Granica razlučivosti- to je najmanja udaljenost između dviju točaka predmeta na kojoj se te točke mogu razlikovati, tj. se u mikroskopu vide kao dvije točke.

Rezolucija definira se kao sposobnost mikroskopa da proizvede zasebne slike malih detalja predmeta koji se ispituje. Daje se formulom:

gdje je A numerička apertura, l je valna duljina svjetlosti; , gdje je n indeks loma medija u kojem se dotični predmet nalazi, U je kut otvora.

Za proučavanje strukture najmanjih živih bića potrebni su mikroskopi s velikim povećanjem i dobrom rezolucijom. Optički mikroskop ograničen je na povećanje od 2000 puta i ima razlučivost ne bolju od 250 nm. Ove vrijednosti nisu prikladne za proučavanje sitnih detalja stanica.

118. Ultraljubičasti mikroskop. Jedan od načina smanjenja

Granica rezolucije mikroskopa je korištenje svjetla kraće valne duljine. U tom smislu koristi se ultraljubičasti mikroskop, u kojem se mikroobjekti ispituju u ultraljubičastim zrakama. Budući da oko ne percipira izravno to zračenje, koriste se fotografske ploče, fluorescentni zasloni ili elektrooptički pretvarači. Drugi način smanjenja granice rezolucije mikroskopa je povećanje indeksa loma medija u kojem se mikroskop nalazi. Da biste to učinili, postavlja se u tekućina za uranjanje, na primjer, cedrovo ulje.

119. Luminescentna (fluorescentna) mikroskopija temelji se na sposobnosti nekih tvari da luminesciraju, odnosno da svijetle kada su osvijetljene nevidljivim ultraljubičastim ili plavim svjetlom.

Boja luminescencije pomaknuta je u dio spektra dulje valne duljine u usporedbi sa svjetlošću koja je pobuđuje (Stokesovo pravilo). Kada je luminiscencija pobuđena plavim svjetlom, njezina boja može biti u rasponu od zelene do crvene; ako je luminiscencija pobuđena ultraljubičastim zračenjem, tada luminiscencija može biti u bilo kojem dijelu vidljivog spektra. Ova značajka luminiscencije omogućuje, korištenjem posebnih filtara koji apsorbiraju uzbudljivu svjetlost, promatranje relativno slabog luminiscentnog sjaja.

Budući da većina mikroorganizama nema vlastitu luminescenciju, boje se otopinama fluorescentnih boja. Ovom se metodom bakterioskopski ispituju uzročnici određenih infekcija: tuberkuloza (auromin), inkluzije u stanicama koje stvaraju neki virusi itd. Ista se metoda može koristiti za citokemijsko ispitivanje živih i fiksnih mikroorganizama. U reakciji imunofluorescencije pomoću antitijela obilježenih fluorokromima otkrivaju se antigeni mikroorganizama ili antitijela u serumu bolesnika

120. Fazno kontrastna mikroskopija. Pri mikroskopiranju neobojenih mikroorganizama osim okoliš samo prema indeksu loma, ne dolazi do promjene intenziteta svjetlosti (amplitude), već se mijenja samo faza propuštenih svjetlosnih valova. Stoga oko ne može primijetiti te promjene i promatrani objekti izgledaju slabo kontrastno i prozirno. Za promatranje takvih objekata koristiti fazno kontrastna mikroskopija, temelji se na transformaciji nevidljivih faznih promjena koje unosi objekt u oku vidljive promjene amplitude.

Zahvaljujući korištenju ove metode mikroskopije, kontrast živih neobojenih mikroorganizama dramatično se povećava i oni izgledaju tamni na svijetloj pozadini ili svijetli na tamnoj pozadini.

Fazno kontrastna mikroskopija također se koristi za proučavanje stanica kulture tkiva, promatranje učinaka različitih virusa na stanice itd.

121. Mikroskopija tamnog polja. Mikroskopija tamnog polja temelji se na sposobnosti mikroorganizama da snažno raspršuju svjetlost. Za mikroskopiju tamnog polja koriste se konvencionalni objektivi i posebni kondenzatori tamnog polja.

Glavna značajka kondenzatora tamnog polja je da im je središnji dio zatamnjen i izravne zrake iz iluminatora ne ulaze u leću mikroskopa. Predmet se osvjetljava kosim bočnim zrakama i samo zrake raspršene česticama u preparatu ulaze u leću mikroskopa. Mikroskopija tamnog polja temelji se na Tyndallovom efektu, čiji je poznati primjer otkrivanje čestica prašine u zraku kada su osvijetljene uskim snopom sunčeve svjetlosti.

S mikroskopijom tamnog polja, mikroorganizmi izgledaju jarko sjajni na crnoj pozadini. Ovom metodom mikroskopiranja mogu se detektirati i najmanji mikroorganizmi čije su veličine izvan razlučivosti mikroskopa. Međutim, mikroskopija tamnog polja omogućuje vam da vidite samo obrise objekta, ali ne dopušta proučavanje unutarnje strukture.

122. Toplinsko zračenje je najčešća vrsta elektromagnetskog zračenja u prirodi. Nastaje zbog energije toplinskog gibanja atoma i molekula tvari. Toplinsko zračenje je svojstveno svim tijelima na bilo kojoj temperaturi osim apsolutne nule.

Ukupna emisivnost tijela E (također nazvan energetski luminozitet) je količina energije koju emitira jedinica površine tijela u 1 s. Mjereno u J/m 2 s.

Ukupna sposobnost apsorpcije zračenja tijela A (koeficijent apsorpcije) je omjer energije zračenja koju tijelo apsorbira i sve energije zračenja koja pada na njega; A je bezdimenzionalna veličina.

123. Apsolutno crno tijelo. Zamišljeno tijelo koje apsorbira svu energiju zračenja koja pada na njega pri bilo kojoj temperaturi naziva se apsolutno crno.

Kirchhoffov zakon. Za sva tijela na danoj temperaturi, omjer emisivnosti E i sposobnosti apsorpcije zračenja A je konstantna vrijednost jednaka emisivnosti apsolutno crnog tijela. e na istoj temperaturi:

e.

Stefan-Boltzmannov zakon. Ukupna emisivnost crnog tijela izravno je proporcionalna četvrtoj potenciji njegove apsolutne temperature:

e=sT 4 ,

gdje je s Stefan-Boltzmannova konstanta.

Zakon o vinu. Valna duljina koja odgovara maksimalnom zračenju crnog tijela obrnuto je proporcionalna njegovoj apsolutnoj temperaturi:

l t × T = V,

gdje je v Wienova konstanta.

Na temelju Zakona o vinu optička pirometrija– metoda za određivanje temperature vrućih tijela (metal u peći za taljenje, plin u oblaku atomske eksplozije, površina zvijezda itd.) iz njihova spektra zračenja. Ovom metodom je prva određena temperatura površine Sunca.

124 . Infracrveno zračenje. Elektromagnetsko zračenje koje zauzima područje spektra između crvene granice vidljive svjetlosti (λ = 0,76 μm) i kratkovalnog radio zračenja (λ = 1 - 2 mm) naziva se infracrveno (IR). Zagrijane čvrste tvari i tekućine emitiraju kontinuirani infracrveni spektar.

