Какие бывают микроскопы: виды оборудования

Содержание

• Оптические микроскопы
• Электронные микроскопы
• Рентгеновские микроскопы
• Сканирующие зондовые микроскопы

Микроскопы используются в микроэлектронике, оптике, медицине для изучения структур, тканей, клеток и других объектов. С их помощью можно получить увеличенное в несколько раз изображение объекта, чтобы определить его свойства и характеристики. 

Каждый вид микроскопа предназначен для решения определенных задач. Далее мы рассмотрим основные типы микроскопов, их особенности и различия.

 

Оптические микроскопы

Самый распространенный и доступный тип микроскопов. Работа прибора основана на принципе преломления и отражения света. Микроскоп имеет предметный столик, на котором располагают исследуемые объекты. Сверху вертикально установлена оптическая система – сменные объективы и окуляры увеличивают образец.

Характеристики

• Увеличение – от 100x до 400x
• Разрешение – от 500x до 2000x
• Глубина резкости – от 0,1 мм до 1 мм
• Поле зрения – от 25?25 мм до 50?50 мм

Сферы применения

• Биология – изучение клеток и тканей.    
• Медицина – диагностика и исследование болезней.
• Материаловедение – получение данных о структуре и свойствах материалов. 

 

Электронные микроскопы

Оснащаются оптикой и цифровыми камерами с разрешением от нескольких ангстрем до нескольких нанометров в зависимости от модели и типа микроскопа. Приборы обрабатывают объект исследования пучком электронов, проходящих через линзу. 

Характеристики

• Разрешение – от нескольких ангстрем до нескольких нанометров
• Увеличение – от 10 до 10 миллионов раз
• Поле зрения – от нескольких ангстрем до десятков микрон
• Скорость сканирования – от 1 секунды до нескольких минут в зависимости от размера образца и разрешения изображения

Сферы применения

• Научные исследования – изучение структур на атомном и молекулярном уровне.
• Медицинская диагностика – обнаружение раковых клеток, инфекционных заболеваний на этапе зарождения.
• Производство полупроводников – создание микроскопических структур на поверхности полупроводниковых материалов при производстве микрочипов
• Материаловедение – изучение свойства металлов, керамики и полимеров.

Виды электронных микроскопов

1.    Сканирующий электронный микроскоп 

В научных лабораториях используется для изучения поверхности материалов или дефектов в полупроводниковых структурах. СЭМ может использоваться для анализа химического состава образцов с помощью энергодисперсионной спектроскопии (EDS).

2.    Трансмиссионный электронный микроскоп 

Помогает исследователям наблюдать структуру атомов и молекул. Электроны проходят через образец, распределяются и регистрируются детектором. Результат выводится на экран компьютера. ТЭМ помогает в определении химического состава образцов с помощью спектроскопии энергетических потерь электронов (EELS).
3.    Лабораторный микроскоп

Применяется для анализа прозрачных биологических мазков и тонких срезов материалов. Используется для проведения химического анализа, определения кристаллической структуры образцов.

 

Рентгеновские микроскопы

Принцип работы основан на рентгеновском излучении. Это позволяет увидеть внутреннюю структуру объектов и провести более точный анализ химического состава. Активно применяются в геологоразведке, материаловедении, анализе проб в медицине.

Характеристики

• Разрешение – от 0,1 до 5 нанометров
• Увеличение – от 10 до 1 000 000 раз
• Глубина резкости – от 0,5 до 10 микрон
• Время сканирования – от 1 секунды до 1 часа в зависимости от настроек микроскопа и размера исследуемого образца

Сферы применения

• Геология – изучение горных пород и определение их химического состава.
•  Материаловедение – оценка твердости, электропроводности, плотности металлов, минералов.

 

Сканирующие зондовые микроскопы

Современные измерительные приборы, которые позволяют проводить изучение объектов на наноуровне. Микроскоп сканирует поверхности объекта и получает изображение с высокой точностью и детализацией. 

Одна из главных особенностей – возможность получения изображений с атомарным разрешением. Это позволяет различать структуры на молекулярном уровне, что невозможно с помощью других видов оборудования. Образцы должны быть электропроводными и тонкими – около 100 нм.

 

Диапазон измерений зависит от конкретной модели микроскопа и может варьироваться от десятков нанометров до единиц ангстрем. В некоторых моделях можно получить разрешение до атомарного уровня, то есть до десятых долей ангстрема. Недостатки – ограниченный размер области сканирования и дорогая цена.

Характеристики

• Увеличение – от 1 до 1 000 000 крат
• Разрешение – от 0,1 до 1 нм
• Поле зрения – от нескольких ангстрем до десятков микрон

Сферы применения

• Научные исследования – изучение свойств материалов, структуры молекул и атомов, наноструктур.
• Материаловедение – оценка прочности, твердости, электропроводности и других характеристик объектов.
• Полупроводниковая промышленность – создание микроскопических структур на поверхности полупроводников для производства микросхем и других электронных компонентов.
• Медицина – диагностика заболеваний путем анализа образцов тканей.
• Производство наноструктур – создание наноструктуры с высокой точностью.
• Космическая промышленность – исследование поверхности космических тел и изучение характеристик материалов в условиях космоса.

 

Микроскопы имеют различные типы применения. Каждый из них помогает вносить свой вклад в науку, медицину и анализ данных. Выбор подходящего типа микроскопа зависит от конкретных задач и объектов исследования. Оптические, электронные, рентгеновские и сканирующие зондовые микроскопы доступны для заказа в интернет-магазине ВсеИнструменты.ру.