Rodzaje mikroskopów

Rodzaje mikroskopów

- mikroskop akustyczny
- mikroskop elektronowy
- mikroskop fluorescencyjny
- mikroskop holograficzny
- mikroskop jonowy
- mikroskop konfokalny
- mikroskop metalograficzny
- mikroskop operacyjny
- mikroskop optyczny
- mikroskop polaryzacyjny
- mikroskop pomiarowy
- mikroskop porównawczy
- mikroskop sił atomowych
- mikroskop stereoskopowy
- mikroskop warsztatowy
- skaningowy mikroskop tunelowy

Elementy mikroskopu

1. okular
2. uchwyt rewolwerowy obiektywów
3. obiektyw
4. tubus
5. statyw
6. stolik przedmiotowy (po prostu stolik)
7. zwierciadło oświetlające
8. kondensor

Mikroskop akustyczny - przyrząd wykorzystujący fale ultradźwiękowe (o częst. do kilku GHz) do otrzymywania powiększonego obrazu elementów struktury ośrodka sprężystego. Głównymi elementami są: 2 lub 1 (mikroskop akustyczny odbiciowy) soczewki akustyczne, urządzenie skanujące oraz przetwornik piezoelektryczny.

Mikroskop elektronowy zbudowano według idei mikroskopu optycznego ale w miejsce promieni świetlnych używa się wiązki elektronów. Pierwszy mikroskop elektronowy skonstruował w 1931 roku Ernst Ruska razem z Maksem Knollem w Berlinie.

Mikroskop fluorescencyjny to mikroskop świetlny używany w badaniach substancji organicznych i nieorganicznych, którego działanie oparte jest na zjawisku fluorescencji i fosforescencji, zamiast, lub razem ze zjawiskami odbicia i absorpcji światła (co jest wykorzystane w klasycznym mikroskopie optycznym). Fluoroscencja próbki może być pochodzenia naturalnego (np. fluoroscencja chlorofilu) lub być wynikiem dołączenia (kowalencyjnie lub poprzez jakikolwiek inny typ oddziaływań fizyko-chemicznych między substancjami) do elementów obserwowanej próbki fluoroforów, czyli substancji chemicznych, które fluoryzują po wzbudzeniu światłem o określonej długości. Drugi sposób jest najcześciej wykorzystywanym w biologii, a w szczególności w biologii molekularnej, gdyż pozwala, poprzez znajomość oddziaływań, na wyznakowanie interesujących elementów komórki (np. białek, czy organelli), fluoforami o zadanych właściwościach (np. barwie emisji).

Mikroskop holograficzny to mikroskop pozwalający uzyskać bardzo dużą głębię ostrości i szybką rejestrację obrazów 3D, dzięki pomiarowi natężenia i fazy promieniowania rozproszonego przez obiekt. W m.h. soczewkowym najpierw otrzymuje się zarejestrowany na płycie fot. obraz interferencyjny, a następnie, po jego wywołaniu, odtwarza z niego holograficzny obraz pozorny obserwowany za pomocą okularu.

Mikroskopia jonowa - bardziej poprawnie zwana mikroskopią pola jonowego Field ion microscopy (FIM) to technika analityczna stosowana w nauce o materiałach.
Jest to najstarsza technika, które pozwoliła "zobaczyć" pojedyncze atomy. Technika została wymyślona i zastosowana po raz pierwszy przez Erwina Mllera, który opublikował jej zasady w 1951 r, w czasopiśmie Zeitschrift fr Physik.