Terapeutska primjena infracrvenog zračenja temelji se na njegovom toplinskom učinku. Za liječenje se koriste posebne svjetiljke.

Infracrveno zračenje prodire u tijelo do dubine od oko 20 mm, pa se površinski slojevi u većoj mjeri zagrijavaju. Terapeutski učinak je posljedica rezultirajućeg temperaturnog gradijenta, koji aktivira aktivnost termoregulacijskog sustava. Povećanje prokrvljenosti ozračenog područja dovodi do povoljnih terapijskih posljedica.

125. Ultraljubičasto zračenje. Elektromagnetska radijacija,

koja zauzima spektralno područje između ljubičastog ruba vidljive svjetlosti (λ = 400 nm) i dugovalnog dijela X-zračenja (λ = 10 nm) naziva se ultraljubičasto (UV).

Zagrijane krutine na visokim temperaturama emitiraju

značajna količina ultraljubičastog zračenja. Međutim, maksimum

Spektralna gustoća energetskog luminoziteta, u skladu s Wienovim zakonom, iznosi 7000 K. U praksi to znači da u normalnim uvjetima toplinsko zračenje sivih tijela ne može poslužiti kao učinkovit izvor UV zračenja. Najjači izvor UV zračenja je Sunce, čijeg je 9% zračenja na granici zemljine atmosfere ultraljubičasto.

UV zračenje je neophodno za rad UV mikroskopa, fluorescentnih mikroskopa i za fluorescentnu analizu. Glavna uporaba UV zračenja u medicini povezana je s njegovim specifičnim biološkim učincima koji su uzrokovani fotokemijskim procesima.

126. Termografija– to je registracija zračenja iz raznih područja

površine tijela u svrhu dijagnostičke interpretacije. Temperatura se određuje na dva načina. U jednom slučaju koriste se zasloni s tekućim kristalima čija su optička svojstva vrlo osjetljiva na male promjene temperature.

Postavljanjem ovih indikatora na tijelo pacijenta moguće je promjenom njihove boje vizualno odrediti lokalnu temperaturnu razliku.

Druga metoda temelji se na korištenju termovizijske kamere, koji koriste osjetljive detektore infracrvenog zračenja, kao što su fotootpornici.

127. Fiziološke osnove termografije. Fiziološki procesi koji se odvijaju u ljudskom tijelu popraćeni su oslobađanjem topline, koja se prenosi cirkulirajućom krvlju i limfom. Izvor topline su biokemijski procesi koji se odvijaju u živom organizmu. Stvorena toplina se prenosi krvlju po cijelom tijelu. Posjedujući visok toplinski kapacitet i toplinsku vodljivost, cirkulirajuća krv je sposobna za intenzivnu izmjenu topline između središnjih i perifernih dijelova tijela. Temperatura krvi koja prolazi kroz kožne žile smanjuje se za 2-3°.

Termografija se temelji na fenomenu povećanja intenziteta infracrvenog zračenja nad patološkim žarištima (zbog pojačane prokrvljenosti i metaboličkih procesa u njima) ili smanjenja njegovog intenziteta u područjima sa smanjenom regionalnom prokrvljenošću i popratnim promjenama u tkivima i organima. . To se obično izražava pojavom "vruće zone". Postoje dvije glavne vrste termografije: teletermografija i kontaktna kolesterična termografija.

128. Teletermografija temelji se na pretvaranju infracrvenog zračenja iz ljudskog tijela u električni signal koji se vizualizira na ekranu termovizije. Osjetljivi fotootpornici koriste se kao uređaji za prijem infracrvenog zračenja u termovizijskim kamerama.

Termovizijska kamera radi na sljedeći način. Infracrveno zračenje fokusira se pomoću sustava leća, a zatim pogađa fotodetektor, koji radi kada se ohladi na –196°C. Signal iz fotodetektora se pojačava i podvrgava digitalnoj obradi s naknadnim prijenosom primljenih informacija na zaslon monitora u boji.

129. Kontaktna termografija tekućih kristala oslanja se na optička svojstva anizotropnih kolesteričnih tekućih kristala, koja se očituju kao promjena boje u dugine boje kada se nanese na površine koje emitiraju toplinu. Najhladnija područja su crvena, najtoplija su plava.

Termografija kontaktne ploče s tekućim kristalima trenutno se široko i uspješno koristi u raznim područjima medicine, no daleko veću primjenu pronašle su daljinske metode snimanja infracrvenog zračenja ljudskog tijela.

130. Kliničke primjene termografije. Termografska dijagnostika nema nikakav vanjski utjecaj ili neugodnost za pacijenta i omogućuje "vidjeti" abnormalnosti u toplinskom uzorku na površini kože pacijenta, koje su karakteristične za mnoge bolesti i tjelesne poremećaje.

Termografija, kao fiziološka, ​​neškodljiva, neinvazivna dijagnostička metoda, nalazi svoju primjenu u praktičnoj medicini za dijagnosticiranje širokog spektra patologija: bolesti mliječnih žlijezda, kralježnice, zglobova, štitnjače, ORL organa, krvnih žila, jetre, žuči. mokraćni mjehur, crijeva, želudac, gušterača, bubrezi, mjehur, prostata. Termografija vam omogućuje snimanje promjena na samom početku razvoja patološkog procesa, prije pojave strukturnih promjena u tkivima.

131. Rutherfordov (planetarni) model atoma. Prema ovom modelu, sav pozitivni naboj i gotovo sva masa (više od 99,94%) atoma koncentrirani su u atomskoj jezgri, čija je veličina zanemariva (oko 10 -13 cm) u usporedbi s veličinom atoma. (10 -8 cm). Elektroni se kreću oko jezgre u zatvorenim (eliptičnim) orbitama, tvoreći elektronsku ljusku atoma. Naboj jezgre jednak je u apsolutnoj vrijednosti ukupnom naboju elektrona.

Nedostaci Rutherfordovog modela.

a) u Rutherfordovom modelu atom je nestabilan

obrazovanje, dok iskustvo govori suprotno;

b) prema Rutherfordu, spektar zračenja atoma je kontinuiran, dok iskustvo govori o diskretnoj prirodi zračenja.

132. Kvantna teorija strukture atoma prema Bohru. Na temelju ideje o diskretnosti energetskih stanja atoma, Bohr je poboljšao Rutherfordov atomski model, stvarajući kvantnu teoriju strukture atoma. Temelji se na tri postulata.

Elektroni u atomu ne mogu se kretati ni po jednoj orbiti, već samo po orbiti vrlo određenog radijusa. U tim orbitama, koje se nazivaju stacionarnim, kutni moment elektrona određen je izrazom:

gdje je m masa elektrona, v je njegova brzina, r je radijus orbite elektrona, n je cijeli broj koji se naziva kvant (n=1,2,3, ...).

Kretanje elektrona u stacionarnim orbitama nije popraćeno zračenjem (apsorpcijom) energije.

Prijenos elektrona iz jedne stacionarne orbite u drugu

popraćena emisijom (ili apsorpcijom) kvanta energije.

Vrijednost hn ovog kvanta jednaka je razlici energija W 1 – W 2 stacionarnih stanja atoma prije i poslije zračenja (apsorpcije):

hn=W 1 – W 2.

