Ruxsat chegarasi- bu ob'ektning ikkita nuqtasi orasidagi eng kichik masofa, bu nuqtalar ajralib turadi, ya'ni. mikroskopda ikki nuqta sifatida qabul qilinadi.

Rezolyutsiya mikroskopning tekshirilayotgan ob'ektning kichik detallarining alohida tasvirlarini yaratish qobiliyati sifatida aniqlanadi. Bu formula bilan berilgan:

bu erda A - raqamli diafragma, l - yorug'lik to'lqin uzunligi; , bu erda n - ko'rib chiqilayotgan ob'ekt joylashgan muhitning sindirish ko'rsatkichi, U - diafragma burchagi.

Eng kichik tirik mavjudotlarning tuzilishini o'rganish uchun yuqori kattalashtirish va yaxshi aniqlikka ega mikroskoplar kerak. Optik mikroskop 2000 marta kattalashtirish bilan chegaralangan va 250 nm dan yaxshi bo'lmagan ruxsatga ega. Ushbu qiymatlar hujayralarning nozik tafsilotlarini o'rganish uchun mos emas.

118. Ultraviyole mikroskop. Qisqartirishning bir usuli

Mikroskopning o'lchamlari chegarasi to'lqin uzunligi qisqaroq bo'lgan yorug'likdan foydalanishdir. Shu munosabat bilan ultrabinafsha mikroskop qo'llaniladi, unda mikroob'ektlar ultrabinafsha nurlarda tekshiriladi. Ko'z bu nurlanishni to'g'ridan-to'g'ri idrok eta olmagani uchun fotografik plitalar, lyuminestsent ekranlar yoki elektro-optik konvertorlar ishlatiladi. Mikroskopning aniqlik chegarasini kamaytirishning yana bir usuli mikroskop joylashgan muhitning sindirish ko'rsatkichini oshirishdir. Buning uchun u o'rnatiladi daldırma suyuqligi, masalan, sadr yog'i.

119. Luminescent (lyuminestsent) mikroskop ba'zi moddalarning lyuminestsatsiya qilish qobiliyatiga, ya'ni ko'rinmas ultrabinafsha yoki ko'k yorug'lik bilan yoritilganda porlash qobiliyatiga asoslanadi.

Lyuminesans rangi uni qo'zg'atuvchi yorug'lik bilan solishtirganda spektrning to'lqin uzunligi uzunroq qismiga o'tkaziladi (Stoks qoidasi). Luminesans ko'k yorug'lik bilan qo'zg'atilganda, uning rangi yashildan qizilgacha bo'lishi mumkin; agar luminesans ultrabinafsha nurlanish bilan qo'zg'atilgan bo'lsa, u holda lyuminesans ko'rinadigan spektrning istalgan qismida bo'lishi mumkin. Luminesansning bu xususiyati hayajonli yorug'likni o'zlashtiradigan maxsus filtrlar yordamida nisbatan zaif lyuminestsent porlashni kuzatish imkonini beradi.

Ko'pgina mikroorganizmlar o'zlarining lyuminestsentligiga ega bo'lmagani uchun ular floresan bo'yoqlarning eritmalari bilan bo'yalgan. Bu usul ma'lum infektsiyalarning qo'zg'atuvchilarini bakterioskopik tekshirish uchun ishlatiladi: sil kasalligi (auromin), ma'lum viruslar tomonidan hosil bo'lgan hujayralardagi qo'shimchalar va boshqalar Xuddi shu usul tirik va qo'zg'almas mikroorganizmlarni sitokimyoviy o'rganish uchun ishlatilishi mumkin. Ftorxromlar bilan belgilangan antikorlar yordamida immunofloressensiya reaktsiyasida bemorlarning qon zardobida mikroorganizmlarning antijenlari yoki antikorlar aniqlanadi.

120. Fazali kontrastli mikroskopiya. dan boshqa bo'yalmagan mikroorganizmlarni mikroskoplashda muhit faqat sinishi ko'rsatkichiga ko'ra, yorug'lik intensivligida (amplituda) hech qanday o'zgarish bo'lmaydi, faqat uzatiladigan yorug'lik to'lqinlarining fazasi o'zgaradi. Shuning uchun ko'z bu o'zgarishlarni sezmaydi va kuzatilgan ob'ektlar past kontrastli va shaffof ko'rinadi. Bunday ob'ektlarni kuzatish uchun foydalaning fazali kontrastli mikroskop, ob'ekt tomonidan kiritilgan ko'rinmas faza o'zgarishlarining ko'zga ko'rinadigan amplituda o'zgarishlariga aylanishiga asoslangan.

Mikroskopning ushbu usulidan foydalanish tufayli, tirik bo'yalmagan mikroorganizmlarning kontrasti keskin oshadi va ular engil fonda qorong'i yoki qorong'i fonda yorug' ko'rinadi.

Fazali kontrastli mikroskopiya, shuningdek, to'qima madaniyati hujayralarini o'rganish, turli viruslarning hujayralarga ta'sirini kuzatish va boshqalar uchun ishlatiladi.

121. Qorong'i maydon mikroskopiyasi. Qorong'u maydon mikroskopiyasi mikroorganizmlarning yorug'likni kuchli tarqatish qobiliyatiga asoslanadi. Qorong'i maydon mikroskopiyasi uchun an'anaviy ob'ektiv va maxsus qorong'u maydon kondensatorlari qo'llaniladi.

Qorong'i maydonli kondensatorlarning asosiy xususiyati shundaki, ularning markaziy qismi qoraygan va yoritgichning to'g'ridan-to'g'ri nurlari mikroskop linzalariga kirmaydi. Ob'ekt qiyshiq yon nurlar bilan yoritiladi va faqat preparatdagi zarrachalar tomonidan tarqalgan nurlar mikroskop linzalariga kiradi. Qorong'u maydon mikroskopiyasi Tyndall effektiga asoslanadi, uning mashhur misoli quyosh nurining tor nurlari bilan yoritilganda havodagi chang zarralarini aniqlashdir.

Qorong'i maydon mikroskopida mikroorganizmlar qora fonda yorqin porlab ko'rinadi. Mikroskopning ushbu usuli bilan eng kichik mikroorganizmlarni aniqlash mumkin, ularning o'lchamlari mikroskopning ruxsatidan tashqarida. Biroq, qorong'u maydon mikroskopiyasi ob'ektning faqat konturlarini ko'rishga imkon beradi, lekin ichki tuzilishini o'rganishga imkon bermaydi.

122. Issiqlik nurlanishi tabiatda elektromagnit nurlanishning eng keng tarqalgan turi hisoblanadi. Bu moddaning atomlari va molekulalarining issiqlik harakati energiyasi tufayli yuzaga keladi. Issiqlik nurlanishi mutlaq noldan boshqa har qanday haroratda barcha jismlarga xosdir.

Tananing umumiy emissiyasi E (shuningdek, energetik yorug'lik deb ataladi) - 1 soniya ichida tananing birlik sirtidan chiqariladigan energiya miqdori. J/m 2 s da o'lchanadi.

Tananing umumiy radiatsiya yutilish qobiliyati A (yutilish koeffitsienti) - jism tomonidan yutilgan nurlanish energiyasining unga tushadigan barcha nurlanish energiyasiga nisbati; A - o'lchovsiz miqdor.

123. Mutlaqo qora tan. Har qanday haroratda unga tushadigan barcha nurlanish energiyasini o'zlashtiradigan xayoliy jism mutlaqo qora deb ataladi.

Kirchhoff qonuni. Berilgan haroratdagi barcha jismlar uchun E ning nurlanishni yutish qobiliyatiga nisbati A mutlaq qora jismning nurlanish qobiliyatiga teng doimiy qiymatdir. e bir xil haroratda:

e.

Stefan-Boltzman qonuni. Qora tananing umumiy emissiyasi uning mutlaq haroratining to'rtinchi darajasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:

e=sT 4 ,

bu yerda s - Stefan-Boltzman doimiysi.

Vino qonuni. Qora tananing maksimal nurlanishiga to'g'ri keladigan to'lqin uzunligi uning mutlaq haroratiga teskari proportsionaldir:

l t × T = V,

Bu erda v - Vena doimiysi.

Sharob qonuni asosida optik pirometriya– issiq jismlarning haroratini (erituvchi pechdagi metall, atom portlashi bulutidagi gaz, yulduzlar yuzasi va boshqalar) nurlanish spektridan aniqlash usuli. Aynan shu usul birinchi marta Quyosh sirtining haroratini aniqladi.

124 . Infraqizil nurlanish. Ko'rinadigan yorug'likning qizil chegarasi (l = 0,76 mkm) va qisqa to'lqinli radio nurlanishi (l = 1 - 2 mm) o'rtasidagi spektral hududni egallagan elektromagnit nurlanish infraqizil (IR) deb ataladi. Isitilgan qattiq moddalar va suyuqliklar uzluksiz infraqizil spektrni chiqaradi.

