Микроскоп туралы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 4 бет
Таңдаулыға:

Микроскоп

Микроскоп (грек. mіkros - ұсақ және skopeo - көремін) - жай көзге көрінбейтін нысандардың (немесе олардың құрылымдық бөліктерінің) бірнеше есе үлкейтілген кескінін алатын оптикалық прибор. Микроскоп бактериялар, органикалық клеткалар, майда кристалдар, қорытпалардың құрылымы, т. б. өлшемдері көздің көру мүмкіндігінен аз (ажыратқыш шамасы 0, 1 мм-ге тең) нысандарды зерттеуге арналған Микронысандардың пішінін, өлшемін, құрылымын, т. б. сипаттамаларын анықтауға, элементтерінің ара қашықтығы 0, 2 мкм-ге дейінгі құрылымдарды ажыратып көруге мүмкіндік береді. Линзаның немесе екі линзадан тұратын жүйенің заттардың үлкейтілген кескінін беретін қасиеттері 16 ғасырдың өзінде белгілі болған. Микроскопты алғаш рет ғылыми - зерттеу жұмыстарына қолдану ісі жануарлар тіні мен өсімдік ұлпаларының клеткалық құрылысын анықтаған (1665) ағылшын ғалымы Р. Гук және Микроскоптың жәрдемімен микроорганизмдерді ашқан (1673 - 77) голланд ғалымы А. Левенгук есімдерімен байланысты. 1872 - 73 жылы неміс ғалымы Э. Аббе жасаған Микроскопта өздігінен сәуле шығармайтын нысандар кескінінің түзілу теориясы әр түрлі микроскопты зерттеу әдістерінің дамуына зор ықпал етті.

Микроскоптың оптикалық сұлбасы және әсер ету принципі.

Электронды микроскоп

Зат тұратын үстелде орналасқан нысан жасанды жарықпен (шам және линза-коллектор), айнаның және конденсордың көмегімен жарықтандырылады. Нысанды үлкейту объектив пен окуляр арқылы жүзеге асырылады. Объектив нысанның төңкерілген шын және үлкейтілген кескінін береді. Окуляр, әдетте, ең жақсы көрінетін қашықтықта (D=250 мм) нысанның екінші ретті үлкейтілген жорамал (жалған) кескінін түзеді. Егер окулярды кескінді оның алдыңғы окуляры фокусының алдына келетіндей етіп ығыстырса, онда окулярдың түзетін кескіні шын және оны экранда немесе фотопленкада алуға болады. Микроскоптың жалпы үлкейтуі объектив пен окуляр үлкейтулерінің көбейтіндісіне тең: Г=bЧГок, мұндағы Гок окуляр үлкейтуінің номинал мәні. Объективтің үлкейтуі: b=D/fўоб формуласымен өрнектеледі, мұндағы D - объективтің артқы фокусы және окулярдың алдыңғы фокусының ара қашықтығы; fўоб - объективтің фокусаралық ара қашықтығы. Окулярдың үлкейтуі лупаның үлкейтуі сияқты мына формуламен өрнектеледі: Гок=250/fўок, мұндағы fўок - окулярдың фокус аралық қашықтығы. Әдетте, Микроскоптың объективі 6, 3-тен 100-ге, ал окуляры 7-ден 15-ке дейін үлкейте алады. Сондықтан Микроскоптың жалпы үлкейтуі 44-тен 1500-ге дейінгі аралықта жатады. Иристік далалық және апертуралық диафрагмалар жарық шоғын шектеу және оның шашырауын кеміту қызметін атқарады. Микроскоптың негізгі сипаттамасы оның ажыратқыштық шамасы (қабілеттілігі) . Микроскоптың ажыратқыштық шамасы шектеулі болады, ол жарық дифракциясымен түсіндіріледі. Микроскопты алғаш рет ғылыми-зерттеу жұмыстарына қолданғандар жануарлар тіні мен өсімдік ұлпаларының клеткалық құрылысын анықтаған (1665) ағылшын ғалымы Роберт Гук және микроскоптың жәрдемімен микроорганизмдерді ашқан (1673 - 77) голланд ғалымы Антони Ван Левенгук болды.

Микроскоптың түрлері (типтері)

Қолдану облыстарына не болмаса бақылау әдістеріне байланысты анықталады. Биологиялық Микроскоп микробиологияда, гистологияда, цитологияда, ботаникада, медицинада зерттеулер жүргізуге, ал физикада, химияда, т. б. мөлдір денелерге бақылау жүргізуге арналған. Биологиялық зерттеулерде осымен қатар люминесценттік және инвертирленген Микроскоптар қолданылады. Металлографикалық Микроскоп - металдар мен қорытпалардың микроқұрылымын зерттеуге; поляризациялық Микроскоп - қосымша поляризациялық қондырғылармен жабдықталған және негізінен минералдар мен кендердің шлифтерін зерттеуге; стереомикроскоптар - бақыланатын заттардың көлемді кескіндерін алу үшін; өлшеуіш Микроскоптар - машина жасау саласында дәл өлшеулер жүргізуге арналған. Аталғандардан басқа арнайы Микроскоп да бар: фотоэмульсиядағы ядролық бөлшектердің іздерін анықтайтын Микроскоп; 2С-қа дейінгі қыздырылған нысандарды зерттейтін Микроскоп; операцияларда қолданылатын хирург. Микроскоп, интерференциялық Микроскоп