Ovaj odnos se naziva stanje frekvencije.

133. Vrste spektara. Postoje tri glavne vrste spektra: puni, linijski i prugasti.

Linijski spektri

atomi. Emisija je uzrokovana prijelazima vezanih elektrona na niže energetske razine.

Prugasti spektri emitiraju pojedini uzbuđeni

molekule. Zračenje je uzrokovano elektronski prijelazi u atomima, te vibracijskim kretnjama samih atoma u molekuli.

Kontinuirani spektri emitiraju skupovi mnogih molekularnih i atomskih iona koji međusobno djeluju.

Glavnu ulogu u zračenju ima kaotično kretanje tih čestica, uzrokovano visokom temperaturom.

134. Pojam spektralne analize. Svaki kemijski element

emitira (i apsorbira) svjetlost vrlo specifičnih valnih duljina jedinstvenih za ovaj element. Linijski spektri elemenata dobivaju se fotografiranjem u spektrografima u kojima se svjetlost razlaže pomoću difrakcijske rešetke. Linijski spektar elementa je vrsta "otiska prsta" koji vam omogućuje točnu identifikaciju tog elementa na temelju valnih duljina emitirane (ili apsorbirane) svjetlosti. Spektrografske studije jedna su od najmoćnijih tehnika kemijske analize koje su nam dostupne.

Kvalitativna spektralna analiza– ovo je usporedba dobivenih spektara s onima prikazanim u tablici za određivanje sastava tvari.

Kvantitativna spektralna analiza provodi se fotometrijom (određivanjem intenziteta) spektralnih linija: svjetlina linija proporcionalna je količini danog elementa.

Kalibracija spektroskopa. Kako bi se koristio spektroskop za određivanje valnih duljina spektra koji se proučava, spektroskop mora biti kalibriran, tj. utvrditi odnos između valnih duljina spektralnih linija i podjela spektroskopske skale na kojima su vidljive.

135. Glavne karakteristike i područja primjene spektralne analize. Pomoću spektralne analize možete odrediti i atomski i molekularni sastav tvari. Spektralna analiza omogućuje kvalitativno otkrivanje pojedinih komponenti analiziranog uzorka i kvantitativno određivanje njihove koncentracije. Tvari s vrlo bliskim kemijska svojstva, koje je teško ili čak nemoguće analizirati kemijskim metodama, lako se određuju spektralno.

Osjetljivost spektralna analiza je obično vrlo visoka. Izravnom analizom postiže se osjetljivost od 10 -3 - 10 -6%. Ubrzati Spektralna analiza obično znatno premašuje brzinu analize koja se izvodi drugim metodama.

136. Spektralna analiza u biologiji. Spektroskopska metoda mjerenja optičke aktivnosti tvari široko se koristi za određivanje strukture bioloških objekata. Pri proučavanju bioloških molekula mjere se njihovi apsorpcijski spektri i fluorescencija. Boje koje fluoresciraju pod laserskom ekscitacijom koriste se za određivanje vodikovog indeksa i ionske jakosti u stanicama, kao i za proučavanje specifičnih područja u proteinima. Pomoću rezonantnog Ramanovog raspršenja ispituje se struktura stanica i utvrđuje konformacija molekula proteina i DNA. Spektroskopija je igrala važnu ulogu u proučavanju fotosinteze i biokemije vida.

137. Spektralna analiza u medicini. U ljudskom tijelu postoji više od osamdeset kemijskih elemenata. Njihovim međudjelovanjem i međusobnim utjecajem osiguravaju se procesi rasta, razvoja, probave, disanja, imuniteta, hematopoeze, pamćenja, oplodnje itd.

Za dijagnostiku mikro i makroelemenata, kao i njihove kvantitativne neravnoteže, kosa i nokti su najplodniji materijal. Svaka vlas pohranjuje cjelovitu informaciju o mineralnom metabolizmu cijelog organizma tijekom cijelog razdoblja svog rasta. Spektralna analiza daje potpunu informaciju o ravnoteži minerala kroz duži vremenski period. Neke otrovne tvari mogu se otkriti samo ovom metodom. Za usporedbu: konvencionalne metode omogućuju određivanje omjera manje od deset mikroelemenata u vrijeme testiranja pomoću testa krvi.

Rezultati spektralne analize pomažu liječniku u dijagnosticiranju i traženju uzroka bolesti, prepoznavanju skrivenih bolesti i sklonosti njima; omogućuju vam točnije propisivanje lijekova i razvoj individualnih shema za vraćanje ravnoteže minerala.

Teško je precijeniti važnost spektroskopskih metoda u farmakologiji i toksikologiji. Konkretno, omogućuju analizu uzoraka farmakoloških lijekova tijekom njihove validacije, kao i prepoznavanje krivotvorenih. lijekovi. U toksikologiji, ultraljubičasta i infracrvena spektroskopija omogućile su identifikaciju mnogih alkaloida iz ekstrakta Stasa.

138. Luminescencija Prekomjerno zračenje tijela na određenoj temperaturi, koje traje znatno duže od perioda emitiranih svjetlosnih valova, naziva se.

Fotoluminiscencija. Luminescencija uzrokovana fotonima naziva se fotoluminiscencija.

Kemiluminiscencija. Luminescencija koja prati kemijske reakcije naziva se kemiluminiscencija.

139. Luminescentna analiza temelji se na promatranju luminiscencije objekata u svrhu njihovog proučavanja; koriste se za otkrivanje početnih faza kvarenja hrane, sortiranje farmakoloških lijekova i dijagnosticiranje određenih bolesti.

140. Fotoelektrični efekt nazvan fenomen izvlačenja

elektrona iz tvari pod utjecajem svjetlosti koja na nju pada.

Na vanjski fotoelektrični efekt elektron napušta površinu tvari.

Na unutarnji fotoelektrični efekt elektron se oslobađa svojih veza s atomom, ali ostaje unutar tvari.

Einsteinova jednadžba:

gdje je hn energija fotona, n njegova frekvencija, A radni rad elektrona, kinetička energija emitiranog elektrona, v njegova brzina.

Zakoni fotoelektričnog efekta:

Broj fotoelektrona emitiranih s metalne površine u jedinici vremena proporcionalan je svjetlosnom toku koji pada na metal.

Maksimalna početna kinetička energija fotoelektrona

određena frekvencijom upadne svjetlosti i ne ovisi o njenom intenzitetu.

Za svaki metal postoji crvena granica fotoelektričnog efekta, tj. najveća valna duljina l 0 na kojoj je još moguć fotoelektrični efekt.

Vanjski fotoelektrični efekt koristi se u fotomultiplikatorskim cijevima (PMT) i elektronsko-optičkim pretvaračima (EOC). PMT se koriste za mjerenje svjetlosnih tokova niskog intenziteta. Uz njihovu pomoć može se otkriti slaba bioluminiscencija. Cijevi za pojačavanje slike koriste se u medicini za povećanje svjetline rendgenskih slika; u termografiji - za pretvaranje infracrvenog zračenja tijela u vidljivo zračenje. Osim toga, fotoćelije se koriste u podzemnoj željeznici pri prolasku kraj okretišta, u modernim hotelima, zračnim lukama itd. za automatsko otvaranje i zatvaranje vrata, za automatsko paljenje i gašenje ulične rasvjete, za određivanje osvijetljenosti (luksmetar) itd.