Infraqizil nurlanishdan terapevtik foydalanish uning termal ta'siriga asoslanadi. Davolash uchun maxsus lampalar qo'llaniladi.

Infraqizil nurlanish tanaga taxminan 20 mm chuqurlikda kiradi, shuning uchun sirt qatlamlari ko'proq darajada isitiladi. Terapevtik ta'sir termoregulyatsiya tizimining faoliyatini faollashtiradigan harorat gradienti tufayli yuzaga keladi. Nurlangan hududga qon ta'minotini oshirish qulay terapevtik oqibatlarga olib keladi.

125. Ultraviyole nurlanish. Elektromagnit nurlanish,

Ko'rinadigan yorug'likning binafsha qirrasi (l = 400 nm) va rentgen nurlanishining uzun to'lqinli qismi (l = 10 nm) orasidagi spektral hududni egallagan ultrabinafsha (UV) deyiladi.

Yuqori haroratlarda qizdirilgan qattiq moddalar chiqaradi

ultrabinafsha nurlanishining sezilarli miqdori. Biroq, maksimal

Energetik yorqinlikning spektral zichligi, Wien qonuniga muvofiq, 7000 K ga to'g'ri keladi. Amalda, bu normal sharoitda kulrang jismlarning termal nurlanishi UV nurlanishining samarali manbai bo'lib xizmat qila olmasligini anglatadi. UV nurlanishining eng kuchli manbai Quyosh bo'lib, uning radiatsiyasining 9% er atmosferasi chegarasida ultrabinafshadir.

UV nurlanishi ultrabinafsha nurlanish mikroskoplari, lyuminestsent mikroskoplarning ishlashi va lyuminestsent tahlil uchun zarurdir. Tibbiyotda ultrabinafsha nurlanishining asosiy qo'llanilishi uning o'ziga xos biologik ta'siri bilan bog'liq bo'lib, ular fotokimyoviy jarayonlar natijasida yuzaga keladi.

126. Termografiya- bu turli hududlardan radiatsiyani ro'yxatga olish

diagnostik talqin qilish maqsadida tana yuzasi. Harorat ikki yo'l bilan aniqlanadi. Bir holatda, suyuq kristalli displeylar ishlatiladi, ularning optik xususiyatlari haroratning kichik o'zgarishlariga juda sezgir.

Ushbu ko'rsatkichlarni bemorning tanasiga joylashtirish orqali ularning rangini o'zgartirib, mahalliy harorat farqini vizual tarzda aniqlash mumkin.

Boshqa usul foydalanishga asoslangan termal tasvirchilar, fotorezistorlar kabi sezgir infraqizil nurlanish detektorlaridan foydalanadi.

127. Termografiyaning fiziologik asoslari. Inson tanasida sodir bo'ladigan fiziologik jarayonlar aylanma qon va limfa orqali uzatiladigan issiqlikning chiqishi bilan birga keladi. Issiqlik manbai tirik organizmda sodir bo'ladigan biokimyoviy jarayonlardir. Hosil bo'lgan issiqlik qon orqali butun tanaga o'tadi. Yuqori issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan aylanma qon tananing markaziy va periferik hududlari o'rtasida kuchli issiqlik almashinuviga qodir. Teri tomirlari orqali o'tadigan qonning harorati 2-3 ° ga kamayadi.

Termografiya patologik o'choqlar ustidan infraqizil nurlanish intensivligining oshishi (qon ta'minoti va ulardagi metabolik jarayonlarning kuchayishi tufayli) yoki mintaqaviy qon oqimi kamaygan va to'qimalar va organlarda hamroh bo'lgan o'zgarishlar bo'lgan joylarda uning intensivligining pasayishi fenomeniga asoslanadi. . Bu odatda "issiq zona" paydo bo'lishi bilan ifodalanadi. Termografiyaning ikkita asosiy turi mavjud: teletermografiya va kontakt xolesterik termografiya.

128. Teletermografiya inson tanasining infraqizil nurlanishini issiqlik tasviri ekranida tasvirlangan elektr signaliga aylantirishga asoslangan. Termal tasvirlarda infraqizil nurlanish uchun qabul qiluvchi qurilmalar sifatida sezgir fotorezistorlar qo'llaniladi.

Termal tasvir qurilmasi quyidagicha ishlaydi. Infraqizil nurlanish ob'ektiv tizimi tomonidan fokuslanadi va keyin -196 ° C gacha sovutilganda ishlaydigan fotodetektorga tushadi. Fotodetektordan keladigan signal kuchaytiriladi va olingan ma'lumotni rangli monitor ekraniga uzatish bilan raqamli ishlov berishdan o'tkaziladi.

129. Aloqa suyuq kristalli termografiya anizotropik xolesterik suyuq kristallarning optik xususiyatlariga tayanadi, ular issiqlik chiqaradigan sirtlarga qo'llanganda rangning kamalak ranglariga o'zgarishi sifatida namoyon bo'ladi. Eng sovuq joylar qizil, eng issiqlari ko'k.

Suyuq kristall kontaktli plastinka termografiyasi hozirda tibbiyotning turli sohalarida keng tarqalgan va muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda, ammo inson tanasining infraqizil nurlanishini qayd etishning masofaviy usullari ko'proq foydalanishni topdi.

130. Termografiyaning klinik qo'llanilishi. Termografik diagnostika bemorga hech qanday tashqi ta'sir yoki noqulaylik tug'dirmaydi va bemorning teri yuzasida ko'plab kasalliklar va jismoniy kasalliklarga xos bo'lgan issiqlik naqshidagi anormalliklarni "ko'rish" imkonini beradi.

Termografiya fiziologik, zararsiz, noinvaziv diagnostika usuli bo'lib, amaliy tibbiyotda keng ko'lamli patologiyalarni tashxislash uchun qo'llaniladi: sut bezlari, umurtqa pog'onasi, bo'g'imlar, qalqonsimon bez, LOR a'zolari, qon tomirlari, jigar, o't pufagi kasalliklari. qovuq, ichak, oshqozon, oshqozon osti bezi , buyraklar, qovuq, prostata bezi. Termografiya sizga patologik jarayonning rivojlanishining eng boshida, to'qimalarda tarkibiy o'zgarishlar paydo bo'lishidan oldin o'zgarishlarni qayd etish imkonini beradi.

131. Atomning Rezerford (sayyoraviy) modeli. Ushbu modelga ko'ra, atomning barcha musbat zaryadi va deyarli barcha massasi (99,94% dan ortiq) atom yadrosida to'plangan bo'lib, uning kattaligi atomning o'lchamiga nisbatan ahamiyatsiz (taxminan 10 -13 sm). (10-8 sm). Elektronlar yadro atrofida yopiq (elliptik) orbitalarda harakatlanib, atomning elektron qobig'ini hosil qiladi. Yadro zaryadi mutlaq qiymatda elektronlarning umumiy zaryadiga teng.

Rezerford modelining kamchiliklari.

a) Rezerford modelida atom beqaror

ta'lim, tajriba esa buning aksini ko'rsatadi;

b) Rezerford fikricha, atomning nurlanish spektri uzluksiz, tajriba esa nurlanishning diskret tabiati haqida gapiradi.

132. Bor bo'yicha atom tuzilishining kvant nazariyasi. Atomning energiya holatlarining diskretligi g'oyasiga asoslanib, Bor Ruterfordning atom modelini takomillashtirdi va atom tuzilishining kvant nazariyasini yaratdi. U uchta postulatga asoslanadi.

Atomdagi elektronlar hech qanday orbita bo'ylab harakatlana olmaydi, faqat juda ma'lum radiusli orbitalarda harakat qiladi. Statsionar deb ataladigan bu orbitalarda elektronning burchak momenti quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

Bu yerda m – elektronning massasi, v – tezligi, r – elektron orbitasining radiusi, n – kvant deb ataladigan butun son (n=1,2,3, ...).

Statsionar orbitalarda elektronlarning harakati energiyaning nurlanishi (yutilishi) bilan birga kelmaydi.

Elektronning bir statsionar orbitadan ikkinchisiga o'tishi

energiya kvantining emissiyasi (yoki yutilishi) bilan birga keladi.

Ushbu kvantning hn qiymati atomning nurlanishdan oldingi va keyingi (yutilish) statsionar holatlarining W 1 – W 2 energiya farqiga teng:

hn=W 1 – W 2.

Bu munosabat chastota sharti deb ataladi.

133. Spektrlarning turlari. Spektrlarning uchta asosiy turi mavjud: qattiq, chiziqli va chiziqli.

Chiziqli spektrlar

atomlar. Emissiya bog'langan elektronlarning quyi energiya darajalariga o'tishi natijasida yuzaga keladi.

Chiziqli spektrlar individual hayajonlangan tomonidan chiqariladi

molekulalar. Radiatsiya sabab bo'ladi elektron o'tishlar atomlarda va atomlarning molekuladagi tebranish harakatlari bilan.