Электронды микроскоп

Электронды микроскоптың көрсеткіштік қабілеті өте жоғары. Қазіргі электронды микроскоптың көрсеткіштік қабілеттілігі 0, 1-0, 3 нм-ге дейін жетеді. Электрондық микроскоптың құрылыс принципі жарық микроскопына ұқсас, сәулелерінің рөлін электр тоғымен қыздырылған вакуумда орналасқан V пішінді фольфрам жібі электрондар тасқынының қызметін атқарады, әйнек линзалардың орнында электромагниттік линзалар орналасқан. Жарық микроскопының объективі мен окулярының орнына электрондық микроскоптың магниттік катушкалары сәйкес келеді. Электронды микроскопта (ЭМ) міндетті түрде ваккум болуы қажет, себебі ауада электрондар алысқа кете алмайды, оттегі, азот немесе көмір қышқыл газы молекулалармен кездессе, олар бөгеліп өз жолын өзгертіп шашырай кетеді. Электрондар тасқынының бағытын қажетіне қарай қуатты электр өрісі немесе магнит өрісімен өзгертуге болады. Электрондардың жылдамдығы үдесе, электрондық микроскоптың шешуші кабілеті артады.

Электронды микроскоптың экраны мен фотопластинкада 50 000 есе үлкейтуге, фотошығаруда одан да көп есе үлкейтуге (10) болады. Қазіргі уақытта флуоресценцияланатын экраннан электронды-микроскопиялық суреттерді сандық телекамерамен компьютерге беріледі. Принтерді пайдалана отырып, суреттерді шығара алады. Электронды микроскоптың көмегімен металл мен кристалды торларда зерттеуге қолданады.

Электронды микроскоптарда жарықтың орнына электрон сәулелері қолданылады, осыған байланысты қолданылатын қуаттың күші 50-100 кВ-қа дейін барады, ал толқын ұзындығы 0, 056-0, 035 А°-ге жетеді. Толқын ұзындығы неғұрлым қысқа болса, микроскоптың көрсеткіштік қабілеттілігі сорғұрлым артатынын физика курсынан жақсы білеміз. Осыған байланысты электронды микроскоптардың көрсеткіштік қабілеттілігі -1-7 А°-ға, ал үлкейткіштік қабілеттілігі 600 000-ға дейін жетеді. Электронды микроскоптың көмегімен қарайтын заттың қалыңдығы 400-600А° препаратты көруге болады, өйткені қалың препараттан электрондар өте алмайды, олардың өткізгіштік қасиеті нашар. Электронды микроскопқа препарат дайындайтын приборды ультрамикротом деп атайды. Осы прибордың көмегімен жұқа кесінді жасап, оны объекті торына бекітіп, арнайы бояулармен бояп, электронды микроскоппен қарайды. Электрон сәулелері препарат арқылы өткенде объектінің үлкейтілген «көлеңкесі» экранға түседі

Поляризация

Поляризация, полярлану[1] (француз тілінде polarіsatіon - алғашқы негізі, грек тілінде polos - ось, полюс) - 1) электрхимиялық поляризация - электр тогы өткен кезде ерітінді мен электрод арасындағы потенциалдар айырмасының тепе-теңдік мәнінен ауытқуы; 2) молекуланың және атомның поляризациясы - сыртқы электр өрісінде орналасқан зат молекуласы мен атомының деформациялануы; 3) биоэлектрлік поляризация - тірі жасуша мен сыртқы орта шекарасында қос электрлік қабаттың пайда болуы; 4) вакуумдық поляризация - магниттік өріс әсерінен вакуумның диэлектрлік орта тәрізді, яғни, осы ортада электр зарядтары біркелкі таралғандай әсер қалдыратын күйге ауысуы; 5) толқындар поляризациясы - көлденең толқындардағы тербелістердің таралу бағытымен салыстырғанда осьтік симметриясының бұзылуы; 6) диэлектриктердің поляризациясы; 7) бөлшектердің поляризациясы - әр бөлшектің өзіне тән қозғалыс мөлшерінің моменті - спині болуына және оның кеңістіктегі бағытталуына байланысты байқалатын бөлшектер күйінің сипаттамасы; 8) ортаның поляризациясы - қарастырылып отырған ортада көлемдік дипольдік электрлік моменттің пайда болуы; 9) Жарық поляризациясы - жарықтың полярлануы; 10) аспан күмбезінің поляризациясы - күндіз бұлт болмаған кезде, не түнде ай жарығында байқалатын оптикалық құбылыстардың бірі.