141. X-zračenje-Ovaj elektromagnetska radijacija s valnom duljinom od 0,01 do 0,000001 mikrona. Uzrokuje da zaslon obložen fosforom svijetli, a emulzija potamni, što ga čini pogodnim za fotografiranje.

X-zrake nastaju kada se elektroni iznenada zaustave kad udare u anodu u rendgenskoj cijevi. Prvo, elektroni koje emitira katoda ubrzavaju se ubrzavajućom razlikom potencijala do brzina reda veličine 100 000 km/s. Ovo zračenje, nazvano kočno zračenje, ima kontinuirani spektar.

Intenzitet rendgenskog zračenja određuje se empirijskom formulom:

gdje je I jakost struje u cijevi, U je napon, Z je redni broj atoma antikatodne tvari, k je konst.

X-zračenje koje nastaje usporavanjem elektrona naziva se "kočno zračenje".

Kratkovalne X-zrake općenito su prodornije od dugovalnih X-zraka i tzv. tvrd, i dugovalni – mekan.

Pri visokim naponima u rendgenskoj cijevi, uz

x-zrake koje imaju kontinuirani spektar proizvode x-zrake koje imaju linijski spektar; potonji je superponiran na kontinuirani spektar. To zračenje nazivamo karakterističnim, budući da svaka tvar ima svoj, karakterističan linijski rendgenski spektar (kontinuirani spektar iz anodne tvari i određen je samo naponom na rendgenskoj cijevi).

142. Svojstva rendgenskog zračenja. X-zrake imaju sva svojstva koja karakteriziraju svjetlosne zrake:

1) ne odstupaju u električnim i magnetskim poljima i stoga ne nose električni naboj;

2) imati fotografski učinak;

3) izazvati ionizaciju plina;

4) sposoban izazvati luminiscenciju;

5) mogu se lomiti, reflektirati, imati polarizaciju i dati fenomen interferencije i difrakcije.

143. Moseleyev zakon. Budući da atomi različitih tvari imaju različite razine energije ovisno o svojoj strukturi, spektri karakterističnog zračenja ovise o strukturi atoma anodne tvari. Karakteristični spektri se pomiču prema višim frekvencijama s povećanjem nuklearnog naboja. Ovaj obrazac je poznat kao Moseleyev zakon:

gdje je n frekvencija spektralne linije, Z redni broj emitirajućeg elementa, A i B su konstante.

144. Međudjelovanje X-zraka s tvari. Ovisno o omjeru energije fotona e i energije ionizacije A odvijaju se tri glavna procesa.

Koherentno (klasično) raspršenje. Raspršenje dugovalnih X-zraka događa se uglavnom bez promjene valne duljine, a naziva se koherentno . Nastaje ako je energija fotona manja od energije ionizacije: hn<А. Так как в этом случае энергия фотона рентгеновского излучения и атома не изменяются, то когерентное рассеяние само по себе не вызывает биологического действия.

Nekoherentno raspršenje (Comptonov efekt). Godine 1922. A.Kh. Compton je, promatrajući raspršenje tvrdih X-zraka, otkrio smanjenje prodorne moći raspršenog snopa u usporedbi s upadnim. To je značilo da je valna duljina raspršenih X-zraka bila duža od upadnih X-zraka. Raspršenje rendgenskih zraka s promjenom valne duljine nazivamo nekoherentnim, a samu pojavu Comptonovim efektom.

Foto efekt. U fotoelektričnom učinku, X-zrake apsorbiraju atomi, uzrokujući izbacivanje elektrona i ionizaciju atoma (fotoionizacija). Ako je energija fotona nedovoljna za ionizaciju, tada se fotoelektrični efekt može očitovati pobuđivanjem atoma bez emisije elektrona.

Ionizirajuće djelovanje X-zračenje se očituje povećanjem električne vodljivosti pod utjecajem X-zraka. Ovo se svojstvo koristi u dozimetriji za kvantificiranje učinka ove vrste zračenja.

145. Luminescencija X-zraka naziva se sjaj niza tvari pod zračenjem X-zrakama. Ovaj sjaj platina-sinoksida barija omogućio je Roentgenu da otkrije zrake. Ovaj se fenomen koristi za stvaranje posebnih svjetlećih zaslona u svrhu vizualnog promatranja X-zraka, ponekad za pojačavanje učinka X-zraka na fotografsku ploču, što omogućuje snimanje tih zraka.

146. Apsorpcija X-zraka opisano Bouguerovim zakonom:

F = F 0 e - m x,

gdje je m linearni koeficijent prigušenja,

x je debljina sloja tvari,

F 0 – intenzitet upadnog zračenja,

F je intenzitet propuštenog zračenja.

147. Utjecaj rendgenskog zračenja na organizam. Iako je izloženost zračenju tijekom rendgenskih pretraga mala, ona mogu dovesti do promjena u kromosomskom aparatu stanica – radijacijskih mutacija. Stoga se rendgenske pretrage moraju regulirati.

148. Rentgenska dijagnostika. Rentgenska dijagnostika temelji se na selektivnoj apsorpciji rendgenskog zračenja od strane tkiva i organa.

149. RTG. Tijekom fluoroskopije slika transiluminiranog objekta dobiva se na fluoroskopskom ekranu. Tehnika je jednostavna i ekonomična, omogućuje promatranje kretanja organa i kretanja kontrastnog sredstva u njima. No, ima i nedostataka: nakon njega ne ostaje dokument o kojem bi se moglo raspravljati ili razmatrati u budućnosti. Male detalje slike teško je vidjeti na zaslonu. Fluoroskopija je povezana s mnogo većom izloženošću zračenju pacijenta i liječnika nego radiografija.

150. Radiografija. U radiografiji, snop rendgenskih zraka usmjerava se na dio tijela koji se ispituje. Zračenje koje prolazi kroz ljudsko tijelo pogađa film, na kojem se nakon obrade dobiva slika.

151. Elektroradiografija. U njemu snop rendgenskog zračenja koji prolazi kroz pacijenta pogađa selensku ploču nabijenu statičkim elektricitetom. U tom slučaju ploča mijenja svoj električni potencijal i na njoj se pojavljuje latentna slika električnih naboja.

Glavna prednost metode je mogućnost brzog dobivanja velikog broja visokokvalitetnih slika bez upotrebe rendgenskog filma koji sadrži skupe spojeve srebra i bez “mokrog” fotografskog postupka.

152. Fluorografija. Njegov princip je fotografiranje rendgenske slike s ekrana na film malog formata. Koristi se za masovna anketiranja stanovništva. Prednosti metode su brzina i učinkovitost.

153. Umjetno kontrastiranje organa. Metoda se temelji na

unošenje u organizam neškodljivih tvari koje apsorbiraju

X-zračenje je mnogo jače ili, obrnuto, mnogo slabije od organa koji se ispituje. Na primjer, pacijentu se preporučuje uzimanje vodene suspenzije barijevog sulfata. U tom slučaju na slici se pojavljuje sjena kontrastne mase koja se nalazi u želučanoj šupljini. Po položaju, obliku, veličini i obrisu sjene može se prosuditi položaj želuca, oblik i veličina njegove šupljine.