Uzluksiz spektrlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi ko'plab molekulyar va atom ionlari to'plamlari tomonidan chiqariladi.

Radiatsiyada asosiy rolni yuqori haroratdan kelib chiqqan ushbu zarrachalarning xaotik harakati o'ynaydi.

134. Spektral analiz tushunchasi. Har bir kimyoviy element

bu elementga xos bo'lgan juda o'ziga xos to'lqin uzunliklari bilan nur chiqaradi (va yutadi). Elementlarning chiziqli spektrlari yorug'lik diffraksion panjara yordamida parchalanadigan spektrograflarda suratga olish yo'li bilan olinadi. Elementning chiziqli spektri - bu chiqadigan (yoki so'rilgan) yorug'lik to'lqin uzunliklari asosida ushbu elementni aniq aniqlash imkonini beruvchi "barmoq izi" ning bir turi. Spektrografik tadqiqotlar biz uchun mavjud bo'lgan eng kuchli kimyoviy tahlil usullaridan biridir.

Sifatli spektral tahlil- bu moddaning tarkibini aniqlash uchun olingan spektrlarni jadvalga kiritilganlar bilan taqqoslash.

Miqdoriy spektral tahlil spektral chiziqlarning fotometriyasi (intensivligini aniqlash) orqali amalga oshiriladi: chiziqlarning yorqinligi berilgan element miqdoriga proportsionaldir.

Spektroskopni kalibrlash. O'rganilayotgan spektrning to'lqin uzunliklarini aniqlash uchun spektroskopdan foydalanish uchun spektroskopni kalibrlash kerak, ya'ni. spektral chiziqlarning to'lqin uzunliklari va ular ko'rinadigan spektroskop shkalasining bo'linmalari o'rtasidagi munosabatni o'rnatish.

135. Spektral analizning asosiy xarakteristikalari va qo'llanilishi sohalari. Spektral tahlil yordamida siz moddaning ham atom, ham molekulyar tarkibini aniqlashingiz mumkin. Spektral tahlil tahlil qilinayotgan namunaning alohida komponentlarini sifat jihatidan aniqlash va ularning kontsentratsiyasini miqdoriy aniqlash imkonini beradi. Juda yaqin bo'lgan moddalar kimyoviy xossalari kimyoviy usullar bilan tahlil qilish qiyin yoki hatto imkonsiz bo'lgan , spektral tarzda osongina aniqlanadi.

Sezuvchanlik spektral tahlil odatda juda yuqori. To'g'ridan-to'g'ri tahlil 10 -3 - 10 -6% sezgirlikka erishadi. Tezlik Spektral tahlil odatda boshqa usullar bilan amalga oshiriladigan tahlil tezligidan sezilarli darajada oshadi.

136. Biologiyada spektral tahlil. Biologik ob'ektlarning tuzilishini aniqlashda moddalarning optik faolligini o'lchashning spektroskopik usuli keng qo'llaniladi. Biologik molekulalarni o'rganishda ularning yutilish spektrlari va floresansi o'lchanadi. Lazerli qo'zg'alish ta'sirida lyuminestsatsiyalanuvchi bo'yoqlar hujayralardagi vodorod indeksini va ion kuchini aniqlash uchun, shuningdek, oqsillarning o'ziga xos joylarini o'rganish uchun ishlatiladi. Ramanning rezonansli tarqalishi yordamida hujayralar tuzilishi tekshiriladi va oqsil va DNK molekulalarining konformatsiyasi aniqlanadi. Fotosintez va ko'rish biokimyosini o'rganishda spektroskopiya muhim rol o'ynadi.

137. Tibbiyotda spektral tahlil. Inson tanasida saksondan ortiq kimyoviy elementlar mavjud. Ularning o'zaro ta'siri va o'zaro ta'siri o'sish, rivojlanish, ovqat hazm qilish, nafas olish, immunitet, qon hosil qilish, xotira, urug'lanish va boshqalarni ta'minlaydi.

Mikro va makroelementlarning diagnostikasi, shuningdek ularning miqdoriy muvozanati uchun soch va tirnoqlar eng unumdor materialdir. Har bir soch o'sishining butun davri davomida butun organizmning mineral almashinuvi haqida ajralmas ma'lumotlarni saqlaydi. Spektral tahlil uzoq vaqt davomida mineral balansi haqida to'liq ma'lumot beradi. Ayrim zaharli moddalarni faqat shu usul yordamida aniqlash mumkin. Taqqoslash uchun: an'anaviy usullar qon testi yordamida tekshirish vaqtida o'ndan kam mikroelementlar nisbatini aniqlash imkonini beradi.

Spektral tahlil natijalari shifokorga kasalliklarning sabablarini aniqlash va izlash, yashirin kasalliklar va ularga moyillikni aniqlashda yordam beradi; sizga dori-darmonlarni aniqroq belgilash va mineral balansni tiklash uchun individual sxemalarni ishlab chiqish imkonini beradi.

Farmakologiya va toksikologiyada spektroskopik usullarning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Xususan, ular farmakologik dori vositalarining namunalarini validatsiya qilish jarayonida tahlil qilish, shuningdek, qalbakilashtirilganlarini aniqlash imkonini beradi. dorilar. Toksikologiyada ultrabinafsha va infraqizil spektroskopiya Stas ekstraktidan ko'plab alkaloidlarni aniqlash imkonini berdi.

138. Luminesans Ma'lum bir haroratda tananing haddan tashqari nurlanishi, yorug'lik to'lqinlari davridan sezilarli darajada oshib ketadigan nurlanish deyiladi.

Fotoluminesans. Fotonlardan kelib chiqadigan lyuminesans fotoluminesans deb ataladi.

Kimyoluminesans. Kimyoviy reaktsiyalar bilan birga keladigan lyuminesans xemiluminesans deb ataladi.

139. Luminescent tahlil ob'ektlarni o'rganish maqsadida ularning lyuminessensiyasini kuzatish asosida; oziq-ovqat mahsulotlarining buzilishining dastlabki bosqichlarini aniqlash, farmakologik preparatlarni saralash va ayrim kasalliklarga tashxis qo'yish uchun ishlatiladi.

140. Fotoelektrik effekt tortib olish hodisasi deb ataladi

unga tushgan yorug'lik ta'sirida moddadan elektronlar.

Da tashqi fotoelektr effekti elektron moddaning sirtini tark etadi.

Da ichki fotoelektrik effekt elektron atom bilan bog'lanishdan ozod bo'ladi, lekin moddaning ichida qoladi.

Eynshteyn tenglamasi:

Bu yerda hn - fotonning energiyasi, n - chastotasi, A - elektronning ish funktsiyasi, chiqarilgan elektronning kinetik energiyasi, v - tezligi.

Fotoelektrik effekt qonunlari:

Metall sirtidan vaqt birligida chiqadigan fotoelektronlarning soni metallga tushgan yorug'lik oqimiga proportsionaldir.

Fotoelektronlarning maksimal boshlang'ich kinetik energiyasi

tushayotgan yorug'likning chastotasi bilan belgilanadi va uning intensivligiga bog'liq emas.

Har bir metall uchun fotoelektrik effektning qizil chegarasi mavjud, ya'ni. maksimal to'lqin uzunligi l 0, bunda fotoelektrik effekt hali ham mumkin.

Tashqi fotoelektr effekti fotoko'paytiruvchi naychalarda (PMT) va elektron-optik konvertorlarda (EOC) qo'llaniladi. PMTlar past intensivlikdagi yorug'lik oqimlarini o'lchash uchun ishlatiladi. Ularning yordami bilan zaif bioluminesans aniqlanishi mumkin. Tibbiyotda rentgen tasvirlarining yorqinligini oshirish uchun tasvirni kuchaytiruvchi naychalar qo'llaniladi; termografiyada - tananing infraqizil nurlanishini ko'rinadigan nurlanishga aylantirish uchun. Bundan tashqari, fotosellar metroda turniketlardan o'tishda, zamonaviy mehmonxonalarda, aeroportlarda va hokazolarda qo'llaniladi. eshiklarni avtomatik ravishda ochish va yopish, ko'cha yoritgichlarini avtomatik ravishda yoqish va o'chirish, yoritishni aniqlash (lyuks metr) va boshqalar.

141. Rentgen nurlanishi-Bu elektromagnit nurlanish to'lqin uzunligi 0,01 dan 0,000001 mikrongacha. Bu fosfor bilan qoplangan ekranning porlashiga va emulsiyaning qorayishiga olib keladi va bu uni suratga olish uchun mos qiladi.

X-nurlari elektronlar rentgen trubkasidagi anodga urilganda to'satdan to'xtab qolganda hosil bo'ladi. Birinchidan, katod tomonidan chiqarilgan elektronlar 100 000 km / s tezlikka tezlashtiruvchi potentsial farq bilan tezlashadi. Bremsstrahlung deb ataladigan bu nurlanish uzluksiz spektrga ega.

