Микроскоп рентгеновский

Микроскоп рентгеновский

Рентге́новский микроско́п — устройство для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра.

Рентгеновские микроскопы по разрешающей способности находятся между электронными и оптическими микроскопами. Теоретическая разрешающая способность рентгеновского микроскопа достигает 2-20 нанометров, что на два порядка больше разрешающей способности оптического микроскопа (до 20 микрометров). В настоящее время существуют рентгеновские микроскопы с разрешающей способностью около 5 нанометров[1].

Содержание

Общие сведения

Разработка рентгеновских микроскопов сопряжена с рядом серьёзных трудностей. Рентгеновские лучи практически невозможно фокусировать обычными линзами. Дело в том, что показатель преломления рентгеновских лучей в различных прозрачных для них средах примерно одинаков и очень мало отличается от единицы. Колебания составляют порядка 10-4 —10 -5. Для сравнения, показатель преломления видимого света в воде при 20 °C примерно равен 1,33. Рентгеновские лучи также не отклоняются электрическими и магнитным полям, что не позволяет использовать для фокусировки электрические или магнитные линзы. Однако, в современной рентгеновской оптике в последнее время появились и уже нашли большое применении линзы, действующие на основе эффекта обратного лучепреломления (основано на различии коэффициентов преломления в конденсированном веществе по отношению к воздуху). Функцию линзы выполняет линзообразная полость внутри материала, получившие название линзы Снигирёва [2].

Рентгеновские лучи напрямую не воспринимаются человеческим глазом. По этому для наблюдения и фиксации результатов приходится применять технические средства (фототехнику или Электронно-оптические преобразователи).

Первый коммерческий рентгеновский микроскоп был создан в 50 годах ХХ века американским инженером Стерлингом Ньюбери, сотрудником General Electric. Он представлял собой проекционный микроскоп, для получения изображения в нём применялись фотопластинки.

Виды рентгеновских микроскопов

Существуют два типа рентгеновских микроскопов — отражательные и проекционные. В отражательных микроскопах используется явление преломления рентгеновских лучей при скользящем падении. Проекционные микроскопы используют высокую проникающую способность рентгеновских лучей. В них изучаемый объект помещается перед источником излучения просвечивается рентгеновскими лучами. Благодаря тому, что коэффициент поглощения рентгеновских лучей зависит от размеров атомов, через которые они проходят, такой метод позволяет получать информацию не только о структуре, но и о химическом составе изучаемого объекта.

Проекционные

Проекционные рентгеновские микроскопы представляют собой камеру, в противоположных концах которой располагаются источник излучения и регистрирующее устройство. Для получения чёткого изображения необходимо, чтобы угловая апертура источника была как можно меньше.

Увеличение (М) в методе рентгеновской проекционной микроскопии определяется отношением расстояний от источника рентгеновского излучения до детектора (b) к расстоянию от источника до объекта (а):

М = b/a

В микроскопах такого типа до недавнего времени не использовались дополнительные оптические приборы. Основным способом получить максимальное увеличение является размещение объекта на минимально возможном расстоянии от источника рентгеновского излучения. Для этого фокус трубки располагается непосредственно на окне рентгеновской трубки либо на вершине иглы анода, помещенной вблизи окна трубки. В последнее время ведутся разработки микроскопов, использующих зонные пластинки Френеля для фокусировки изображения. Такие микроскопы имеют разрешающую способность до 30 нанометров.

Отражательные

В микроскопах этого типа используются приёмы, позволяющие добиться максимального увеличения, благодаря чему линейное разрешение проекционных рентгеновских микроскопов достигает 0,1—0,5 мкм. В качестве линз в них используется система зеркал. Изображения, создаваемые отражательными рентгеновскими микроскопами даже при точном выполнении профиля их зеркал искажаются различными аберрациями оптических систем: астигматизм, кома.

Для фокусировки рентгеновского излучения применяются также изогнутые монокристаллы. Но при этом на качество изображения сказываются структурные несовершенства монокристаллов, а также конечная величина брэгговских углов дифракций.

Отражательные рентгеновские микроскопы не получили широкого распространения из-за технических сложностей их изготовления и эксплуатации.

Область применения

Проекционные микроскопы получили широкое применение в различных сферах науки, включая медицину, минералогию, металловедение.

При помощью рентгеновского проекционного микроскопа можно

  • оценить качество тонких покрытий
  • получить микрорентгенографии биологических и ботанических срезов толщиной до 200 мкм.
  • применить для анализа смеси порошков лёгких и тяжёлых металлов, при изучении внутреннего строения объектов, непрозрачных для световых лучей и электронов.

Важным достоинством рентгеновских микроскопов является то, что с их помощью можно наблюдать непрепарированные живые клетки. [3]

См. также

Литература

  • Уманский Я. С., Рентгенография металлов и полупроводников, М., 1969

Примечания



Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Полезное


Смотреть что такое "Микроскоп рентгеновский" в других словарях:

  • РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОСКОП — микроскоп, предназначенный для исследования микроструктуры объектов в рентгеновском излучении. Предел разрешения Р. м. может превышать разрешение световых микроскопов на 2 3 порядка в соответствии с отношением длин волн l рентг. и видимого… …   Физическая энциклопедия

  • РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОСКОП — прибор для исследования микроскопического строения объектов с помощью рентгеновского излучения. В проекционном (теневом) рентгеновском микроскопе объект (напр., ботанический срез) располагается вблизи точечного источника рентгеновского излучения; …   Большой Энциклопедический словарь

  • РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОСКОП — прибор для исследования микроструктуры различных объектов в рентгеновском излучении, при этом предел разрешения может превышать разрешение световых микроскопов на 2 3 порядка. Р. м. может быть оснащён различными преобразователями рентгеновского… …   Большая политехническая энциклопедия

  • МИКРОСКОП ЭЛЕКТРОННЫЙ — применяется для изучения объектов размерами < 1 0,1 μ, которые не могут быть изучены при помощи световой микроскопии. М. э. делятся на просвечивающие, отражательные, эмиссионные, растровые, теневые. Наиболее распространенными являются М.… …   Геологическая энциклопедия

  • Рентгеновский микроскоп — Рентгеновский микроскоп  устройство для исследования очень малых объектов, размеры которых сопоставимы с длиной рентгеновской волны. Основан на использовании электромагнитного излучения с длиной волны от 0,01 до 1 нанометра. Рентгеновские… …   Википедия

  • Микроскоп — У этого термина существуют и другие значения, см. Микроскоп (значения). Микроскоп, 1876 год …   Википедия

  • Микроскоп оптический — Современный оптический микроскоп Микроскоп (от греч. μικρός малый и σκοπεῖν смотрю) оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов (или деталей их структуры), невидимых невооружённым глазом. Содержание …   Википедия

  • МИКРОСКОП — (от микро... и ...скоп) оптич. прибор, позволяющий получать сильно увеличенное изображение мелких объектов и их деталей, невидимых невооружённым глазом (см. рис.). Общее увеличение, даваемое М., ограничивается дифракц. явлениями и не превышает… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Микроскоп — I Микроскоп прибор для получения увеличенного изображения объектов или деталей их структуры, не видимых невооруженным глазом. Глаз способен различать детали объекта, отстоящие друг от друга не менее чем на 0,08 мм; с помощью светового М. можно… …   Медицинская энциклопедия

  • рентгеновский микроскоп — прибор для исследования микроскопического строения объектов с помощью рентгеновского излучения. В проекционном (теневом) рентгеновском микроскопе объект (например, ботанический срез) располагается вблизи точечного источника рентгеновского… …   Энциклопедический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»