Za pomocą tej techniki można oglądać atomy na powierzchni specjalnie spreparowanych, gładkich i twardych metalowych odkuwek. Odkuwkę taką umieszcza się w komorze próżniowej, którą napełnia się gazem szlachetnym - neonem lub helem. Odkuwka jest schładzana do bardzo niskiej temperatury (<50 K), a następnie jest do niej przykładana dodatnia elektroda o napięciu od 5000 do 10 000 woltów.
ikroskop konfokalny – nowoczesna odmiana mikroskopu świetlnego, w którym źródłem światła jest laser. Mikroskop ten umożliwia dokonywanie tzw przekrojów optycznych preparatu, analizuje bowiem światło pochodzące z jednej jego płaszczyzny, eliminując światło docierające z warstw położonych wyżej lub niżej. Różnica między zwykłymi mikroskopami lub nawet fluorescencyjnymi polega na tym, że dzięki mikroskopowi konfokalnemu otrzymujemy obraz o lepszej rozdzielczości i kontraście. Dzięki tej metodzie możliwa jest analiza przekrojów optycznych w czasie ciągłym położonych na powierzchni lub w głębi preparatu. To umożliwia oczywiście rekonstrukcję trójwymiarowych obrazów badanych obiektów. Najogólniej można powiedzieć, że mikroskopia konfokalna polega na detekcji wypromieniowanego światła po wcześniejszej absorpcji przez daną substancję. Światło emitowane charakteryzuje się zawsze większą długością fali w stosunku do światła absorbowanego. Mikroskopia konfokalna opiera się zatem na pomiarze fluorescencji związków chemicznych, ( tzw. barwników fluorescencyjnych) wiążących się z pewnymi typami komórek, strukturami subkomórkowymi lub grupami chemicznymi. Do tego rodzaju zabiegów jest stosowanych wiele metod barwienia oraz jest wiele barwników fluorescencyjnych ( tzw. fluorochromów). W tym mikroskopie punktowe źródło światła, oświetlony punkt preparatu oraz jego obraz leżą w ogniskowych soczewki ( leżą w płaszczyznach konfokalnych) i stąd wywodzi się nazwa tej mikroskopii. Światło, które jest wzbudzane w punktach leżących poza ogniskiem jest eliminowane przez system specjalnych przysłon i nie bierze ona udziału w procesie tworzenia obrazu. Wynikiem tego jest obraz niezawierający składowych pochodzących z innych płaszczyzn niż ogniskowa. Dzięki temu rozdzielczość i kontrast w tym mikroskopie jest lepsza niż w mikroskopie fluorescencyjnym. Największą jednakże zaletą tego rodzaju mikroskopu jest to, że pozwala on na rejestrowanie obrazów cienkich warstw preparatu, czyli przekrojów optycznych badanych obiektów. Z tego powodu jest on często stosowany do rejestracji serii przekrojów optycznych na różnych głębokościach preparatu i tworzenie dzięki tym obrazom trójwymiarowego obrazu badanego obiektu.

Mikroskopy metalograficzne to klasa mikroskopów służących do badań na próbkach nieprzezroczystych. Zalicza się do nich mikroskopy świetlne oraz elektronowe. Dzięki mikroskopom metalograficznym można przeprowadzać szereg obserwacji na zgładach metalowych, przełomach etc. Pozwala to np. na wykrycie mikropęknięć, obliczenie udziału fazowego, obserwacje wtrąceń i szereg innych istotnych, z punktu widzenia metalurgii, cech materiałowych.

Mikroskop operacyjny - mikroskop używany do wykonywania operacji w bardzo małych przestrzeniach. Znalazł zastosowanie przy zabiegach okulistycznych, stomatologicznych, otolaryngologicznych i neurochirurgicznych

Mikroskop optyczny to urządzenie do silnego powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu kilku-kilkunastu soczewek optycznych.

Mikroskop optyczny może wykorzystywać zwykłe światło dzienne, dostarczane do układu optycznego przez specjalne lusterko, lub wykorzystywać sztuczne światło, którego źródło znajduje się zazwyczaj pod analizowaną próbką. Mikroskopy ze sztucznym źródłem światła bywają nazywane mikroskopami świetlnymi', większość profesjonalnych mikroskopów optycznych posiada jednak współcześnie możliwość pracy z użyciem światła naturalnego i sztucznego. Światło może padać na oglądany obiekt z góry - mówi się wtedy o odbiciowym mikroskopie optycznym. Światło może też padać na badany obiekt z dołu i przechodzić przez niego, co wymaga jednak aby obiekt był półprzezroczysty.