Rentgen nurlanishining intensivligi empirik formula bilan aniqlanadi:

Bu erda I - trubadagi oqim kuchi, U - kuchlanish, Z - antikatod moddasi atomining seriya raqami, k - const.

Elektronlarning sekinlashishi natijasida hosil bo'lgan rentgen nurlanishi "bremsstrahlung" deb ataladi.

Qisqa to'lqinli rentgen nurlari odatda uzoq to'lqinli rentgen nurlariga qaraganda ko'proq kirib boradi va shunday deyiladi. qattiq, va uzun to'lqin - yumshoq.

Bilan birga rentgen trubkasidagi yuqori kuchlanishlarda

uzluksiz spektrga ega bo'lgan rentgen nurlari chiziqli spektrga ega bo'lgan rentgen nurlarini hosil qiladi; ikkinchisi uzluksiz spektr ustiga qo'yilgan. Bu nurlanish xarakterli deb ataladi, chunki har bir moddaning o'ziga xos, xarakterli rentgen spektri (anod moddadan uzluksiz spektr va faqat rentgen trubkasidagi kuchlanish bilan belgilanadi).

142. Rentgen nurlanishining xossalari. Rentgen nurlari yorug'lik nurlarini tavsiflovchi barcha xususiyatlarga ega:

1) elektr va magnit maydonlarida og'ishmasin va shuning uchun elektr zaryadini ko'tarmaydi;

2) fotografik effektga ega;

3) gazning ionlanishiga olib keladi;

4) lyuminestsensiyani keltirib chiqarishga qodir;

5) sinishi, aks ettirilishi, qutblanishga ega bo`lishi va interferensiya va difraksiya hodisasini berishi mumkin.

143. Mozeli qonuni. Turli moddalarning atomlari tuzilishiga qarab turli xil energiya darajalariga ega bo'lganligi sababli, xarakterli nurlanish spektrlari anod moddasi atomlarining tuzilishiga bog'liq. Yadro zaryadining ortishi bilan xarakterli spektrlar yuqori chastotalar tomon siljiydi. Ushbu naqsh Moseley qonuni sifatida tanilgan:

Bu erda n - spektral chiziqning chastotasi, Z - emissiya elementining seriya raqami, A va B - doimiylar.

144. Rentgen nurlarining moddalar bilan o'zaro ta'siri. Foton energiyasi e va ionlanish energiyasi A nisbatiga qarab uchta asosiy jarayon sodir bo'ladi.

Kogerent (klassik) sochilish. Uzoq to'lqinli rentgen nurlarining tarqalishi asosan to'lqin uzunligini o'zgartirmasdan sodir bo'ladi va kogerent deyiladi. . Agar foton energiyasi ionlanish energiyasidan kam bo'lsa sodir bo'ladi: 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.

Inkogerent sochilish (Kompton effekti). 1922 yilda A.X. Kompton qattiq rentgen nurlarining tarqalishini kuzatar ekan, tarqalib ketgan nurning kirib borish quvvati hodisaga nisbatan kamayganligini aniqladi. Bu tarqoq rentgen nurlarining to'lqin uzunligi tushayotgan rentgen nurlaridan uzunroq ekanligini anglatardi. To'lqin uzunligi o'zgarishi bilan rentgen nurlarining tarqalishi inkogerent, hodisaning o'zi esa Kompton effekti deb ataladi.

Foto effekt. Fotoelektrik effektda rentgen nurlari atom tomonidan yutilib, elektron chiqarib yuboriladi va atom ionlanadi (fotoionlanish). Agar foton energiyasi ionlanish uchun etarli bo'lmasa, u holda fotoelektr effekti elektronlar chiqarmasdan atomlarning qo'zg'alishida namoyon bo'lishi mumkin.

Ionlashtiruvchi ta'sir Rentgen nurlanishi rentgen nurlari ta'sirida elektr o'tkazuvchanligini oshirishda o'zini namoyon qiladi. Bu xususiyat dozimetriyada ushbu turdagi nurlanish ta'sirini aniqlash uchun ishlatiladi.

145. Rentgen nurlanishining lyuminessensiyasi bir qator moddalarning rentgen nurlanishi ostida porlashi deyiladi. Platin-sinoksid bariyning bu porlashi Rentgenga nurlarni kashf qilish imkonini berdi. Bu hodisa rentgen nurlarini vizual kuzatish maqsadida, ba'zan rentgen nurlarining fotoplastinkaga ta'sirini kuchaytirish uchun maxsus yorug'lik ekranlarini yaratish uchun ishlatiladi, bu esa bu nurlarni yozib olish imkonini beradi.

146. Rentgen nurlarining yutilishi Buger qonuni bilan tavsiflanadi:

F = F 0 e - m x,

bu erda m - chiziqli zaiflashuv koeffitsienti,

x - modda qatlamining qalinligi,

F 0 - tushayotgan nurlanishning intensivligi,

F - uzatilgan nurlanishning intensivligi.

147. Rentgen nurlanishining organizmga ta'siri. Rentgen tekshiruvi paytida radiatsiya ta'siri kichik bo'lsa-da, ular hujayralarning xromosoma apparatida o'zgarishlarga olib kelishi mumkin - radiatsiya mutatsiyalari. Shuning uchun rentgen tekshiruvlari tartibga solinishi kerak.

148. Rentgen diagnostikasi. Rentgen diagnostikasi rentgen nurlanishining to'qimalar va organlar tomonidan tanlab yutilishiga asoslanadi.

149. Rentgen nurlari. Ftoroskopiya paytida transilluminatsiya qilingan ob'ektning tasviri floroskopik ekranda olinadi. Texnika oddiy va tejamkor bo'lib, u organlarning harakatini va ulardagi kontrast moddaning harakatini kuzatish imkonini beradi. Biroq, uning kamchiliklari ham bor: undan keyin muhokama qilinadigan yoki kelajakda ko'rib chiqilishi mumkin bo'lgan hujjat qolmadi. Kichik tasvir tafsilotlarini ekranda ko'rish qiyin. Ftoroskopiya bemorga va shifokorga rentgenografiyaga qaraganda ko'proq radiatsiya ta'siri bilan bog'liq.

150. Rentgenografiya. Rentgenografiyada rentgen nurlari dastasi tananing tekshirilayotgan qismiga yo'naltiriladi. Inson tanasi orqali o'tadigan radiatsiya plyonkaga tushadi, unda ishlov berilgandan so'ng tasvir olinadi.

151. Elektroradiografiya. Unda bemor orqali o'tadigan rentgen nurlanishining nurlari statik elektr bilan zaryadlangan selen plastinkasiga uriladi. Bunday holda, plastinka o'zining elektr potentsialini o'zgartiradi va unda elektr zaryadlarining yashirin tasviri paydo bo'ladi.

Usulning asosiy afzalligi - qimmatbaho kumush birikmalarini o'z ichiga olgan rentgen plyonkasini iste'mol qilmasdan va "ho'l" fotografiya jarayonisiz ko'p sonli yuqori sifatli tasvirlarni tezda olish qobiliyatidir.

152. Flyorografiya. Uning printsipi rentgen tasvirini ekrandan kichik formatli rolikli plyonkaga suratga olishdir. U aholining ommaviy so'rovlarini o'tkazish uchun ishlatiladi. Usulning afzalliklari tezlik va samaradorlikdir.

153. Organlarning sun'iy kontrasti. Usul asoslanadi

o'zlashtiradigan zararsiz moddalarni tanaga kiritish

Rentgen nurlanishi tekshirilayotgan organga qaraganda ancha kuchli yoki aksincha, ancha zaifdir. Masalan, bemorga bariy sulfatning suvli suspenziyasini olish tavsiya etiladi. Bunday holda, rasmda oshqozon bo'shlig'ida joylashgan kontrastli massaning soyasi paydo bo'ladi. Soyaning holati, shakli, o'lchami va konturiga ko'ra, oshqozonning holatini, uning bo'shlig'ining shakli va hajmini aniqlash mumkin.

Yod qalqonsimon bezni kontrast qilish uchun ishlatiladi. Buning uchun ishlatiladigan gazlar kislorod, azot oksidi va karbonat angidriddir. Qon oqimiga faqat azot oksidi va karbonat angidridni yuborish mumkin, chunki ular kisloroddan farqli o'laroq, gaz emboliyasini keltirib chiqarmaydi.

154. Rentgen tasvirini kuchaytiruvchi vositalar. Rentgen nurlanishini lyuminestsent ekranning ko'rinadigan nuriga aylantiradigan porlashning yorqinligi, rentgenolog floroskopiya o'tkazishda foydalanadi, kvadrat metr uchun yuzdan bir kandela (kandela - sham). Bu taxminan bulutsiz tunda oy nurining yorqinligiga mos keladi. Bunday yorug'likda inson ko'zi alacakaranlık ko'rish rejimida ishlaydi, bunda kichik detallar va zaif kontrast farqlari juda kam farqlanadi.