Jod se koristi za kontrastiranje štitnjače. Plinovi koji se koriste u tu svrhu su kisik, dušikov oksid i ugljikov dioksid. U krvotok se mogu ubrizgati samo dušikov oksid i ugljični dioksid, jer oni, za razliku od kisika, ne uzrokuju plinsku emboliju.

154. Pojačivači rendgenske slike. Svjetlina sjaja koji pretvara rendgensko zračenje u vidljivu svjetlost fluorescentnog ekrana, koji radiolog koristi pri fluoroskopiji, iznosi stotinke kandela po četvornom metru (kandela - svijeća). To otprilike odgovara svjetlini mjesečine u noći bez oblaka. Pri takvom osvjetljenju ljudsko oko radi u načinu vida u sumrak, u kojem se mali detalji i slabe razlike u kontrastu izrazito slabo razlikuju.

Nemoguće je povećati svjetlinu ekrana zbog proporcionalnog povećanja doze zračenja pacijenta, što ionako nije bezopasno.

Sposobnost uklanjanja ove prepreke pružaju pojačivači rendgenske slike (XI), koji su sposobni povećati svjetlinu slika tisućama puta opetovanim ubrzavanjem elektrona korištenjem vanjskog električnog polja. Osim povećanja svjetline, URI mogu značajno smanjiti dozu zračenja tijekom istraživanja.

155. Angiografija– metoda kontrastne studije krvnih žila

sustav u kojem, pod vizualnom rendgenskom kontrolom pomoću URI i televizije, radiolog uvodi tanku elastičnu cjevčicu - kateter - u venu i usmjerava je zajedno s protokom krvi u gotovo bilo koje područje tijela, čak i srce. Zatim se u pravom trenutku kroz kateter ubrizgava radiokontaktna tekućina i istovremeno se snima niz slika koje slijede jedna drugu velikom brzinom.

156. Digitalna metoda obrade informacija. Električni signali su najprikladniji oblik za naknadnu obradu slike. Ponekad je korisno naglasiti liniju na slici, istaknuti konturu ili ponekad istaknuti teksturu. Obrada se može provesti i elektroničkim analognim i digitalnim metodama. U svrhu digitalne obrade, analogni signali se pretvaraju u diskretni oblik pomoću analogno-digitalnih pretvarača (ADC) i šalju se u računalo u tom obliku.

Svjetlosna slika dobivena na fluoroskopskom ekranu pojačana je elektronsko-optičkim pretvaračem (EOC) i ulazi kroz optički sustav na ulazu TT televizijske cijevi, pretvarajući se u niz električnih signala. Pomoću ADC-a vrši se uzorkovanje i kvantizacija, a zatim snimanje u digitalnu memoriju s izravnim pristupom - RAM i obrada signala slike prema zadanim programima. Pretvorena slika ponovno se pretvara u analogni oblik pomoću DAC digitalno-analognog pretvarača i prikazuje na zaslonu videokontrolnog uređaja VKU zaslona u sivim tonovima.

157. Kodiranje boja crno-bijelih slika. Većina introskopskih slika je jednobojna, to jest bez boje. Ali normalan ljudski vid je boja. Kako bismo u potpunosti iskoristili moć oka, u nekim slučajevima ima smisla umjetno obojiti naše introskopske slike u posljednjoj fazi njihove transformacije.

Kada oko opaža slike u boji,

dodatne značajke slike koje olakšavaju analizu. Ovaj

nijansa, zasićenost boja, kontrast boja. U boji se višestruko povećava vidljivost detalja i kontrastna osjetljivost oka.

158. Terapija rendgenskim zrakama. Rendgensko zračenje koristi se za terapiju zračenjem u liječenju niza bolesti. Indikacije i taktike radioterapije u mnogočemu su slične metodama gama terapije.

159. Tomografija. Slika organa ili patološke formacije od interesa za liječnika prekrivena je sjenama susjednih organa i tkiva smještenih duž rendgenske zrake.

Bit tomografije je da tijekom procesa snimanja

Rendgenska cijev se pomiče u odnosu na pacijenta, dajući oštre slike samo onih detalja koji leže na određenoj dubini. Dakle, tomografija je sloj-po-sloj rendgenska studija.

160. Lasersko zračenje– je koherentan identično usmjeren

zračenje mnogih atoma stvarajući uski snop monokromatske svjetlosti.

Za početak rada lasera potrebno je veliki broj atoma njegove radne tvari prevesti u pobuđeno (metastabilno) stanje. Da bi se to postiglo, elektromagnetska energija se prenosi na radnu tvar iz posebnog izvora (metoda pumpanja). Nakon toga će u radnoj tvari započeti gotovo istovremeni prisilni prijelazi svih pobuđenih atoma u normalno stanje uz emisiju snažnog snopa fotona.

161. Primjena lasera u medicini.Laseri visoke energije

koristi se kao laserski skalpel u onkologiji. U tom slučaju postiže se racionalna ekscizija tumora uz minimalno oštećenje okolnih tkiva, a operacija se može izvesti u blizini moždanih struktura od velikog funkcionalnog značaja.

Gubitak krvi pri korištenju laserske zrake znatno je manji, rana je potpuno sterilizirana, a otok u postoperativnom razdoblju minimalan.

Laseri su posebno učinkoviti u mikrokirurgiji oka. Omogućuje liječenje glaukoma tako što svojim snopom “buši” mikroskopske rupice za istjecanje intraokularne tekućine. Laser se koristi za nekirurško liječenje ablacije retine.

Lasersko zračenje niske energije ima protuupalni, analgetski učinak, mijenja vaskularni tonus, poboljšava metaboličke procese itd.; koristi se u specijalnoj terapiji u raznim područjima medicine.

162. Djelovanje lasera na tijelo. Utjecaj laserskog zračenja na tijelo u mnogome je sličan utjecaju elektromagnetskog zračenja u vidljivom i infracrvenom području. Na molekularnoj razini takav učinak dovodi do promjene energetskih razina molekula žive tvari, njihovog stereokemijskog preslagivanja i koagulacije proteinskih struktura. Fiziološki učinci izlaganja laseru povezani su s fotodinamičkim učinkom fotoreaktivacije, učinkom stimulacije ili inhibicije bioloških procesa, promjenama funkcionalnog stanja kako pojedinih sustava tako i organizma u cjelini.

163. Primjena lasera u biomedicinskim istraživanjima. Jedno od glavnih područja laserske dijagnostike je spektroskopija kondenzirane tvari, koji omogućuje analizu bioloških tkiva i njihovu vizualizaciju na staničnoj, substaničnoj i molekularnoj razini.

gdje je l udaljenost između gornjeg fokusa leće i donjeg fokusa okulara; L – udaljenost najboljeg vida; jednako 25 cm; F 1 i F 2 – žarišne duljine leće i okulara.

Poznavajući žarišne duljine F 1, F 2 i udaljenost između njih l, možete pronaći povećanje mikroskopa.