Mikroskop optyczny używany do badań obiektów anizotropowych w świetle spolaryzowanym. Stosowany jest m.in. do badania: kruszców, minerałów, preparatów biologicznych, struktury komórek i tkanek, w matalografii, w przemyśle szklarskim i włókienniczym.

Spolaryzowane światło przechodząc przez badaną substancję ulega pewnym zmianom, które są wykrywane przez mikroskop polaryzacyjny. Analiza zmian umożliwia wnioskowanie o strukturze badanej próbki.

W odróżnieniu od zwykłego mikroskopu, w układzie oświetleniowym znajduje się polaryzator, którego zadaniem jest polaryzacja światła padajacego na próbkę. W układzie optycznym znajduje się analizator polaryzacyjny.

Mikroskop polaryzacyjny został skonstruowany przez H.F. Tabolta w 1834 r.

Mikroskop porównawczy - jeden z rodzajów mikroskopów, wynalaziony przez chemik Philip O. Gravelle. Idea działania urządzenia sprowadza się do zasady – dwa obrazy w jednym, czyli dwa obiektywy mikroskopowe i jeden okular. Pozwala to na obserwowaniu dwu próbek jednocześnie.

Tego rodzaju mikroskopu stosuje się m.in. w mechanoskopii. Praktycznie wykorzystał go po raz pierwszy rusznikarz Robert Churchill w 1928 roku, badając broń, z której zastrzelono londyńskiego konstabla.

Mikroskop sił atomowych (AFM od ang. Atomic Force Microscope) - rodzaj mikroskopu SPM (ang. en:Scanning Probe Microscope) - umożliwia uzyskanie obrazu powierzchni ze zdolnością rozdzielczą rzędu wymiarów pojedynczego atomu, dzięki wykorzystaniu sił oddziaływań międzyatomowych, na zasadzie przemiatania ostrza nad lub pod powierzchnią próbki. Mikroskop ten skonstruowali po raz pierwszy G. Binnig, C.F Quate i Ch. Gerber w 1986 roku.
Mikroskop stereoskopowy (binokular) - mikroskop optyczny z oddzielną optyką dla obu oczu pozwalający na przestrzenne widzenie obrazu powiększanego.
Skaningowy mikroskop tunelowy (STM od ang. Scanning Tunneling Microscope) - rodzaj SPM, mikroskopu ze skanującą sondą (ang. Scannning Probe Microscope) - umożliwia uzyskanie obrazu powierzchni materiałów przewodzących ze zdolnością rozdzielczą rzędu pojedynczego atomu. Uzyskanie obrazu powierzchni jest możliwe dzięki wykorzystaniu zjawiska tunelowego, od którego przyrząd ten wziął swoją nazwę. Ten sam skrót używany jest do określenia gałęzi mikroskopii - STM (ang. Scanning Tunneling Microscopy).

Mikroskop STM został po raz pierwszy skonstruowany przez Gerda Binniga oraz Heinricha Rohrera. Obaj naukowcy w końcu 1978 roku rozpoczęli badania procesów wzrostu, struktury i własności elektrycznych bardzo cienkich warstw tlenków. Aby móc kontynuować badania w tej dziedzinie potrzebne było urządzenie dające możliwość obserwacji powierzchni w skali ułamków nanometra. Ponieważ do tej pory nie było przyrządów, które by to umożliwiały, Binnig i Rohrer, w 1982 roku skonstruowali swój własny przyrząd - skaningowy mikroskop tunelowy. Obaj naukowcy dokonali swojego wynalazku w Szwajcarii, podczas prac w laboratoriach firmy IBM, mieszczących się w Zurychu, za co, w roku 1986, otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. W tym samym roku G. Binning, C.F Quate i Ch. Gerber skonstruowali mikroskop sił atomowych (AFM od ang. Atomic Force Microscope).