Bemorning nurlanish dozasini mutanosib ravishda oshirish tufayli ekranning yorqinligini oshirish mumkin emas, bu baribir zararsiz emas.

Ushbu to'siqni bartaraf etish qobiliyati tashqi elektr maydoni yordamida elektronlarni qayta-qayta tezlashtirish orqali tasvirlarning yorqinligini minglab marta oshirishga qodir bo'lgan rentgen tasvirini kuchaytirgichlari (XI) tomonidan ta'minlanadi. Yorqinlikni oshirishdan tashqari, URIlar tadqiqot davomida radiatsiya dozasini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

155. Angiografiya- qon tomirlarini kontrast bilan o'rganish usuli

URI va televizordan foydalangan holda vizual rentgen nazorati ostida rentgenolog tomir ichiga yupqa elastik naycha - kateter kiritadi va uni qon oqimi bilan birga tananing deyarli har qanday sohasiga, hattoki Yurak. Keyin, kerakli vaqtda, kateter orqali radiopak suyuqlik yuboriladi va bir vaqtning o'zida bir-birini yuqori tezlikda kuzatib boradigan bir qator tasvirlar olinadi.

156. Axborotni qayta ishlashning raqamli usuli. Elektr signallari tasvirni keyingi qayta ishlash uchun eng qulay shakldir. Ba'zan rasmdagi chiziqni ta'kidlash, konturni ta'kidlash yoki ba'zan teksturani ta'kidlash foydalidir. Qayta ishlash ham elektron analog, ham raqamli usullar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Raqamli ishlov berish uchun analog signallar analog-raqamli konvertorlar (ADC) yordamida diskret shaklga aylantiriladi va ushbu shaklda kompyuterga yuboriladi.

Floroskopik ekranda olingan yorug'lik tasviri elektron-optik konvertor (EOC) tomonidan kuchaytiriladi va TT televizion trubkasi kirishidagi optik tizim orqali elektr signallari ketma-ketligiga aylanadi. ADC yordamida namuna olish va kvantlash amalga oshiriladi, so'ngra raqamli tasodifiy kirish xotirasiga - RAMga yozib olinadi va belgilangan dasturlarga muvofiq tasvir signallarini qayta ishlaydi. O'zgartirilgan tasvir yana DAC raqamli-analog konvertori yordamida analog shaklga aylantiriladi va kulrang displeyning VKU video boshqaruv qurilmasi ekranida ko'rsatiladi.

157. Qora va oq tasvirlarni rangli kodlash. Ko'pgina introskopik tasvirlar monoxrom, ya'ni rangsizdir. Ammo insonning oddiy ko'rishi rangdir. Ko'zning kuchlaridan to'liq foydalanish uchun ba'zi hollarda bizning introskopik tasvirlarimizni o'zgartirishning oxirgi bosqichida sun'iy ravishda rang berish mantiqan.

Ko'z rangli tasvirlarni qabul qilganda,

tahlilni osonlashtiradigan qo'shimcha tasvir xususiyatlari. Bu

rang, rangning to'yinganligi, rang kontrasti. Rangda tafsilotlarning ko'rinishi va ko'zning kontrast sezgirligi ko'p marta ortadi.

158. Rentgen terapiyasi. Rentgen nurlanishi bir qator kasalliklarni davolashda radiatsiya terapiyasi uchun ishlatiladi. Radioterapiyaning ko'rsatmalari va taktikasi ko'p jihatdan gamma terapiya usullariga o'xshaydi.

159. Tomografiya. Shifokorni qiziqtiradigan organ yoki patologik shakllanish tasviri rentgen nurlari bo'ylab joylashgan qo'shni organlar va to'qimalarning soyalari bilan qoplangan.

Tomografiyaning mohiyati shundaki, tortishish jarayonida

Rentgen trubkasi bemorga nisbatan harakat qiladi va faqat ma'lum bir chuqurlikda joylashgan tafsilotlarning aniq tasvirlarini beradi. Shunday qilib, tomografiya qatlamli rentgenologik tadqiqotdir.

160. Lazer nurlanishi- bir xil yo'naltirilgan izchil

ko'p atomlardan radiatsiya monoxromatik yorug'likning tor nurini hosil qiladi.

Lazer ishlay boshlashi uchun uning ish moddasining ko'p sonli atomlarini qo'zg'aluvchan (metastabil) holatga aylantirish kerak. Buning uchun elektromagnit energiya ishchi moddaga maxsus manbadan (nasos usuli) o'tkaziladi. Shundan so'ng, barcha qo'zg'atilgan atomlarning deyarli bir vaqtning o'zida normal holatga majburiy o'tishlari ishlaydigan moddada kuchli fotonlar nurini chiqarish bilan boshlanadi.

161. Lazerning tibbiyotda qo'llanilishi.Yuqori energiyali lazerlar

onkologiyada lazerli skalpel sifatida ishlatiladi. Bunday holda, o'simtaning oqilona eksizyoniga atrofdagi to'qimalarga minimal zarar etkazilishi bilan erishiladi va operatsiya katta funktsional ahamiyatga ega bo'lgan miya tuzilmalari yaqinida amalga oshirilishi mumkin.

Lazer nurini qo'llashda qon yo'qotish juda kam, yara to'liq sterilizatsiya qilinadi va operatsiyadan keyingi davrda shishish minimaldir.

Lazerlar, ayniqsa, ko'z mikroxirurgiyasida samarali. Bu ko'z ichi suyuqligining chiqishi uchun o'z nurlari bilan mikroskopik teshiklarni "teshish" orqali glaukomani davolashga imkon beradi. Lazer retinal dekolmani jarrohliksiz davolash uchun ishlatiladi.

Kam energiyali lazer nurlanishi yallig'lanishga qarshi, og'riq qoldiruvchi ta'sirga ega, qon tomir tonusini o'zgartiradi, metabolik jarayonlarni yaxshilaydi va hokazo .; u tibbiyotning turli sohalarida maxsus terapiyada qo'llaniladi.

162. Lazerning organizmga ta'siri. Lazer nurlanishining tanaga ta'siri ko'p jihatdan elektromagnit nurlanishning ko'rinadigan va infraqizil diapazonlardagi ta'siriga o'xshaydi. Molekulyar darajada bunday ta'sir tirik materiya molekulalarining energiya darajalarining o'zgarishiga, ularning stereokimyoviy qayta joylashishiga va oqsil tuzilmalarining koagulyatsiyasiga olib keladi. Lazer ta'sirining fiziologik ta'siri fotoreaktivatsiyaning fotodinamik ta'siri, biologik jarayonlarni rag'batlantirish yoki inhibe qilish ta'siri, alohida tizimlar va umuman tananing funktsional holatidagi o'zgarishlar bilan bog'liq.

163. Biotibbiyot tadqiqotlarida lazerlardan foydalanish. Lazer diagnostikasining asosiy yo'nalishlaridan biri kondensatsiyalangan moddalar spektroskopiyasi, bu biologik to'qimalarni tahlil qilish va ularni hujayra, hujayra osti va molekulyar darajada vizualizatsiya qilish imkonini beradi.

bu erda l - linzaning yuqori fokusi va okulyarning pastki fokusi orasidagi masofa; L - eng yaxshi ko'rish masofasi; 25 sm ga teng; F 1 va F 2 - linza va okulyarning fokus uzunligi.

Fokus masofalari F 1, F 2 va ular orasidagi masofa l ni bilib, siz mikroskopning kattalashtirishini topishingiz mumkin.

Amalda 1500–2000 dan katta kattalashtirishga ega mikroskoplar ishlatilmaydi, chunki Mikroskopda buyumning mayda detallarini farqlash imkoniyati cheklangan. Ushbu cheklov berilgan ob'ektning o'tish tuzilishidagi yorug'lik diffraktsiyasining ta'siridan kelib chiqadi. Shu munosabat bilan mikroskopning ruxsat chegarasi va ajratish kuchi tushunchalaridan foydalaniladi.

Mikroskopning aniqlik chegarasini aniqlash

Mikroskopning aniqlik chegarasi- mikroskopda alohida ko'rinadigan ob'ektning ikkita nuqtasi orasidagi eng kichik masofa. Bu masofa quyidagi formula bilan aniqlanadi:

bu erda l - yorug'likning to'lqin uzunligi; n - linza va ob'ekt orasidagi muhitning sinishi ko'rsatkichi; u - linzaning diafragma burchagi, mikroskop linzalariga kiruvchi konussimon yorug'lik nurining tashqi nurlari orasidagi burchakka teng.

Haqiqatda, ob'ektdan keladigan yorug'lik mikroskop linzalariga ma'lum bir konusda tarqaladi (2-rasm a), u burchakli diafragma bilan tavsiflanadi - optik tizimga kiruvchi konusning yorug'lik nurlarining tashqi nurlari orasidagi burchak u. Cheklovchi holatda, Abbega ko'ra, konusning yorug'lik nurining tashqi nurlari markaziy (nol) va 1-asosiy maksimallarga mos keladigan nurlar bo'ladi (2-b-rasm).