U praksi se ne koriste mikroskopi s povećanjem većim od 1500-2000, jer Sposobnost razlikovanja sitnih detalja predmeta u mikroskopu je ograničena. Ovo ograničenje je uzrokovano utjecajem difrakcije svjetlosti u prolaznoj strukturi određenog objekta. U tom smislu koriste se pojmovi granice razlučivosti i moći razlučivosti mikroskopa.

Određivanje granice rezolucije mikroskopa

Granica rezolucije mikroskopa je najmanja udaljenost između dviju točaka na predmetu na kojoj su one odvojeno vidljive mikroskopom. Ova udaljenost određena je formulom:

gdje je λ valna duljina svjetlosti; n je indeks loma medija između leće i predmeta; u je kut otvora leće, jednak kutu između vanjskih zraka stožaste zrake svjetlosti koja ulazi u leću mikroskopa.

U stvarnosti se svjetlost od predmeta širi do leće mikroskopa u određenom konusu (slika 2 a), koji je karakteriziran kutnom aperturom - kutom u između vanjskih zraka konusne svjetlosne zrake koja ulazi u optički sustav. U graničnom slučaju, prema Abbeu, vanjske zrake konusnog svjetlosnog snopa bit će zrake koje odgovaraju središnjem (nultom) i 1. glavnom maksimumu (slika 2 b).

Veličinu 2nsin U nazivamo numeričkom aperturom mikroskopa. Numerička apertura se može povećati pomoću posebnog tekućeg medija - uranjanje– u prostoru između objektiva i pokrovnog stakla mikroskopa.

U uronjenim sustavima, u usporedbi s identičnim "suhim" sustavima, dobiva se veći kut otvora (slika 3).

sl.3. Dijagram uronjenog sustava

Kao imerzija koristi se voda (n = 1,33), cedrovo ulje (n = 1,514) itd. Za svaku imerziju se posebno izračunava leća, koja se može koristiti samo s ovom uronom.

Formula pokazuje da granica rezolucije mikroskopa ovisi o valnoj duljini svjetlosti i numeričkoj aperturi mikroskopa. Što je valna duljina svjetlosti kraća i što je otvor blende veći, Z je manji, a samim time i veća je granica rezolucije mikroskopa. Za bijelu (dnevnu) svjetlost, prosječna valna duljina može se uzeti kao λ = 0,55 µm. Indeks loma zraka je n = 1.

Mikroskop mbs-1

MBS-1 je stereoskopski mikroskop koji daje izravnu trodimenzionalnu sliku promatranog objekta u propuštenoj i reflektiranoj svjetlosti.

Mikroskop se sastoji od 4 glavna dijela:

– stol;

– tronožac;

– optička glava s mehanizmom grubog dodavanja;

– nastavak za okular.

Stalak mikroskopa sastoji se od okruglog tijela unutar kojeg je ugrađen rotirajući reflektor sa zrcalnim i mat površinama. Za rad s dnevnim svjetlom kućište ima izrez kroz koji svjetlost slobodno prolazi. Na stražnjoj strani tijela stola nalazi se otvor s navojem za rad s električnim iluminatorom. Na stalak mikroskopa pričvršćena je optička glava - glavni dio uređaja u koji su ugrađene najvažnije optičke komponente.

Kućište optičke glave sadrži bubanj u koji su ugrađeni Galilejevi sustavi. Rotirajte os bubnja koristeći ručke s otisnutim brojevima 0,6; 1; 2; 4; 7 postižu različita povećanja objektiva. Svaki položaj bubnja jasno je fiksiran posebnom opružnom stezaljkom. Pomoću ručke na stativu mikroskopa, kojom se pomiče optička glava, postiže se najoštrija slika predmetnog objekta.

Cijela optička glava može se pomicati na šipki stativa i učvrstiti u bilo kojem položaju pomoću vijka. Dodatak okulara sastoji se od vodilice, koja je pravokutni komad s dvije rupe za okvire objektiva.

Kada promatrate kroz okulare, potrebno je okrenuti cijevi okulara kako biste pronašli položaj u kojem se dvije slike spajaju u jednu. Zatim usmjerite mikroskop na predmet koji proučavate i zakrenite reflektor kako biste postigli ravnomjerno osvjetljenje polja. Pri podešavanju osvjetljenja grlo sa svjetiljkom se pomiče prema kolektoru dok se ne postigne najbolje osvjetljenje promatranog objekta.

U osnovi, MBS-1 je namijenjen za pripremne radove, za promatranje objekata, kao i za izvođenje linearnih mjerenja ili mjerenje površina presjeka preparacije. Optički dijagram mikroskopa prikazan je na sl. 4.

Optički dijagram mikroskopa MBS-1 prikazan je na sl. 4.

Pri radu u propusnom svjetlu izvor svjetlosti (1) uz pomoć reflektora (2) i kolektora (3) osvjetljava prozirni uzorak montiran na postolju (4).

Kao leća korišten je poseban sustav koji se sastoji od 4 leće (5) žarišne duljine = 80 mm i 2 para Galilejevih sustava (6) i (7) iza kojih se nalaze leće (8) žarišne duljine od 160 mm, koji tvore sliku objekta u žarišnim ravninama okulara.

Ukupno linearno povećanje optičkog sustava koji se sastoji od leće (5), Galilejevih sustava (6) i (7) i leća (8) iznosi: 0,6; 1; 2; 4; 7. Iza leća (8) nalaze se 2 Schmidtove prizme (9), koje omogućuju rotiranje cijevi okulara prema oku promatrača bez rotacije slike leće.

Mikroskop MBS-1 dolazi s 3 para okulara (10) s povećanjem od 6; 8; 12,5 i jedan mikrometar okulara s povećanjem od 8x s končanicom. Omogućuju vam mijenjanje ukupnog povećanja mikroskopa od 3,6 do 88 (Tablica 1). Ukupno povećanje mikroskopa umnožak je povećanja okulara i povećanja objektiva.

Stol 1.

Optičke karakteristike mikroskopa MBS-1

2. Optički sustav mikroskopa.

3. Povećanje mikroskopa.

4. Granica razlučivosti. Snaga rezolucije mikroskopa.

5. Korisno povećanje mikroskopa.

6. Posebne tehnike mikroskopiranja.

7. Osnovni pojmovi i formule.

8. Zadaci.

Sposobnost oka da razlikuje male detalje predmeta ovisi o veličini slike na mrežnici ili o kutu gledanja. Za povećanje kuta gledanja koriste se posebni optički uređaji.

25.1. Povećalo

Najjednostavniji optički uređaj za povećanje vidnog kuta je povećalo, koje je kratkožarišna konvergentna leća (f = 1-10 cm).

Predmet o kojem je riječ nalazi se između povećala i njegove prednje strane usredotočenost na način da je njegova virtualna slika u granicama akomodacije za određeno oko. Obično se koriste ravnine dalekog ili bliskog smještaja. Potonji je slučaj poželjniji, jer se oko ne umara (prstenasti mišić nije napet).

Usporedimo kutove gledanja pod kojima je objekt vidljiv kada se gleda “golo” normalan okom i povećalom. Izračune ćemo izvesti za slučaj kada se virtualna slika objekta dobije u beskonačnosti (daleka granica akomodacije).