Поляризациялық микроскоптың көмегімен субмикроскопиялық компоненттері тәртіппен орналасқан биологиялық құрылымдарды (коллаген талшықтары, миофибрилдер) зерттеуге болады. Жарық толқындарын белгілі бір поляризация бағытына бағыттайтын конденсорлы шынының алдына поляризатор орналасады. Зерттейтін препарат және объективтен кейін анализатор орналасады, ол жарық толқынына сол жазықтықта өткізеді. Поляризатор мен анализаторлар-призмалар (николь призмасы) . Егер екінші призманы (анализатор) бірінші призмаға қарағанда 90°С бұрсақ, онда жарық түспейді. Осы екі призманың арасында екі қабатты сәуле шағылыстыратын немесе поляризация жасайтын қабілеттілігі бар объектілер болса, онда ол қараңғы ортада жарық шашқандай болып көрінеді

Поляриметрия. Теориялық негіздері

Поляризациялану жазықтығын айналдыру құбылысын Д. Арго 1811 жылы кристалды кварцты, ал Ж. Био (1815) ерітіндіні зерттеу кезінде ашқан.

Поляризацияланбаған сәуле шығару ағынын (жарықты) толқын таралу сызығының бойындағы жазықтықта тербелетін толқын шоғы түрінде қабылдауға болады. Егер сәуленің көлденең қимасын жазықтықта тік бағытталған десек, онда электромагниттік сәуле шығарудың таралу жазықтығын тілше сызықшамен көрсетуге болады (1-сурет) . Егер жарықтың осы ағымын поляризатор арқылы өткізсе, онда әрбір толқын артоганал құраушыларға, яғни өзара біріне-бірі тік бағытта орналасқан жазықтыққа жіктеледі. Мысалы, 1, б-суретте AOA' жазықтығында таралған осындай бір сәуленің жіктелуі кескінделген.

Бұл сәуле поляризатордан өткен соң ол X және Y остері бойымен бағытталған BOB және СОС құраушыларға жіктеледі.

Ал поляризациялаушы материал жіктелген екі кұраушының (айталық. СОС') бірін өзіне сіңіретін, ал екіншісінің (мысалы, BOB') өткізетін ерекше қасиеті болады. Толық поляризацияның жағдайында электромагниттік тербелістің шығар ағымында ол тек бір жазықтықта ғана өтеді. Мұндай ағымды поляризацияланған немесе жазық поляризацияланған деп атайды.

Сол сияқты поляризацияланған жарық ағымының жолына қойылған екінші поляризатор құрастырушы сәуле шығаруды өткізеді. Бұл оның поляризация өсіне параллель өтеді. Демек, поляризацияланған сәуле анализатордан тек бір бұрышқа бұрғанда ғана өтеді, ал оның ығысуы кезінде, айталық, анализаторды 90° бұрышқа бұрғанда, ағымның қуаттылығы нөлге дейін төмендейді (2-сурет) . Шамның сәуле шығаруы параллель шоқ түрінде линза колиматордан өте отырып, поляризатор (тік оптикалық өсі бар) А арқылы өтеді. Егер Б поляризатор өсі А поляризатор өсіне параллель болса, онда сәуле осы поляризатордан өтеді де, А және Б поляризаторларына перпендикуляр В поляризатордан өтпейді. Ал оның жазықтығын бұрғанда (айталық, 90°-қа дейін) одан өтетін сәуле қуаттылығы максимумға дейін жоғарылайды.

Бірінен кейін бірі ретімен перпендикуляр орналасқан Б мен В поляризаторын айқасқан дейді. Ендеше. осындай поляризаторларды көбейтіп және оларды қисындастыра орналастыру, бұрау арқылы кез келген жарық ағымын керекті шамада, мысалы нөлден 100% дейінгі аралықта поляризациялауға болады. Молекулаларында кристалдық және молекулалық кұрылымды симметриясы жоқ көптеген мөлдір түсті заттар поляризацияланған сәуле шығару жазықтығын айландыруға қабілетті келеді. Бұл заттарды оптикалық активті қосылыстар деп атайды. Поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы кей аралықта ауысады. Егер осы айналу жазықтығы сағат тілінің бағыты бойынша болса, онда айналымды оң (+), ал кері болса, теріс (-) дейді. Айналу дәрежесі сәуле жолында кездесетін молекула санына, ерітінділер үшін оның концентрациясына және оның ыдыс өлшемімен анықталатын қалдығына, толқын ұзындығы мен температураға тәуелді. Меншікті айналдыру шамасын мына формуламен есептейді: мұндағы α - ішінде 1 мл ерітілген С заты бар ерітіндінін поляризация жазықтығының бұрылу бұрышы; ерітінді құйылған ыдыстың ұзындығы - 1 см, температурасы - t, толқын ұзындығы - λ . Кейбір заттардың меншікті айналу мәндері 1-кестеде келтірілген.

Ерітінділердін 20° С меншікті айналуыБелсенді заттар Еріткіш Градус

Камфора спирт + 43, 8

Д2 витамині (дәрумені) хлораформ (СНСІз) + 52, 0

Холестерин ацетон + 82, 6

Хинин СНСІ3 -39, 6

Тұз қышқылы 0, 5 М НСІ - 220, 0

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.