2nsin U miqdori mikroskopning sonli teshigi deyiladi. Raqamli diafragmani maxsus suyuq muhit yordamida oshirish mumkin - suvga cho'mish- mikroskopning ob'ektiv va qopqoq oynasi orasidagi bo'shliqda.

Suvga cho'mish tizimlarida bir xil "quruq" tizimlar bilan solishtirganda, kattaroq diafragma burchagi olinadi (3-rasm).

3-rasm. Immersion tizim diagrammasi

Suvga cho'mish sifatida suv (n = 1,33), sadr yog'i (n = 1,514) va boshqalar ishlatiladi.Har bir suvga cho'mish uchun linzalar maxsus hisoblab chiqiladi va uni faqat shu cho'mish bilan ishlatish mumkin.

Formuladan ko'rinib turibdiki, mikroskopning aniqlik chegarasi yorug'lik to'lqin uzunligiga va mikroskopning raqamli diafragmasiga bog'liq. Yorug'likning to'lqin uzunligi qanchalik qisqa va diafragma qanchalik katta bo'lsa, Z kichikroq va shuning uchun mikroskopning aniqlik chegarasi shunchalik katta bo'ladi. Oq (kunduzi) yorug'lik uchun o'rtacha to'lqin uzunligi l = 0,55 mkm sifatida olinishi mumkin. Havoning sindirish ko'rsatkichi n = 1 ga teng.

Mikroskop mbs-1

MBS-1 - stereoskopik mikroskop bo'lib, u ko'rib chiqilayotgan ob'ektning uzatilgan va aks ettirilgan yorug'likda to'g'ridan-to'g'ri uch o'lchovli tasvirini beradi.

Mikroskop 4 ta asosiy qismdan iborat:

- stol;

- tripod;

– qo'pol besleme mexanizmiga ega optik bosh;

- okulyar biriktirma.

Mikroskop bosqichi dumaloq korpusdan iborat bo'lib, uning ichida oyna va mat yuzalarga ega aylanuvchi reflektor o'rnatilgan. Kunduzgi yorug'lik bilan ishlash uchun korpusda yorug'lik erkin o'tadigan kesma mavjud. Stol korpusining orqa tomonida elektr yoritgich bilan ishlash uchun tishli teshik mavjud. Mikroskop stendiga optik bosh biriktirilgan - qurilmaning asosiy qismi, uning ichiga eng muhim optik qismlar o'rnatilgan.

Optik boshning korpusida Galiley tizimlari o'rnatilgan baraban mavjud. 0,6 bosilgan raqamlar bilan tutqichlar yordamida baraban o'qini aylantiring; 1; 2; 4; 7 turli xil linzalarni kattalashtirishga erishadi. Barabanning har bir pozitsiyasi maxsus bahor qisqichi bilan aniq o'rnatiladi. Optik boshni harakatga keltiradigan mikroskop shtabidagi tutqich yordamida ko'rib chiqilayotgan ob'ektning eng aniq tasviriga erishiladi.

Butun optik boshni uch oyoq tayog'ida siljitish va vint bilan istalgan holatda mahkamlash mumkin. Okuyar qo'shimchasi yo'riqnomadan iborat bo'lib, u to'rtburchaklar bo'lak bo'lib, linzalar ramkalari uchun ikkita teshikka ega.

Ko'zoynaklar orqali kuzatayotganda, ikkita tasvir birlashtiriladigan joyni topish uchun okulyar naychalarni burish kerak. Keyinchalik, mikroskopni o'rganilayotgan ob'ektga qarating va maydonning bir xil yoritilishiga erishish uchun reflektorni aylantiring. Yoritishni sozlashda, chiroqli rozetka kuzatilgan ob'ektning eng yaxshi yoritilishi olinmaguncha kollektor tomon harakat qiladi.

Asosan, MBS-1 tayyorgarlik ishlari, ob'ektlarni kuzatish, shuningdek chiziqli o'lchovlarni o'tkazish yoki preparat uchastkalarining maydonlarini o'lchash uchun mo'ljallangan. Mikroskopning optik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 4.

MBS-1 mikroskopining optik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 4.

O'tkazilayotgan yorug'likda ishlaganda yorug'lik manbai (1) reflektor (2) va kollektor (3) yordamida sahnaga (4) o'rnatilgan shaffof namunani yoritadi.

Ob'ektiv sifatida fokus uzunligi = 80 mm bo'lgan 4 ta linzalardan (5) va 2 juft Galiley tizimlaridan (6) va (7) tashkil topgan maxsus tizim ishlatilgan, ularning orqasida fokus uzunligi bo'lgan linzalar (8) mavjud. 160 mm, ular ko'zoynaklarning fokus tekisliklarida ob'ektning tasvirini hosil qiladi.

Ob'ektiv (5), Galiley tizimlari (6) va (7) va linzalardan (8) tashkil topgan optik tizimning umumiy chiziqli kattalashtirishi: 0,6; 1; 2; 4; 7. Linzalar (8) orqasida 2 ta Shmidt prizmasi (9) mavjud bo'lib, ular ob'ektiv tasvirini aylantirmasdan, kuzatuvchining ko'ziga mos ravishda okulyar naychalarni aylantirish imkonini beradi.

MBS-1 mikroskopi 6 kattalashtirishga ega 3 juft okulyar (10) bilan birga keladi; 8; 12,5 va retikulli bitta 8x kattalashtirishli okulyar mikrometr. Ular mikroskopning umumiy kattalashtirishini 3,6 dan 88 gacha o'zgartirishga imkon beradi (1-jadval). Mikroskopning umumiy kattalashtirishi ko'zoynakning kattalashishi va ob'ektivning kattalashishi mahsulotidir.

1-jadval.

MBS-1 mikroskopining optik xarakteristikalari

2. Mikroskopning optik tizimi.

3. Mikroskopni kattalashtirish.

4. Ruxsat chegarasi. Mikroskopning aniqlik kuchi.

5. Foydali mikroskopni kattalashtirish.

6. Mikroskopning maxsus texnikasi.

7. Asosiy tushunchalar va formulalar.

8. Vazifalar.

Ko'zning ob'ektning kichik detallarini farqlash qobiliyati to'r pardadagi tasvirning o'lchamiga yoki ko'rish burchagiga bog'liq. Ko'rish burchagini oshirish uchun maxsus optik qurilmalar qo'llaniladi.

25.1. Kattalashtiruvchi

Ko'rish burchagini oshirish uchun eng oddiy optik qurilma lupa bo'lib, u qisqa fokusli konverging linzalari (f = 1-10 sm).

Ko'rib chiqilayotgan ob'ekt lupa va uning old tomoni orasiga qo'yilgan diqqat uning virtual tasviri ma'lum bir ko'z uchun turar joy chegaralarida bo'ladigan tarzda. Odatda uzoq yoki yaqin turar joy samolyotlari ishlatiladi. Oxirgi holat afzalroq, chunki ko'z charchamaydi (halqali mushak tarang emas).

Keling, ob'ektni "yalang'och" ko'rishda ko'rinadigan ko'rish burchaklarini taqqoslaylik normal ko'z bilan va lupa bilan. Ob'ektning virtual tasviri cheksizlikda (joylashuvning uzoq chegarasi) olingan holat uchun hisob-kitoblarni amalga oshiramiz.

Ob'ektni yalang'och ko'z bilan ko'rishda (25.1-rasm, a) maksimal ko'rish burchagini olish uchun ob'ektni eng yaxshi ko'rish a 0 masofasida joylashtirish kerak. Ob'ektni ko'rish burchagi b = B/a 0 ga teng (B - ob'ektning o'lchami).

Ob'ektni kattalashtiruvchi oyna bilan ko'rishda (25.1-rasm, b) u lupaning oldingi fokus tekisligiga joylashtiriladi. Bunda ko'z cheksiz uzoqdagi tekislikda joylashgan B ob'ektining xayoliy tasvirini ko'radi. Rasm ko'rinadigan ko'rish burchagi b" ≈ B/f ga teng.

Guruch. 25.1. Ko'rish burchaklari: A- yalang'och ko'z bilan; b- lupa yordamida: f - lupaning fokus masofasi; N - ko'zning tugun nuqtasi

Kattalashtirib ko'rsatuvchi ko'zgu- ko'rish burchagi nisbatiβ", uning ostida siz lupadagi ob'ektning tasvirini ko'rish burchagiga qarab ko'rishingiz mumkinβ, uning ostida ob'ekt "yalang'och" oddiy ko'zga eng yaxshi ko'rish masofasidan ko'rinadi:

Kattalashtirishning kattalashtirishlari yaqindan va uzoqni ko'rmaydigan ko'zlar uchun farq qiladi, chunki ular eng yaxshi ko'rish masofasiga ega.