Kada gledate objekt golim okom (slika 25.1, a), da biste dobili maksimalni kut gledanja, objekt se mora postaviti na udaljenost najboljeg vida a 0. Kut gledanja iz kojeg se predmet vidi jednak je β = B/a 0 (B je veličina predmeta).

Kada promatrate predmet s povećalom (slika 25.1, b), on se nalazi u prednjoj žarišnoj ravnini povećala. U tom slučaju oko vidi zamišljenu sliku objekta B", koji se nalazi u beskonačno udaljenoj ravnini. Kut gledanja pod kojim je slika vidljiva jednak je β" ≈ B/f.

Riža. 25.1. Kutovi gledanja: A- golim okom; b- pomoću povećala: f - žarišna duljina povećala; N - čvorna točka oka

Povećalo- omjer kuta gledanjaβ", pod kojim možete vidjeti sliku predmeta u povećalu, do kuta gledanjaβ, ispod koje je predmet vidljiv "golim" normalnim okom iz daljine najboljeg vida:

Povećanja su različita za kratkovidne i dalekovidne oči, budući da imaju različite udaljenosti najboljeg vida.

Predstavimo bez izvođenja formulu za povećanje koje daje povećalo koje koristi kratkovidno ili dalekovidno oko kada oblikuje sliku u ravnini daleke akomodacije:

gdje je udaljenost daleka granica smještaja.

Formula (25.1) sugerira da smanjenjem žarišne duljine povećala možete postići proizvoljno veliko povećanje. U načelu je to točno. Međutim, kada se žarišna duljina povećala smanji, a njegova veličina ostane ista, pojavljuju se aberacije koje poništavaju cjelokupni učinak povećanja. Stoga povećala s jednom lećom obično imaju povećanje od 5-7x.

Za smanjenje aberacija izrađuju se složena povećala koja se sastoje od dvije ili tri leće. U ovom slučaju moguće je postići povećanje od 50 puta.

25.2. Optički sustav mikroskopa

Veće povećanje može se postići promatranjem pomoću povećala stvarne slike objekta stvorene drugom lećom ili sustavom leća. Takav optički uređaj implementiran je u mikroskop. U ovom slučaju se zove povećalo okular, a druga leća - leće. Put zraka u mikroskopu prikazan je na sl. 25.2.

Objekt B postavljen je blizu prednjeg fokusa leće (F oko) na takav način da se njegova stvarna, uvećana slika B" nalazi između okulara i njegovog prednjeg fokusa. Kada

Riža. 25.2. Put zraka u mikroskopu.

U tom slučaju okular daje zamišljenu uvećanu sliku B", koju oko gleda.

Promjenom udaljenosti između predmeta i leće osiguravamo da slika B" bude u ravnini daleke akomodacije oka (oko se u tom slučaju ne umara). Za osobu s normalnim vidom B" je nalazi se u žarišnoj ravnini okulara, a B" se dobiva u beskonačnosti.

25.3. Povećanje mikroskopa

Glavna karakteristika mikroskopa je njegov kut povećati. Ovaj koncept je sličan kutnom povećanju povećala.

Povećanje mikroskopa- omjer kuta gledanjaβ", ispod koje možete vidjeti sliku predmeta u okular, na kut gledanjaβ, ispod koje je predmet vidljiv "golim" okom iz daljine najboljeg vida (a 0):

25.4. Granica razlučivosti. Rezolucija mikroskopa

Možda ćete steći dojam da povećanjem optičke duljine cijevi možete postići proizvoljno veliko povećanje i stoga pregledati najsitnije detalje predmeta.

Međutim, uzimanje u obzir valnih svojstava svjetlosti pokazuje da je veličina sitnih detalja koji se mogu uočiti pomoću mikroskopa podložna ograničenjima povezanim s difrakcija svjetlost koja prolazi kroz otvor leće. Zbog difrakcije slika osvijetljene točke nije točka, već mali svijetli krug. Ako su dijelovi (točke) predmeta koji se razmatraju dovoljno udaljeni, tada će leća dati svoje slike u obliku dva odvojena kruga i oni se mogu razlikovati (Sl. 25.3, a). Najmanja udaljenost između točaka koje se mogu razlikovati odgovara "dodiru" krugova (Sl. 25.3, b). Ako su točke smještene vrlo blizu, tada se odgovarajući "krugovi" preklapaju i percipiraju kao jedan objekt (Sl. 25.3, c).

Riža. 25.3. Rezolucija

Glavna karakteristika koja pokazuje mogućnosti mikroskopa u tom smislu je granica rezolucije.

Granica razlučivosti mikroskop (Z) - najmanja udaljenost između dviju točaka predmeta na kojoj se one mogu razlikovati kao zasebni objekti (tj. u mikroskopu se opažaju kao dvije točke).

Naziva se recipročna vrijednost granice rezolucije rezolucija.Što je niža granica razlučivosti, veća je razlučivost.

Teorijska granica razlučivosti mikroskopa ovisi o valnoj duljini svjetlosti koja se koristi za osvjetljavanje i kutni otvor leće.

Kutni otvor(u) - kut između krajnjih zraka svjetlosnog snopa koji iz predmeta ulazi u leću objektiva.

Naznačimo bez izvođenja formulu za granicu rezolucije mikroskopa u zraku:

Gdje λ - valna duljina svjetlosti koja osvjetljava predmet.

Moderni mikroskopi imaju kutni otvor do 140°. Ako prihvatimo λ = 0,555 µm, tada za granicu rezolucije dobivamo vrijednost Z = 0,3 µm.

25.5. Korisno povećanje mikroskopa

Otkrijmo koliko bi trebalo biti povećanje mikroskopa za danu granicu razlučivosti njegove leće. Uzmimo u obzir da oko ima svoju granicu razlučivosti, koju određuje struktura mrežnice. U predavanju 24 dobili smo sljedeću procjenu za granica rezolucije oka: ZGL = 145-290 um. Da bi oko razaznalo iste točke koje su razdvojene mikroskopom, potrebno je povećanje.

Ovo povećanje se zove korisno povećanje.

Imajte na umu da kada koristite mikroskop za fotografiranje objekta u formuli (25.4), umjesto Z GL treba koristiti granicu rezolucije filma Z PL.

Korisno povećanje mikroskopa- povećanje pri kojem predmet veličine jednake granici rezolucije mikroskopa ima sliku čija je veličina jednaka granici rezolucije oka.

Koristeći procjenu dobivenu gore za granicu rezolucije mikroskopa Z m ≈0,3 µm), nalazimo: G p ~500-1000.

Nema smisla postići veću vrijednost povećanja za mikroskop, jer ionako neće biti vidljivi dodatni detalji.

Korisno povećanje mikroskopa - to je razumna kombinacija moći razlučivanja i mikroskopa i oka.

25.6. Specijalne mikroskopske tehnike

Za povećanje razlučivosti (smanjenje granice razlučivosti) mikroskopa koriste se posebne mikroskopske tehnike.

