Микроскопы

Световые микроскопы с двумя линзами были изобретены в XVI в. Как это ни странно на первый взгляд, но увеличение, создаваемое микроскопом, вовсе не главный фактор, т. е. не от него в первую очередь зависит, насколько мелкий объект можно рассмотреть с помощью данного микроскопа.

Главное- это разрешающая способность микроскопа, т.е. способность давать раздельное изображение двух близких друг к другу объектов. Разрешающая способность, например, человеческого глаза равна приблизительно 0,1 мм; иными словами, 0,1 мм-это наименьшее расстояние, на котором человеческий глаз способен воспринимать две точки раздельно.

Без повышения разрешающей способности нет смысла повышать увеличение. Если линзы не дают возможности различать детали объекта (т. е. воспринимать их как раздельные элементы), то изображение будет туманным, и при большем увеличении мы получим просто-напросто более крупное, но такое же туманное изображение.
До сих пор мы имели в виду лишь общую ситуацию-различение двух разных объектов или двух деталей одного и того же объекта. Если же роль «объектов» играют две стороны одной и той же частицы, то сама частица будет видна в том случае, если она не меньше минимального разрешения данного микроскопа. Разрешающая способность светового микроскопа ограничивается длиной волны света: чем меньше длина волны, тем выше разрешающая способность. Наименьшим длинам волн видимого света, в фиолетовой области, соответствует разрешающая способность приблизительно 200 нм (табл. 10.1). При таком разрешении некоторые клеточные структуры не видны вообще, а детали многих других различаются с трудом (табл. 10.2).
Электронный микроскоп был изобретен в тридцатых годах. Из гл. 9 мы знаем, что электроны ведут себя как частицы, но пучок электронов обнаруживает и волновые свойства подобно световому пучку. Однако для пучка электронов длина волны значительно короче длин волн видимого света, что и обеспечивает более высокую разрешающую способность электронного микроскопа по сравнению со световым микроскопом.
В принципе электронный микроскоп устроен так же, как световой, только роль светового пучка выполняет в нем пучок электронов, а фокусируется этот пучок не линзами, а электромагнитами. В трансмиссионном электронном микроскопе электроны проходят сквозь объект подобно тому, как в световом микроскопе сквозь него проходит свет. В результате пучок электронов создает изображение объекта на фотографической пластинке (рис. 10.2).
Таблица 10.1. Меры длины
1 метр (м) = 100 сантиметрам (см)
1 см = 10 миллиметрам (мм)
1 мм = 10 3 м" = 103 микрометрам (мкм)
1 мкм = 10 6 м = 10 3 мм = 103 нанометрам (нм)
1 нм = 10~9 м = 10“6 мм Приставка «санти» означает одну сотую «милли»-одну тысячную «микро»-одну миллионную «нано» - одну миллиардную
11 1/10 = 0,1 = 10- 10 3 = 1/1000: 10'6 = 1/1 000000.
Таблица 10.2. Размеры некоторых биологических объектов

Нервная клетка	до 2 м в длину (но очень тон-
	кая)
Соматическая животная клетка средних размеров	10-20 мкм в диаметре
Соматическая растительная клетка средних размеров	30 50 мкм в диаметре
Хлоропласт цветкового растения	5-10 мкм в длину
Митохондрия	до 7 мкм в длину
Escherichia coli	2 мкм в длину
(бактерия)
Рибосома	25 нм в диаметре
Молекула ДНК	2 нм в толщину
Атом водорода	0,1 нм в диаметре

Рис.

10.2. Сравнение светового и электронного поставлять отдельные его части с соответмикроскопов. Электронный микроскоп иэобра- ствующими частями светового микроскопа, жен здесь перевернутым, чтобы легче было со-


Одно из главных неудобств электронного микроскопа заключается в том, что в камере объектов должен поддерживаться высокий вакуум, потому что в воздушной среде электроны легко отклоняются и захватываются молекулами газа. Живая материя не может существовать в высоком вакууме, так как в этих условиях испаряется вся содержащаяся в ней вода; поэтому при помощи трансмиссионного электронного микроскопа можно исследовать только фиксированный материал. Кроме того, срезы должны быть очень тонкими, чтобы сквозь них могли проходить электроны.
В сканирующем электронном микроскопе, который был изобретен в пятидесятых годах, электроны отражаются от поверхности объекта и создают изображение при движении в обратном направлении. Предел разрешения у сканирующего электронного микроскопа ниже, чем у трансмиссионного, и ему требуется не столь высокий вакуум. Благодаря этому с помощью сканирующего электронного микроскопа можно проводить прижизненные исследования некоторых организмов с достаточно твердыми покровами. Он позволяет также получать превосходные фотографии, воспроизводящие в мельчайших деталях строение поверхности некоторых живых существ (рис. 10.3).
В любом микроскопе видимое изображение получают благодаря тому, что одни части исследуемого объекта поглощают или отклоняют больше света или больше электронов, чем другие. Чтобы усилить контрастность конечного изображения, почти все объекты окрашивают. В световой микроскопии ис-

Рис. 10.3. Микрофотография головы плодовой мушки, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Плодовые мушки часто используются в генетических экспериментах. (The Johns Hopkins University. Applied Physics Laboratory.)
пользуют красители, а для трансмиссионного электронного микроскопа употребляют вместо красителей вещества (например, свинец), способные поглощать электроны. Для сканирующего электронного микроскопа материал часто замораживают, чтобы получить поверхность, покрытую льдом. 

Еще по теме Микроскопы:

1. Принципы работы с оптическим микроскопом
2. 2.1.6. Микроскопическое исследование патологического материала.
3. Почвенные животные
4. ТИП ПРОСТЕЙШИ
5. />РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
6. Бактерии
7. Твердая фаза почвы
8. Раковинные корненожки
9. Почвенные водоросли
10. Биофизические исслеования в физике
11. ВИРУСНАЯ ЦИТОПАТОЛОГИЯ
12.   Лейкоциты. 
13. Диатомовые водоросли
14. 1.7. ИЕРАРХИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ
15. ДЕРЕВЕНСКАЯ ПЫЛЬЦА ЛУЧШЕ ГОРОДСКОЙ
16. Кандидомикоз (молочница)
17. 2 КАК ПРОИСХОДИТ эволюция
18. Место простейших в системе животного мира
19. Инфузории
20. ОЦЕНКА СПЕРМЫ НА ПУНКТАХ ИСКУССТВЕННОГО ОСЕМЕНЕНИЯ