Keling, uzoq joylashuv tekisligida tasvirni yaratishda yaqindan yoki uzoqni ko'rmaydigan ko'z tomonidan qo'llaniladigan kattalashtirish oynasi tomonidan berilgan kattalashtirish formulasini keltirib chiqarmasdan keltiramiz:

bu erda masofa - turar joyning uzoq chegarasi.

Formula (25.1) shuni ko'rsatadiki, kattalashtiruvchi oynaning fokus uzunligini qisqartirish orqali siz o'zboshimchalik bilan katta kattalashtirishga erishishingiz mumkin. Printsipial jihatdan bu haqiqat. Biroq, kattalashtiruvchi oynaning fokus uzunligi qisqarganda va uning o'lchami bir xil bo'lib qolsa, kattalashtirishning butun ta'sirini inkor etadigan aberatsiyalar paydo bo'ladi. Shuning uchun, bitta linzali lupalar odatda 5-7x kattalashtirishga ega.

Aberatsiyalarni kamaytirish uchun ikki yoki uchta linzalardan iborat murakkab kattalashtiruvchi oynalar tayyorlanadi. Bunday holda, 50 barobar o'sishga erishish mumkin.

25.2. Mikroskopning optik tizimi

Boshqa ob'ektiv yoki ob'ektiv tizimi tomonidan yaratilgan ob'ektning haqiqiy tasvirini kattalashtiruvchi oyna bilan ko'rish orqali kattalashtirishga erishish mumkin. Bunday optik qurilma mikroskopda amalga oshiriladi. Bunday holda kattalashtirish oynasi deyiladi ko'zoynak, va boshqa ob'ektiv - ob'ektiv. Mikroskopdagi nurlarning yo'li rasmda ko'rsatilgan. 25.2.

B ob'ekti ob'ektivning old fokusiga (F haqida) shunday joylashtirilganki, uning haqiqiy, kattalashtirilgan tasviri B" okulyar va old fokus o'rtasida joylashgan. Qachon

Guruch. 25.2. Mikroskopda nurlanish yo'li.

Bunday holda, okulyar ko'z bilan ko'rilgan hayoliy kattalashtirilgan tasvirni B" beradi.

Ob'ekt va linza orasidagi masofani o'zgartirib, ular B" tasvirining ko'zning uzoq akkomodasiya tekisligida bo'lishini ta'minlaydilar (bu holda ko'z charchamaydi). Oddiy ko'rish qobiliyatiga ega bo'lgan odam uchun B". okulyarning fokus tekisligida joylashgan va B" cheksizlikda olinadi.

25.3. Mikroskopni kattalashtirish

Mikroskopning asosiy xarakteristikasi uning burchakliligidir kattalashtirish; ko'paytirish. Bu kontseptsiya kattalashtiruvchi oynaning burchakli kattalashishiga o'xshaydi.

Mikroskopni kattalashtirish- ko'rish burchagi nisbatiβ", uning ostida siz ob'ektning tasvirini ko'rishingiz mumkin ko'zoynak, ko'rish burchagigaβ, uning ostida ob'ekt "yalang'och" ko'zga eng yaxshi ko'rish masofasidan (a 0) ko'rinadi:

25.4. Ruxsat chegarasi. Mikroskopning aniqligi

Naychaning optik uzunligini oshirish orqali siz o'zboshimchalik bilan katta kattalashtirishga erishishingiz va shuning uchun ob'ektning eng kichik tafsilotlarini tekshirishingiz mumkin degan taassurot paydo bo'lishi mumkin.

Biroq, yorug'likning to'lqin xususiyatlarini hisobga olgan holda, mikroskop yordamida aniqlanadigan kichik detallarning o'lchami bilan bog'liq cheklovlar mavjudligini ko'rsatadi. diffraktsiya linza teshigidan o'tadigan yorug'lik. Difraksiya tufayli yoritilgan nuqtaning tasviri nuqta emas, balki kichik yorug'lik doirasi. Agar ko'rib chiqilayotgan ob'ektning qismlari (nuqtalari) etarlicha uzoqda joylashgan bo'lsa, linzalar o'zlarining tasvirlarini ikkita alohida doira shaklida beradi va ularni farqlash mumkin (25.3-rasm, a). Ajraladigan nuqtalar orasidagi eng kichik masofa aylanalarning "tegishi" ga to'g'ri keladi (25.3-rasm, b). Agar nuqtalar juda yaqin joylashgan bo'lsa, unda mos keladigan "doiralar" bir-birining ustiga chiqadi va bitta ob'ekt sifatida qabul qilinadi (25.3-rasm, v).

Guruch. 25.3. Rezolyutsiya

Bu borada mikroskopning imkoniyatlarini ko'rsatadigan asosiy xarakteristikasi hisoblanadi rezolyutsiya chegarasi.

Ruxsat chegarasi mikroskop (Z) - ob'ektning ikkita nuqtasi orasidagi eng kichik masofa, ular alohida ob'ektlar sifatida ajralib turadi (ya'ni, mikroskopda ikkita nuqta sifatida qabul qilinadi).

Rezolyutsiya chegarasining o'zaro nisbati deyiladi rezolyutsiya. Ruxsat chegarasi qanchalik past bo'lsa, o'lchamlari shunchalik katta bo'ladi.

Mikroskopning nazariy aniqlik chegarasi yorug'lik uchun ishlatiladigan yorug'lik to'lqin uzunligiga bog'liq. burchakli diafragma ob'ektiv.

Burchakli diafragma(u) - ob'ektiv ob'ektivga ob'ektivdan kiruvchi yorug'lik nurlarining ekstremal nurlari orasidagi burchak.

Mikroskopning havodagi aniqlik chegarasi formulasini hosilasiz ko'rsatamiz:

Qayerda λ - ob'ektni yorituvchi yorug'likning to'lqin uzunligi.

Zamonaviy mikroskoplar 140 ° gacha bo'lgan burchak diafragmasiga ega. Qabul qilsak λ = 0,555 mkm, keyin biz ruxsat chegarasi uchun Z = 0,3 mkm qiymatini olamiz.

25.5. Foydali mikroskop kattalashtirish

Keling, mikroskopning kattalashtirishi uning linzalarining berilgan ruxsat chegarasi uchun qanchalik katta bo'lishi kerakligini bilib olaylik. Keling, ko'zning retinaning tuzilishi bilan belgilanadigan o'z ruxsat chegarasiga ega ekanligini hisobga olamiz. 24-ma'ruzada biz quyidagi taxminni oldik ko'z o'lchamlari chegarasi: ZGL = 145-290 mkm. Ko'z mikroskop bilan ajratilgan bir xil nuqtalarni farqlashi uchun kattalashtirish kerak.

Bu o'sish deyiladi foydali o'sish.

E'tibor bering, mikroskop yordamida (25.4) formuladagi ob'ektni suratga olishda Z GL o'rniga plyonka o'lchamlari chegarasi Z PL qo'llanilishi kerak.

Foydali mikroskop kattalashtirish- mikroskopning aniqlik chegarasiga teng o'lchamga ega bo'lgan ob'ektning o'lchami ko'zning aniqlik chegarasiga teng bo'lgan tasvirga ega bo'lgan kattalashtirish.

Mikroskopning aniqlik chegarasi Z m ≈0,3 mkm uchun yuqorida olingan bahodan foydalanib, biz quyidagilarni topamiz: G p ~500-1000.

Mikroskop uchun yuqori kattalashtirish qiymatiga erishish mantiqiy emas, chunki baribir qo'shimcha tafsilotlar ko'rinmaydi.

Foydali mikroskop kattalashtirish - bu mikroskopning ham, ko'zning ham hal qiluvchi kuchlarining oqilona kombinatsiyasi.

25.6. Maxsus mikroskopiya texnikasi

Mikroskopning ajralish kuchini oshirish (rezolyutsiya chegarasini kamaytirish) uchun maxsus mikroskopiya usullari qo'llaniladi.

1. Suvga cho'mish. Ba'zi mikroskoplarda kamaytirish uchun rezolyutsiya chegarasi ob'ektiv va ob'ekt orasidagi bo'shliq maxsus suyuqlik bilan to'ldirilgan - suvga cho'mish. Bu mikroskop deyiladi suvga cho'mish Suvga cho'mishning ta'siri to'lqin uzunligini kamaytirishdir: λ = λ 0 /n, qaerda λ 0 - vakuumdagi yorug'likning to'lqin uzunligi va n - suvga cho'mishning sindirish ko'rsatkichi. Bunda mikroskopning aniqlik chegarasi quyidagi formula bilan aniqlanadi ((25.3) formulani umumlashtirish):

E'tibor bering, maxsus linzalar immersion mikroskoplar uchun yaratilgan, chunki linzalarning fokus uzunligi suyuq muhitda o'zgaradi.