1. Uranjanje. U nekim mikroskopima za smanjenje granica rezolucije prostor između leće i predmeta ispunjen je posebnom tekućinom - uranjanje. Ovaj mikroskop se zove uranjanje Učinak uranjanja je smanjenje valne duljine: λ = λ 0 /n, gdje λ 0 - valna duljina svjetlosti u vakuumu, a n je indeks loma imerzije. U ovom slučaju, granica rezolucije mikroskopa određena je sljedećom formulom (generacija formule (25.3)):

Imajte na umu da su posebne leće stvorene za uronjene mikroskope, budući da se žarišna duljina leće mijenja u tekućem mediju.

2. UV mikroskopija. Za smanjenje granica rezolucije Koriste kratkovalno ultraljubičasto zračenje, oku nevidljivo. U ultraljubičastim mikroskopima mikroobjekt se ispituje u UV zrakama (u ovom slučaju leće su izrađene od kvarcnog stakla, a registracija se provodi na fotografskom filmu ili na posebnom fluorescentnom ekranu).

3. Mjerenje veličine mikroskopskih predmeta. Pomoću mikroskopa možete odrediti veličinu promatranog predmeta. Za to se koristi okularni mikrometar. Najjednostavniji okularni mikrometar je okrugla staklena ploča na kojoj je nanesena graduirana skala. Mikrometar se ugrađuje u ravninu slike dobivene iz leće. Gledajući kroz okular, slike predmeta i mjerila se stapaju i možete izračunati koja udaljenost na mjerilu odgovara izmjerenoj vrijednosti. Cijena podjele okularnog mikrometra je prethodno određena iz poznatog predmeta.

4. Mikroprojekcija i mikrofotografija. Pomoću mikroskopa možete ne samo promatrati predmet kroz okular, već ga i fotografirati ili projicirati na ekran. U tom slučaju koriste se posebni okulari koji projiciraju međusliku A"B" na film ili ekran.

5. Ultramikroskopija. Mikroskop može otkriti čestice čije su veličine izvan njegove rezolucije. Ova metoda koristi koso osvjetljenje, zbog čega su mikročestice vidljive kao svijetle točkice na tamnoj pozadini, dok se struktura čestica ne vidi, već se samo utvrđuje činjenica njihove prisutnosti.

Teorija pokazuje da će, bez obzira na snagu mikroskopa, svaki objekt manji od 3 mikrona u njemu biti predstavljen jednostavno kao jedna točka, bez ikakvih detalja. Ali to ne znači da se takve čestice ne mogu vidjeti, da se njihovo kretanje može pratiti ili da se ne mogu prebrojati.

Za promatranje čestica čije su veličine manje od granice rezolucije mikroskopa, uređaj tzv ultramikroskop. Glavni dio ultramikroskopa je jaki rasvjetni uređaj; Ovako osvijetljene čestice promatramo u običnom mikroskopu. Ultramikroskopija se temelji na činjenici da male čestice suspendirane u tekućini ili plinu postaju vidljive pod jakim bočnim osvjetljenjem (mislite na čestice prašine vidljive na sunčevoj zraki).

25.8. Osnovni pojmovi i formule

Kraj stola

25.8. Zadaci

1. Kao objektiv mikroskopa koristi se leća žarišne duljine 0,8 cm sa žarišnom duljinom okulara 2 cm.Optička duljina cijevi je 18 cm.Koliko je povećanje mikroskopa?

2. Odredite granicu razlučivosti suhih i imerzijskih (n = 1,55) leća s kutnim otvorom u = 140 o. Uzmite da je valna duljina 0,555 µm.

3. Koja je granica rezolucije na valnoj duljini? λ = 0,555 µm, ako je numerička apertura: A 1 = 0,25, A 2 = 0,65?

4. Koji indeks loma bi se trebala koristiti imerzijska tekućina za promatranje podstaničnog elementa promjera 0,25 μm u mikroskopu kada se promatra kroz narančasti filter (valna duljina 600 nm)? Kut otvora mikroskopa je 70°.

5. Na rubu povećala nalazi se natpis “x10” Odredite žarišnu duljinu ovog povećala.

6. Žarišna duljina leće mikroskopa f 1 = 0,3 cm, duljina cijevi Δ = 15 cm, povećanje G = 2500. Nađi žarišnu daljinu F 2 okulara. Najbolja vidna udaljenost je 0 = 25 cm.

Razlučivost oka je ograničena. Rezolucija okarakteriziran riješena udaljenost, tj. minimalna udaljenost između dviju susjednih čestica na kojoj su još uvijek vidljive odvojeno. Razlučna udaljenost za golo oko je oko 0,2 mm. Za povećanje rezolucije koristi se mikroskop. Za proučavanje strukture metala mikroskop je 1831. prvi put upotrijebio P. P. Anosov, proučavajući damask čelik, a kasnije, 1863., Englez G. Sorby, proučavajući meteoritsko željezo.

Dopuštena udaljenost određena je odnosom:

Gdje l- valna duljina svjetlosti koja dolazi od predmeta proučavanja do leće, n– indeks loma sredstva koje se nalazi između predmeta i leće, i a- kutni otvor jednak polovici kuta otvora snopa zraka koji ulazi u leću koja stvara sliku. Ova važna karakteristika objektiva ugravirana je na okviru objektiva.

Dobri objektivi imaju maksimalni kut otvora a = 70° i sina » 0,94. Većina studija koristi suhe objektive koji rade na zraku (n = 1). Za smanjenje razlučene udaljenosti koriste se imerzijske leće. Prostor između predmeta i leće ispunjen je prozirnom tekućinom (imerzija) s visokim indeksom loma. Obično se koristi kap ulja cedra (n = 1,51).

Ako uzmemo l = 0,55 µm za vidljivo bijelo svjetlo, tada je minimalna udaljenost razlučivosti svjetlosnog mikroskopa:

Dakle, moć razlučivanja svjetlosnog mikroskopa ograničena je valnom duljinom svjetlosti. Leća povećava međusliku predmeta, koji se promatra kroz okular, kao kroz povećalo. Okular povećava međusliku predmeta i ne može povećati rezoluciju mikroskopa.

Ukupno povećanje mikroskopa jednako je umnošku povećanja objektiva i okulara. Metalografski mikroskopi koriste se za proučavanje strukture metala s povećanjem od 20 do 2000 puta.

Početnici čine uobičajenu pogrešku pokušavajući vidjeti strukturu odmah pod velikim povećanjem. Treba imati na umu da što je veće povećanje predmeta, to je manje vidljivo područje u vidnom polju mikroskopa. Stoga se preporuča započeti studiju korištenjem slabe leće kako bi se prvo procijenila opća priroda metalne strukture na velikom području. Ako započnete mikroanalizu pomoću jake leće, mnoge važne značajke metalne strukture možda nećete primijetiti.

Nakon općeg pregleda strukture pri malim povećanjima mikroskopa odabire se leća takve rezolucije da se vide svi potrebni najsitniji detalji strukture.

Okular je odabran tako da su detalji strukture, uvećani lećom, jasno vidljivi. Ako povećanje okulara nije dovoljno, sitni detalji posredne slike koju stvara leća neće se vidjeti kroz mikroskop, pa se stoga neće koristiti puna razlučivost leće. Ako je povećanje okulara preveliko, neće se otkriti novi strukturni detalji, a istovremeno će se zamutiti konture već identificiranih detalja, a vidno polje će se suziti. Vlastito povećanje okulara ugravirano je na okvir (na primjer, 7 x).