung zwischen der Größe des Bildes und der Größe des Objekts.

Es wird normalerweise durch eine Zahl mit dem Buchstaben "X" gekennzeichnet, sodass ein Mikroskop mit einer Vergrößerung von 10000X ein Bild liefert, das 10.000-mal größer ist als die tatsächliche Größe der beobachteten Probe oder des beobachteten Objekts.

Im Gegensatz zu dem, was man denken könnte, ist die Vergrößerung nicht die wichtigste Eigenschaft eines Mikroskops, da ein Computer eine ziemlich hohe Vergrößerungsstufe, aber eine sehr schlechte Auflösung haben kann.

Aus dieser Tatsache leitet sich das Konzept der nützlichen Vergrößerung ab, dh der Vergrößerungsgrad, der in Kombination mit dem Kontrast des Mikroskops wirklich eine hohe Qualität und ein scharfes Bild liefert.

Andererseits tritt eine leere oder falsche Vergrößerung auf, wenn die maximal nützliche Vergrößerung überschritten wird. Von diesem Punkt an werden trotz weiterer Vergrößerung des Bildes keine nützlichen Informationen mehr erhalten, im Gegenteil, das Ergebnis ist ein größeres, aber verschwommenes Bild, da die Auflösung gleich bleibt.

Die folgende Abbildung zeigt diese beiden Konzepte auf anschauliche Weise:

Die Vergrößerung ist bei Elektronenmikroskopen viel höher als bei optischen Mikroskopen, die bei den fortschrittlichsten eine Vergrößerung von 1500X erreichen, wobei die ersteren bei REM-Mikroskopen Werte von bis zu 30000X erreichen.

Bei Rastertunnelmikroskopen (STM) kann der Vergrößerungsbereich atomare Werte erreichen, die das 100-Millionen-fache der Partikelgröße betragen, und es ist sogar möglich, sie zu bewegen und in definierten Anordnungen zu platzieren.

Fazit

Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass gemäß den oben erläuterten Eigenschaften für jeden der genannten Mikroskoptypen jeder eine spezifische Anwendung hat, die es ermöglicht, die Vorteile und Nutzen hinsichtlich der Qualität der Bilder optimal zu nutzen.

Wenn einige Typen in bestimmten Bereichen Einschränkungen aufweisen, können diese durch die Technologie der anderen abgedeckt werden.

Beispielsweise werden Rasterelektronenmikroskope (REM) im Allgemeinen verwendet, um hochauflösende Bilder zu erzeugen, insbesondere im Bereich der chemischen Analyse, Werte, die mit einem Linsenmikroskop nicht erreicht werden konnten.

Das akustische Mikroskop wird häufiger zur Untersuchung nicht transparenter fester Materialien und zur Charakterisierung von Zellen eingesetzt. Erkennen Sie auf einfache Weise Hohlräume in einem Material sowie interne Defekte, Brüche, Risse und andere versteckte Gegenstände.

Das herkömmliche optische Mikroskop seinerseits ist in einigen Bereichen der Wissenschaft aufgrund seiner einfachen Verwendung, seiner relativ geringen Kosten und weil seine Eigenschaften immer noch vorteilhafte Ergebnisse für die fraglichen Studien liefern, weiterhin nützlich.

Verweise

1. Akustische Mikroskopie-Bildgebung. Wiederhergestellt von: smtcorp.com.
2. Akustische Mikroskopie. Wiederhergestellt von: soest.hawaii.edu.
3. Leere Ansprüche - falsche Vergrößerung. Wiederhergestellt von: microscope.com.
4. Mikroskop, wie Produkte hergestellt werden. Wiederhergestellt von: encyclopedia.com.
5. Rasterelektronenmikroskopie (REM) von Susan Swapp. Wiederhergestellt von: serc.carleton.edu.
6. Slayter, E. und Slayter H. (1992). Licht- und Elektronenmikroskopie. Cambridge, Cambridge University Press.
7. Stehli, G. (1960). Das Mikroskop und seine Verwendung. New York, Dover Publications Inc.
8. STM-Bildergalerie. Wiederhergestellt von: research.watson.ibm.com.
9. Mikroskope und Ziele verstehen. Wiederhergestellt von: edmundoptics.com
10. Nützlicher Vergrößerungsbereich. Wiederhergestellt von: microscopyu.com.