2. UV mikroskopiyasi. Kamaytirish uchun rezolyutsiya chegarasi Ular ko'zga ko'rinmaydigan qisqa to'lqinli ultrabinafsha nurlanishdan foydalanadilar. Ultrabinafsha mikroskoplarda mikroob'ekt ultrabinafsha nurlanishida tekshiriladi (bu holda linzalar kvarts oynasidan tayyorlanadi va ro'yxatga olish fotografik plyonkada yoki maxsus floresan ekranda amalga oshiriladi).

3. Mikroskopik jismlarning o'lchamini o'lchash. Mikroskop yordamida siz kuzatilayotgan ob'ektning o'lchamini aniqlashingiz mumkin. Buning uchun okulyar mikrometr ishlatiladi. Eng oddiy okulyar mikrometre dumaloq shisha plastinka bo'lib, uning ustiga gradusli shkala qo'llaniladi. Mikrometr linzadan olingan tasvir tekisligiga o'rnatiladi. Okuyar orqali ko'rilganda, ob'ektning tasvirlari va shkala birlashadi va siz shkaladagi qaysi masofa o'lchangan qiymatga mos kelishini hisoblashingiz mumkin. Ko'z mikrometrining bo'linish narxi oldindan ma'lum ob'ektdan aniqlanadi.

4. Mikroproyeksiya va mikrofotoografiya. Mikroskop yordamida siz ob'ektni faqat okulyar orqali kuzatishingiz, balki uni suratga olishingiz yoki ekranga proyeksiya qilishingiz mumkin. Bunda A"B" oraliq tasvirni plyonka yoki ekranga proyeksiyalovchi maxsus okulyarlardan foydalaniladi.

5. Ultramikroskopiya. Mikroskop o'lchamlari uning ruxsatidan tashqarida bo'lgan zarralarni aniqlay oladi. Bu usul qiyshiq yoritishni qo'llaydi, buning natijasida mikrozarralar qorong'u fonda yorug'lik nuqtalari sifatida ko'rinadi, zarrachalarning tuzilishi ko'rinmaydi, ularning mavjudligi faktini aniqlash mumkin.

Nazariya shuni ko'rsatadiki, mikroskop qanchalik kuchli bo'lmasin, 3 mikrondan kichik bo'lgan har qanday ob'ekt unda hech qanday tafsilotlarsiz, oddiygina bir nuqta sifatida ifodalanadi. Ammo bu bunday zarrachalarni ko'rib bo'lmaydi, ularning harakatini kuzatib bo'lmaydi yoki ularni sanab bo'lmaydi degani emas.

Mikroskopning o'lchamlari chegarasidan kichikroq bo'lgan zarrachalarni kuzatish uchun qurilma ultramikroskop. Ultramikroskopning asosiy qismi kuchli yoritish moslamasi; Shu tarzda yoritilgan zarrachalar oddiy mikroskopda kuzatiladi. Ultramikroskopiya suyuqlik yoki gazda to'xtatilgan kichik zarrachalarni kuchli lateral yorug'lik ostida ko'rinadigan qilishiga asoslanadi (quyosh nurida ko'rinadigan chang zarralarini o'ylab ko'ring).

25.8. Asosiy tushunchalar va formulalar

Jadvalning oxiri

25.8. Vazifalar

1. Mikroskop ob'ektivi sifatida fokus masofasi 0,8 sm bo'lgan linzalar okulyar fokus uzunligi 2 sm bo'lgan linzalardan foydalaniladi.Turbaning optik uzunligi 18 sm.Mikroskopning kattalashtirishi qanday?

2. Burchakli diafragma u = 140 o bo'lgan quruq va immersion (n = 1,55) linzalarning ruxsat chegarasini aniqlang. To'lqin uzunligini 0,555 mkm deb oling.

3. To'lqin uzunligidagi ruxsat chegarasi nima? λ = 0,555 mkm, agar raqamli diafragma: A 1 = 0,25, A 2 = 0,65 bo'lsa?

4. Apelsin filtri (to'lqin uzunligi 600 nm) orqali kuzatilganda diametri 0,25 mkm bo'lgan hujayra osti elementini mikroskopda ko'rish uchun cho'ktiruvchi suyuqlik qanday sinishi ko'rsatkichidan foydalanish kerak? Mikroskopning teshik burchagi 70°.

5. Kattalashtiruvchi oynaning chetida “x10” yozuvi bor.Ushbu lupaning fokus masofasini aniqlang.

6. Mikroskop linzalari fokus uzunligi f 1 = 0,3 sm, kolba uzunligi Δ = 15 sm, kattalashtirish G = 2500. Okuyarning F 2 fokus masofasini toping. Eng yaxshi ko'rish masofasi 0 = 25 sm.

Ko'zning aniqligi cheklangan. Rezolyutsiya xarakterlanadi hal qilingan masofa, ya'ni. ikkita qo'shni zarralar orasidagi minimal masofa, ular hali ham alohida ko'rinadi. Yalang'och ko'z uchun hal qilingan masofa taxminan 0,2 mm. Ruxsatni oshirish uchun mikroskop ishlatiladi. Metalllarning tuzilishini oʻrganish uchun mikroskopni birinchi boʻlib 1831-yilda damas poʻlatini oʻrganuvchi P.P.Anosov, keyinroq 1863-yilda meteorit temirni oʻrganuvchi ingliz G.Sorbi ishlatgan.

Ruxsat etilgan masofa munosabatlar bilan belgilanadi:

Qayerda l- o'rganilayotgan ob'ektdan linzaga keladigan yorug'likning to'lqin uzunligi; n- ob'ekt va linzalar o'rtasida joylashgan muhitning sinishi ko'rsatkichi va a- tasvirni yaratuvchi linzaga kiradigan nurlar nurlarining ochilish burchagining yarmiga teng burchakli diafragma. Ob'ektivning bu muhim xususiyati linzalar ramkasida o'yilgan.

Yaxshi linzalar maksimal diafragma burchagi a = 70 ° va sina » 0,94 ga ega. Ko'pgina tadqiqotlar havoda ishlaydigan quruq maqsadlardan foydalanadi (n = 1). Yechilgan masofani kamaytirish uchun immersion linzalar qo'llaniladi. Ob'ekt va linzalar orasidagi bo'shliq yuqori sindirish ko'rsatkichiga ega bo'lgan shaffof suyuqlik (immersion) bilan to'ldiriladi. Odatda bir tomchi sadr yog'i ishlatiladi (n = 1,51).

Agar biz ko'rinadigan oq yorug'lik uchun l = 0,55 mkm ni olsak, yorug'lik mikroskopining minimal ajratish masofasi:

Shunday qilib, yorug'lik mikroskopining aniqlash kuchi yorug'lik to'lqin uzunligi bilan chegaralanadi. Ob'ektiv okulyar orqali ko'rilgan ob'ektning oraliq tasvirini xuddi lupa orqali kattalashtiradi. Okuyar ob'ektning oraliq tasvirini kattalashtiradi va mikroskopning aniqligini oshira olmaydi.

Mikroskopning umumiy kattalashtirishi ob'ektiv va okulyar kattalashtirish ko'paytmasiga teng. Metallografik mikroskoplar metallarning tuzilishini 20 dan 2000 martagacha kattalashtirish bilan o'rganish uchun ishlatiladi.

Yangi boshlanuvchilar strukturani yuqori kattalashtirishda darhol ko'rishga harakat qilib, keng tarqalgan xatoga yo'l qo'yishadi. Shuni yodda tutish kerakki, ob'ektni kattalashtirish qanchalik katta bo'lsa, mikroskopning ko'rish sohasida ko'rinadigan maydon shunchalik kichik bo'ladi. Shuning uchun, birinchi navbatda, katta maydonda metall konstruktsiyaning umumiy xususiyatini baholash uchun zaif linzalardan foydalangan holda tadqiqotni boshlash tavsiya etiladi. Agar siz kuchli linza yordamida mikrotahlil qilishni boshlasangiz, unda metall konstruktsiyaning ko'plab muhim xususiyatlari sezilmasligi mumkin.

Mikroskopning past kattalashtirishlarida strukturaning umumiy ko'rinishidan so'ng, strukturaning barcha kerakli eng kichik detallarini ko'rish uchun bunday o'lchamdagi linza tanlanadi.

Ob'ektiv tomonidan kattalashtirilgan strukturaning tafsilotlari aniq ko'rinadigan tarzda okulyar tanlangan. Agar okulyar kattalashtirish etarli bo'lmasa, linza tomonidan yaratilgan oraliq tasvirning nozik detallari mikroskop orqali ko'rilmaydi va shuning uchun linzaning to'liq ruxsati ishlatilmaydi. Agar okulyar kattalashtirish juda yuqori bo'lsa, yangi strukturaviy detallar oshkor etilmaydi, shu bilan birga allaqachon aniqlangan detallarning konturlari xiralashadi va ko'rish maydoni torayadi. Okuyarning o'zining kattalashtirishi uning ramkasida o'yilgan (masalan, 7 x).